《環境綜合實驗課》教案
1、課程名稱：環境綜合實驗課
2、學時：28-60學時
3、先修課程：環境工程、環境監測、環境工程微生物學、環境化學、環境統計
4、指定教材
張仁志主編：環境綜合實驗，中國環境科學出版社，2006，7。
校內自編教材：
（1）《汙水處理實驗、水質監測實驗指導書》，2003,8
（2）《降塵監測、大氣環境監測、鍋爐尾氣監測、雜訊監測實驗指導書》，2004,1
（3）《微生物實驗指導書》，2005，8
5、教學參考書
（1）高廷耀主編：水汙染控制工程（下），高等教育出版社，1989版。
（2）張自傑主編：排水工程，中國建築工業出版社，2000版。
（3）奚旦立主編：環境監測，高等教育出版社，1995版。
（4）水和廢水監測分析方法(第四版)，中國環境科學出版社，2000版。
（5）空氣和廢氣監測分析方法(第四版)，中國環境科學出版社，2003版。
（6）環境監測管理和環境質量監測分析方法標準，科學技術文獻出版社，2003版。
（7）環境汙染治理技術，中國環境科學出版社，2002版。
6、教學方法
教師課堂講授，啟發式教學，課堂討論，提問式教學，當堂測試，實驗操作。
7、教學手段
多**教學，傳統講授，現場示範，實驗操作。
8、考核方式
當堂測試，課堂發言，平時作業，課堂參與，課堂表現，考勤要求，實驗報告。
9、學習方法
學生根據自己所學專業選定實驗專案後，應認真閱讀實驗教材，清楚地了解實驗專案的目的要求、實驗原理和實驗內容，做好課前預習。對於驗證性實驗和演示性實驗，應寫出簡明的預報告。預習報告包括：
實驗目的、實驗方法、實驗步驟、注意事項、可能出現的問題、預期結果和準備向老師提出的問題。對於綜合、設計性實驗，需由學生根據實驗題目以及實驗室提供的相應實驗材料，先自行列出實驗方案。實驗方案應包括要採用的實驗方法、裝置、實驗綱要、進度安排、可能出現的問題等等。
實驗方案需經指導老師審閱通過後方可進行實驗。上課時認真聽講，做好筆記，記錄老師講授的實驗內容原理、操作過程、及注意事項。
10、輔導答疑：大體每週一次，集中輔導時學生不得缺席。
11、本課程的其它要求
上課時關掉所有通訊工具；上課時不得講話，不得低聲耳語，不得遲到早退；各班每個實驗小組推選一名小組長；上課前提交上次實驗報告及本次實驗的預習報告；教師然後通過提問、檢視預報告等方式對學生的實驗預習情況進行檢查或對學生的實驗設計方案進行審查，對學生對實驗的預習情況進行點評。學生實驗前應仔細檢查實驗裝置、儀器儀表是否完整齊全。實驗時應嚴格遵守實驗室管理有關規定，嚴格按照儀器裝置操作規程認真操作，不得隨意亂動實驗室內其它裝置。
實驗中仔細觀察並記錄實驗現象，精心測定實驗資料並詳細填寫實驗記錄。實驗結束後，要將實驗裝置和儀器儀表恢復原狀，將周圍環境整理乾淨。學生通過實驗取得大量資料以後，必須對資料作科學的整理分析，去偽存真、去粗取精，以得到正確可靠的結論。
實驗結束後學生應以小組為單位進行實驗資料的整理、處理和分析。實驗結束後，教師應對學生本次實驗情況進行總結，對小組成員的表現情況進行評估。並布置下次實驗內容，安排學生進行下次實驗的預習。
指導教師應根據學生在每項實驗過程中的綜合表現及時給出其單項實驗成績，並登記在案。全部實驗結束後應將學生的綜合實驗成績備案後，及時上交學院教學管理部門。
大氣環境及汙染源監測實驗
實驗一空氣中二氧化硫(so2)監測
（甲醛緩衝溶液吸收—鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法）
一、實驗目的
