环境监测教学大纲.docx
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环境监测教学大纲
《环境监测》教学大纲
课程编号:
081152A
课程类型:
□通识教育必修课□通识教育选修课
√专业必修课□专业选修课
□学科基础课
总学时:
32讲课学时:
32实验(上机)学时:
0
学 分:
2
适用对象:
环境工程
先修课程:
分析化学
一、教学目标
《环境监测》是环境工程专业本科生必修的一门专业技术基础课,学生在学习本课程后能够独立分析、设计、解决环境监测问题,为进行环境保护工作和环境科学研究打下良好的基础。
具体目标如下:
目标1:
培养学生解决环境实际问题的能力及从事本专业科学研究的能力,同时培养良好的科学作风。
目标2:
学生掌握环境监测的基本概念和特点;掌握环境中水、大气、土壤、固体废弃物的布点采样方法、预处理技术及重要监测指标的分析技术;掌握制订监测方案的方法;掌握监测过程质量保证的内容和方法;了解环境监测新方法、新技术及其发展趋势;了解环境自动监测、生物监测、遥感遥测等最新环境监测技术与发展前沿。
目标3:
为该课程在环境影响评价、环境工程,特别在水污染控制工程、大气污染控制工程和噪声污染控制工程中的应用打下基础。
二、教学内容及其与毕业要求的对应关系(黑体,小四号字)
《环境监测》课程重点讲述的内容包括:
1、环境监测对象和目的:
环境监测的概念,环境监测的目的和分类,环境标准的概念及分类、制订原则。
2、环境监测方案的制定:
布点、采样、样品运输、污染物测定、数据处理和应用。
3、各环境要素的监测:
水和废水监测、空气和废气监测、固体废物监测、土壤质量监测、噪声监测。
4、环境监测质量保证:
实验室质量控制、标准分析方法、环境标准物质、监测数据的统计处理和结果的表述方法。
以上重点讲述内容可为学生毕业后独立开展环境监测工作打下坚实基础。
对于以上内容,将配合相关实验课程开展和讲述。
选讲内容包括:
1、环境中放射性污染监测。
2、环境自动监测和简易监测技术。
3、环境生物监测技术。
为实现《环境监测》课程的教学目标,教学过程将采用以多媒体教学方法为主,探索式教学、范例式教学、实践式教学为辅的教学手段。
课后将布置作业由学生独立完成,并针对性的进行作业题目讲解。
《环境监测》课程能够培养学生掌握环境监测的基本概念、基本原理和监测方法的科学原理、监测技术的关键、各种各类监测方法的特点及适用范围等一系列理论与技术问题;掌握相关法规、方法、监测内容和评价方法,培养今后在监测数据收集、整理和评价等方面达到独立开展工作的能力,培养学生具有综合应用多种方法处理环境监测实践问题的能力,进一步培养与时俱进、发展新方法和新技术的创新思维和创新能力,以上都促进了学生毕业要求的实现。
三、各教学环节学时分配
以表格方式表现各章节的学时分配,表格如下:
教学课时分配
序号
章节内容
讲课
实验
其他
合计
1
绪论
2
0
0
2
2
水和废水监测
8
0
0
8
3
空气和废气监测
8
0
0
8
4
固体废物监测
2
0
0
2
5
土壤质量监测
2
0
0
2
6
物理性污染监测
4
0
0
4
7
环境监测管理和质量保证
6
0
0
6
合计
32
0
0
32
四、教学内容
第一章绪论
第一节环境监测的目的和分类
1.环境监测目的
2.环境监测的分类
第二节环境监测的特点和监测技术概述
1.环境监测的发展
2.环境污染和环境监测的特点
3.监测技术概述
4.环境优先污染物和优先监测
第三节环境标准
1.中国环境标准体系
2.标准和技术法规的关系
3.水质标准
4.大气标准
5.固体废物控制标准
6.未列入标准的物质最高允许浓度的估算
教学重点、难点:
1.环境监测定义
2.环境监测分类
3.环境优先监测及优先监测污染物
4.环境标准的定义,重点讲述环境质量标准和污染物控制标准
5.环境标准的分类
6.制定环境标准的原则
7.优先监测污染物
8.制定环境标准的原则
课程的考核要求
了解:
环境监测国内外的发展状况
理解:
环境监测课程的性质、特点及与其它学科的关系
掌握:
环境监测目的、分类、特点、技术及主要环境标准
应用:
环境监测的基本概念以及环境监测在环境分析评价和环境保护中的作用
复习思考题:
1.简述环境监测的分类。
2.环境监测和环境分析有何区别?
3.我国目前环境监测分析方法分哪几类?
4.试分析我国环保标准体系的特点。
5.为什么要分别制定环境质量标准和排放标准?
6.制订环保标准的原则是什么?
是否标准越严越好?
7.环境监测的目的是什么?
8.简述环境监测的发展趋势。
9.简述优先污染物筛选的原则。
第二章水和废水监测
第一节水体污染与监测
1.水体与水体污染
2.水污染监测的对象和目的
3.监测项目
4.水质监测分析方法
5.排污总量测量方法
第二节水质监测方案制订
1.地表水水质监测方案的制订
2.地下水质监测方案的制订
3.水污染源监测方案的制订
第三节水样的采集和保存
1.水样类型
2.地表水样的采集
3.地下水样的采集
4.废(污)水样的采集
5.采集水样注意事项
6.流量的测量
7.水样的运输和保存
第四节水样的预处理
1.水样的消解
2.富集与分离
第五节物理指标检验
1.水温
2.臭和味
3.色度
4.浊度
5.透明度
6.固体物
7.矿化度
8.电导率
9.氧化还原电位
第六节金属化合物的测定
1.铝
2.汞
3.镉
4.铅
5.铜
6.锌
7.铬
8.砷
9.其他金属化合物
第七节非金属无机化合物的测定
1.酸度和碱度
2.PH值
3.溶解氧(DO)
4.氰化物
5.氟化物
6.含氮化合物
7.硫化物
8.含磷化合物
9.其他非金属无机化合物
第八节有机污染物的测定
1.综合指标和类别指标
2.特定有机污染物
第九节底质和活性污泥性质测定
1.底质
2.活性污泥性质的测定
教学重点、难点:
1.地表水监测方案的制订
2.地表水的采集方法和采样器
3.水样的湿法消解
4.水样的类型:
瞬时水样、混合水样和综合水样
5.水样的冷藏或冷冻法、加入化学试剂的保存方法
6.水样物理性质的检验:
颜色、臭阈值、浊度和透明度
7.含汞水样预处理、冷原子吸收法、冷原子荧光法、双硫腙分光光度法测定水样中的汞
8.含铬水样预处理、六价铬的测定原理、总铬的测定原理
9.酸度和碱度的定义及测定计算
10.溶解氧:
水样的采集、保存、测定原理、结果表达
11.含氮化合物水样保存、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、总氮的测定原理
12.水样中硫化物的采样及测定
13.COD:
测定水样CODMn和CODCr的采样、保存、测定方法原理、结果计算与表达、操作注意事项
14.BOD:
BOD5的测定原理及计算
15.总有机碳(TOC)的测定原理和方法
16.挥发酚:
水样预处理、测定原理、结果计算
17.活性污泥性质的测定方法
课程的考核要求
了解:
水体和水体污染的基本概念、水质监测的对象和目的
理解:
水质监测项目及确定的依据、优先监测物、必测项目与选测项目、水质监测分析方法、水样的预处理在水质测定中的作用和意义、底质样品的制备与分解、污染物的测定方法原理和操作要点、活性污泥性质的测定方法
掌握:
水质监测任务的总体构思和设计原则、地表水、废水、底质等水样的采集和采样器使用及水流量测量、水样的运输和保存原理与方法、水样的预处理方法
应用:
地表水、地下水、水污染源等各种各类水体的监测方案的制定原则和方法,特别是三断面法的原理和方法及各类水样采集;水体各项物理指标:
水温、颜色、味道、残渣、电导率、浊度、透明度、矿化度、氧化还原电位等的检验方法原理、适用情况和注意事项;水体中主要的有害金属:
汞、镉、铬、铅、砷重金属的主要测定方法:
分光光度法、原子吸收法、阳极溶出伏安法、容量法;水体的酸碱度、pH值、溶解氧、氰化物、氟化物、含氮化合物、硫化物和非金属无机物的测定方法原理、操作要点、方法适用范围等基本内容;水体有机污染物的测定:
化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、总有机碳(TOC)、总需氧量(TOD)、挥发酚类、矿物油
复习思考题:
1.名词解释:
碱度、酸度、臭阈值、化学需氧量、高锰酸盐指数、生化需氧量
2.工业废水的采样频率如何确定?