1、掌握大氣取樣器的使用方法。
2、用分光光度法測定so2的方法。
二、實驗原理
二氧化硫被甲醛緩衝溶液吸收後，生成穩定的羥基甲磺酸加成化合物。在樣品溶液中加入氫氧化鈉使加成化合物分解，釋放出的二氧化硫與鹽酸副玫瑰苯胺、甲醛作用，生成紫紅色化合物，根據顏色深淺，用分光光度計在577nm處進行測定。
加入氨磺酸鈉消除氮氧化物的干擾；取樣後放置一段時間可使臭氧自行分解；加入磷酸及環己二胺四乙酸二鈉鹽可以消除或減少某些金屬離子的干擾。
三、教學重點與難點
教學重點：大氣取樣器氣體取樣部分的使用，顯色溫度、顯色時間的控制。
教學難點：顯色溫度、顯色時間的控制
四、實驗學時數和學時分配
實驗學時數：4學時
學時分配：1、檢查學生實驗預習情況—5分鐘；2、教師講解本次實驗內容—30分鐘；3、學生分工協作開始實驗—150分鐘；4、學生討論，處理實驗結果—30分鐘；5、教師對本次實驗情況進行點評，布置下次實驗內容—25分鐘。
五、實驗準備
儀器：空氣取樣器、可見光分光光度計、白色多孔玻板吸收瓶、恆溫水浴器、具塞比色管。試劑：(略)
六、實驗過程
1、配甲醛吸收液、裝吸收瓶
2、連線大氣取樣器，取樣
3、樣品化學分析
（1）標準曲線的繪製
（2）樣品測定
4、計算結果
七、注意事項
1、正確掌握反應顯色溫度、顯色時間。
2、二氧化硫濃度計算結果應精確到小數點後第三位。
3、用過的比色皿和比色管應用稀鹽酸浸泡。
八、思考題
1、影響測定誤差的主要因素有哪些？應如何減少誤差？
2、在北方什麼季節空氣汙染較重?一天當中什麼時間汙染最重？
3、測定一次結果能否代表日平均濃度?假如你測定的結果是日平均濃度，達到哪一級大氣質量標準?
實驗二空氣中氮氧化物(nox)監測
(鹽酸萘乙二胺分光光度法)
一、實驗目的
1、掌握大氣取樣器的使用方法。
2、用分光光度法測定nox的方法。
二、實驗原理
空氣中的氮氧化物主要包括一氧化氮和二氧化氮。一氧化氮不與吸收液反應，通過酸性高錳酸鉀溶液氧化管被氧化為二氧化氮後，和原有的二氧化氮一起與串聯的吸收瓶中的吸收液反應生成粉紅色偶氮染料。於波長540nm處測定吸收瓶中樣品的吸光度。
空氣中臭氧濃度超過0.250mg/m3時，對氮氧化物的測定產生負干擾，取樣時在吸收瓶入口端串聯一段15～20cm長的矽橡膠管，排除干擾。
方法檢出限為0.12μg/10ml。當吸收液體積為10ml，取樣體積為24l時，氮氧化物(以二氧化氮計)的最低檢出濃度為0.005mg/m3。
三、教學重點與難點
教學重點：大氣取樣器氣體取樣部分的使用，取樣原理的掌握。
教學難點：標準曲線的繪製及氮氧化物濃度的計算
四、實驗學時數和學時分配
實驗學時數：4學時
學時分配：1、檢查學生實驗預習情況—5分鐘；2、教師講解本次實驗內容—30分鐘；3、學生分工協作開始實驗—150分鐘；4、學生討論，處理實驗結果—30分鐘；5、教師對本次實驗情況進行點評，布置下次實驗內容—25分鐘。
五、實驗準備
儀器：空氣取樣器、可見光分光光度計、棕色多孔玻板吸收瓶、具塞比色管。試劑：(略)
六、實驗過程
1、配吸收液、裝吸收瓶
2、連線大氣取樣器，取樣
3、樣品化學分析
（1）標準曲線的繪製
（2）樣品測定
4、計算結果
七、注意事項
1、吸收液的吸光度不超過0.005(540nm，lcm比色皿，以水為參比)。否則，應檢查水、試劑純度或顯色液的配製時間和貯存方法。
2、沉積在氧化瓶管壁上的高錳酸鉀沉澱物，用鹽酸羥胺溶液浸泡清洗掉。
八、思考題
1、什麼物質會對氮氧化物的測定產生干擾?如何消除干擾?