3.保存水样的基本要求和基本措施。
4.简述碘量法测定水中溶解氧的原理和步骤。
5.简述碘量法测定水中硫化物的原理。
6.简述膜电极法测定水中溶解氧的原理。
7.试述酸性法测定高锰酸盐指数的原理。
8.简述重铬酸钾法测定CODCr的原理,并写出化学反应方程式。
9.写出经稀释后培养的水样BOD5的计算公式,并解释各个符号的含义。
10.测定BOD5的溶液应满足什么条件,才能获得可靠的测定结果?
11.简述我国标准分析方法—非分散红外线吸收法中差减法测定总有机碳的原理。
12.简述我国标准分析方法—非分散红外线吸收法中直接法测定总有机碳的原理,测定结果是全部有机碳吗?
13.简述水样消解的作用。
14.简述冷原子吸收法测定水中汞的流程。
15.如何测定活性污泥体积指数?
16.分光光度法测定水中六价铬和总铬的原理各是什么?
17.测定总铬时,加入高锰酸钾的作用是什么?
加入亚硝酸钠和尿素是为什么?
18.简述含酚废水测定时去除硫化物的方法,操作时的注意事项。
19.地表水监测中有三类监测断面,对它们各有什么要求?
20.测定水样中六价铬与总铬的水样保存方法有什么不同?
为什么?
21.用重铬酸钾法测定水样COD时,氯化物何以能干扰测定?
此干扰应如何消除?
第三章空气和废气监测
第一节空气污染基本知识
1.大气、空气及其污染
2.空气污染的危害
3.空气污染源
4.空气中的污染物及其存在状态
5.空气中污染物的时空分布特点
6.空气中污染物浓度表示方法
第二节空气污染监测方案的制订
1.监测目的
2.调研及资料收集
3.监测项目
4.监测站(点)和采样点的布设
5.采样频率和采样时间
6.采样方法、监测方法和质量保证
第三节空气样品的采集方法和采样仪器
1.直接采样法
2.富集(浓缩)采样法
3.采样仪器
4.采样效率
5.采样记录
第四节气态和蒸气态污染物质的测定
1.二氧化硫的测定
2.氮氧化物的测定
3.一氧化碳的测定
4.光化学氧化剂的测定
5.臭氧的测定
6.氟化物的测定
7.硫酸盐化速率的测定
8.总烃及非甲烷烃的测定
9.挥发性有机物(VOCs)和甲醛的测定
10.其他污染物质的测定
第五节颗粒物的测定
1.总悬浮颗粒物的测定
2.可吸入颗粒物的测定
3.降尘量及其组分的测定
4.总悬浮颗粒物中污染物组分的测定
5.空气质量指数的计算
第六节降水监测
1.采样点的布设
2.样品的采集
3.降水组分的测定
第七节污染源监测
1.固定污染源监测
2.流动污染源监测
第八节标准气的配制
1.静态配气法
2.动态配气法
教学重点、难点:
1.空气污染监测常用的术语
2.空气监测方案的制订
3.监测网点的优化布点原则、要求和方法要点、采样时间和频率的确定原则与要求
4.大气试样的浓缩采样法的原理、方法、适用范围、注意事项
5.SO2的测定原理及操作方法要点
6.NOx的测定原理及操作方法要点
7.CO的测定原理及操作方法要点
8.臭氧的测定原理及方法要点
9.颗粒物的采样方法、采样器的使用
10.空气中TSP的测定原理、测定方法
11.固定污染源的采样方法
12.固定污染源压力的测定、流速的计算、流量的计算、含水量的测定与计算
13.标准气体的配制方法
14.标准气体浓度的计算
15.空气中污染物浓度的表示方法与气体体积换算
课程的考核要求
了解:
空气与空气组成、大气污染物的时空分布和污染物迁移转化规律、气态污染物和颗粒物的存在、迁移和转化规律、监测程序的设计
理解:
标准气的静态和动态配制方法
掌握:
空气监测的布点、采样方法、采样时间和频率的确定、体积换算;颗粒物(TSP、IP及降尘)的采样方法和测定方法;空气试样浓缩采样法的原理、方法、适用范围、注意事项;颗粒物的采样方法和粒度测定的仪器原理和工作流程及适用范围
应用:
分子状污染物的测定,特别是SO2、NOx、CO、总氧化剂(O3)、总烃及非甲烷烃的化学性质、污染源、测定方法、测定原理、流程、仪器操作要点、方法适用范围和注意事项等
复习思考题:
1.简述转子流量计的工作原理。
2.简述分光光度法测定大气中NOX的原理。
3.为什么测定烟气烟尘浓度必须采用等速采样法?
4.怎样测定环境空气中的总悬浮颗粒物?
5.大气污染物测定时,浓缩采样方法有几种?
6.简述大气污染物测定溶液吸收法采样过程。
7.简述填充柱阻留法采样原理。
8.测定大气SO2配制亚硫酸钠溶液时,为何要加入少量的EDTA-2Na?
9.在夏季和冬季采集降尘时,为防止微生物及藻类生长和冰冻,应在降尘罐中加入何种试剂?
10.用于测定电导和pH值的降水样品,是否需要过滤后再测定?
应先测pH值还是电导?
为什么?
11.简述分光光度法测定大气中NO2的原理。
12.如何用分光光度法测定大气中的NO含量?
第四章固体废物监测
第一节固体废物概述
1.固体废物的定义和分类
2.危险废物的定义和鉴别
第二节固体废物样品的采集和制备
1.样品的采集
2.样品的制备
3.样品水分的测定
4.样品pH的测定
5.样品的保存
第三节有害特性的监测方法
1.急性毒性的初筛试验
2.易燃性的试验方法
3.腐蚀性的试验方法
4.反应性的试验方法
5.遇水反应性的试验方法
6.浸出毒性试验
第四节生活垃圾和卫生保健机构废物的监测
1.生活垃圾及其分类
2.生活垃圾特性分析
3.渗滤液分析
4.渗滤试验
5.垃圾堆场蝇类滋生密度的测定
6.卫生保健机构废物的定义、分类和处理
第四节有害物质的毒理学研究方法
1.试验动物的选择及毒性试验分类
2.吸入毒性试验
3.口服毒性试验
4.鱼类毒性试验
教学重点、难点:
1.易燃性试验方法
2.腐蚀性试验方法
3.固体废物样品制备方法
课程的考核要求
了解:
固体废弃物的分类
理解:
危险废物及其特性
掌握:
固体废物监测的方法,固体废弃物样品的采样工具、采样方法、样品制备、处理和有害特性分析
应用:
有害特性的监测方法
复习思考题:
1.我国有害固体废物特性有哪些?
2.解释以下几个基本概念的含义:
急性毒性、易燃性、腐蚀性、反应性。
3.简述固体废弃物样品水分测定的方法。
4.固体废弃物腐蚀性的鉴别标准是什么?
第五章土壤质量监测
第一节土壤基本知识
1.土壤组成
2.土壤的基本性质
3.土壤背景值
4.土壤污染
5.土壤环境质量标准
第二节土壤环境质量监测方案
1.监测目的
2.资料的收集
3.监测项目
4.采样点的布设
5.监测方法
6.土壤监测质量控制
7.农田土壤环境质量评价
第三节土壤样品的采集与加工管理
1.土壤样品的采集
2.土壤样品的加工与管理
第四节土壤样品的预处理
1.土壤样品分解方法
2.土壤样品提取方法
3.净化和浓缩
第五节土壤污染物的测定
1.土壤水分
2.pH
3.可溶性盐分
4.金属化合物
5.有机化合物
教学重点、难点:
1.土壤中矿物质、机械组成,土壤中的水和空气等土壤基本概念,以及土壤中各种元素的背景值及其测定意义
2.土壤污染样品和土壤背景值样品的采集原则、布点方法
3.土壤样品风干、粉碎等制备方法
4.土壤样品的预处理方法
5.金属污染物与农药等有机污染物的测定方法
课程的考核要求
了解:
土壤的组成、背景值、土壤污染等基本概念
理解:
土壤样品采样的布点方法
掌握:
土壤样品的采集和测定的原则及基本方法等
应用:
土壤样品的制备
复习思考题:
1.如何布点采集污染土壤样品?
2.如何制备土壤样品?
3.设计一个监测方案,测定土壤样品中的Hg。
4.简述土壤样品采样的布点方法,各适用于哪种情况?