2、如何校準轉子流量計?
3、測定一次結果能否代表日平均濃度?假如你測定的結果是日平均濃度，達到哪一級大氣質量標準?
實驗三空氣中總懸浮顆粒物(tsp)監測
(質量法)
一、實驗目的
1、掌握中流量大氣取樣器tsp部分的使用方法。
2、學習質量法在大氣環境監測中的應用。
二、實驗原理
總懸浮顆粒物，簡稱tsp，係指空氣中空氣動力學直徑小於100μm的顆粒物。
通過具有一定切割特性的取樣器，以恆速抽取定量體積的空氣，空氣中粒徑小於100μm的懸浮顆粒物，被截留在已恒重的濾膜上。根據取樣前、後濾膜重量之差及採氣體積，計算總懸浮顆粒物的質量濃度。濾膜經處理後，可進行組分分析。
三、教學重點與難點
教學重點：大氣取樣器顆粒汙染物取樣部分使用方法，濾膜的安裝和拆卸；教學難點：取樣膜的安裝和拆卸
四、實驗學時數和學時分配
實驗學時數：4學時
學時分配：1、檢查學生實驗預習情況—5分鐘；2、教師講解本次實驗內容—30分鐘；3、學生分工協作開始實驗—130分鐘；4、學生討論—30分鐘；5、學生處理實驗結果—20分鐘（因實驗結果要在第二天才出，故單獨列出）； 6、教師對本次實驗情況進行點評，布置下次實驗內容—25分鐘。
五、實驗準備
儀器材料：中流量取樣器、濾膜、鑷子、x光看片機、打號機、恆溫恆濕箱(室)、分析天平、氣壓計。
六、實驗過程
1、空白濾膜，打號，平衡
2、稱量濾膜
3、取樣
4、塵膜平衡、稱量
七、注意事項
1、濾膜應多次精確稱量至恒重。
2、取樣前應檢查取樣頭密封墊是否完好，是否漏氣。
八、思考題
1、如何確定取樣點?該取樣點tsp的主要汙染源有哪些?哪種汙染源貢獻率大?
2、濾膜為什麼要採取恒重法稱量?為什麼要用對照膜進行濕度校準實驗?
3、在什麼氣象條件下tsp汙染較重?
實驗四空氣中可吸入顆粒物(pm10)監測
(質量法)
一、實驗目的
1、掌握中流量大氣取樣器，pm10的取樣監測方法。
2、pm10切割器分離原理，恒重法濾膜的精確稱量。
二、實驗原理
可吸入顆粒物，簡稱pm10，係指空氣中空氣動力學直徑小於10μm的顆粒物。
通過具有pm10切割特性的取樣器，以恆速抽取定量體積的空氣，空氣中粒徑小於10μm的顆粒物，被截留在已恒重的濾膜上。根據取樣前、後濾膜質量之差及採氣體積，計算可吸入顆粒物的質量濃度。濾膜經處理後，可進行組分分析。
三、教學重點與難點
教學重點：大氣取樣器顆粒汙染物取樣部分使用方法，pm10取樣器與tsp取樣器結構的對比；教學難點：取樣膜的安裝和拆卸
四、實驗學時數和學時分配
實驗學時數：4學時
學時分配：1、檢查學生實驗預習情況—5分鐘；2、教師講解本次實驗內容—30分鐘；3、學生分工協作開始實驗—130分鐘；4、學生討論—30分鐘；5、學生處理實驗結果—20分鐘（因實驗結果要在第二天才出，故單獨列出）； 6、教師對本次實驗情況進行點評，布置下次實驗內容—25分鐘。
五、實驗準備
儀器材料：中流量取樣器、濾膜、鑷子、x光看片機、打號機、恆溫恆濕箱(室)、分析天平、氣壓計。
六、實驗過程
1、空白濾膜，打號，平衡
2、稱量濾膜
3、取樣
4、塵膜平衡、稱量
七、注意事項
1、濾膜應多次精確稱量至恒重。
2、取樣前應檢查取樣頭密封墊是否完好，是否漏氣。
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