5.简述土壤的组成。
6.简述土壤背景值的定义。
第六章物理性污染监测
第一节噪声污染监测
1.声音和噪声
2.声音的物理特性和亮度
3.噪声测量仪器
4.噪声标准
5.噪声监测
第二节振动测量
1.城市区域环境振动标准
2.城市区域环境振动测量方法
第三节放射性和辐射监测
1.基础知识
2.照射量和吸收剂量
3.环境中的放射性
4.放射性防护标准
5.放射性测量实验室和检测器
6.放射性监测
第四节光污染监测
1.光污染
2.测量仪器
教学重点、难点:
1.环境噪声监测方案的制订
2.声音的物理特性和量度;响度和响度级;计权声级;噪声污染级、等效连续声级和昼夜等效声级
3.噪声标准
4.声级计的使用
5.噪声监测数据的处理
6.放射性的基本概念
7.放射性监测的两种类型
8.放射性核素的测定原理和基本方法
9.放射性衰变的类型
课程的考核要求
了解:
声音和噪声的物理特性及其物理量、放射性及环境中的放射性的基本概念及分布特征
理解:
环境噪声的监测方法、放射性防护标准和实验室检测仪器的原理
掌握:
噪声的叠加和相减的方法、声级计的使用方法
应用:
环境噪声监测数据的处理方法、放射性监测方法
复习思考题:
1.解释下列名词:
等效连续声级,响度,响度级,计权声级,噪声污染级,声强。
2.简述L10、L50、L90、Leq的含义。
3.放射性衰变的类型。
第七章环境监测管理和质量保证
第一节环境监测管理
1.主要环境监测管理制度
2.环境监测管理的内容和原则
第二节质量保证的意义和内容
第三节监测实验室基础
1.实验用水
2.试剂
3.实验室的环境条件
4.实验室的管理及岗位责任制
第四节监测数据的统计处理和结果表述
1.数据的处理和结果表述
2.测量结果的统计检验
3.直线相关和回归
4.方差分析
5.模糊聚类分析
第五节实验室质量保证
1.名词解释
2.实验室内质量控制
3.实验室间质量控制
第六节标准分析方法和分析方法标准化
1.标准分析方法
2.分析方法标准化
3.监测实验室间的协作试验
第七节环境标准物质
1.环境标准物质及其分类
2.我国环境标准物质
第八节质量保证检查单和环境质量图
1.质量保证检查单
2.环境质量图
教学重点、难点:
1.监测数据统计处理的基本概念
2.直线相关和回归方程
3.环境质量图的制作和使用
4.实验室质量控制的原则和方法,特别是质量控制图的制作和使用及其在实验室质量控制中的作用
课程的考核要求
了解:
实验室质量控制方法
理解:
环境监测管理的内容、原则、档案文件管理
掌握:
环境监测实验室基础知识
应用:
监测数据的统计处理和结果的表述方法
复习思考题:
1.请解释以下术语:
环境标准物质;环境计量;基体效应;分析方法灵敏度;精密度;空白试验;校准曲线;检测限;环境质量图。
2.简述选择标准物质的原则。
3.如何评价分析方法的准确度?
五、考核方式、成绩评定
本课程采用闭卷考试方式进行,考题形式包括名词解释、选择和填空、简答、综合运用,比例约为1:
1:
2:
1。
总评成绩根据平时成绩(考勤、作业、课堂回答问题等,占40%)和期末考试成绩(占60%)综合确定。
六、主要参考书及其他内容
[1]奚旦立,孙裕生.环境监测(第四版).北京:
高等教育出版社,2010年7月
[2]水和废水监测分析方法编委会.水和废水监测分析方法(第四版增补版).北京:
中国环境科学出版社,2002年10月
[3]空气和废气监测分析方法编委会.空气和废气监测分析方法(第四版增补版).北京:
中国环境科学出版社,2010年9月
[4]李国刚.水和废水污染物分析测试方法.北京:
化学工业出版社.2012年12月
[5]李国刚.环境空气和废气污染物分析测试方法.北京:
化学工业出版社.2013年2月
[6]李国刚.土壤和固体废物污染物分析测试方法.北京:
化学工业出版社.2013年2月
[7]中国环境监测总站.环境监测方法标准实用手册.北京:
中国环境出版社,2013年4月
执笔人:
陈源教研室主任:
系教学主任审核签名:
- 配套讲稿:
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