中国环境管理干部学院

中国环境管理干部学院《环境综合实验课》教案1、课程名称：环境综合实验课2、学时：28-60学时3、先修课程：环境工程、环境监测、环境工程微生物学、环境化学、环境统计4、指定教材张仁志主编：环境综合实验，中国环境科学出版社，2006，7。校内自编教材：（1）《污水处理实验、水质监测实验指导书》，2003,8（2）《降尘监测、大气环境监测、锅炉尾气监测、噪声监测实验指导书》，2004,1（3）《微生物实验指导书》，2005，85、教学参考书（1）高廷耀主编：水污染控制工程（下），高等教育出版社，1989版。（2）张自杰主编：排水工程，中国建筑工业出版社，2000版。（3）奚旦立主编：环境监测，高等教育出版社，1995版。（4）水和废水监测分析方法(第四版)，中国环境科学出版社，2000版。（5）空气和废气监测分析方法(第四版)，中国环境科学出版社，2003版。（6）环境监测管理和环境质量监测分析方法标准，科学技术文献出版社，2003版。（7）环境污染治理技术，中国环境科学出版社，2002版。6、教学方法教师课堂讲授，启发式教学，课堂讨论，提问式教学，当堂测试，实验操作。7、教学手段多媒体教学，传统讲授，现场示范，实验操作。8、考核方式当堂测试，课堂发言，平时作业，课堂参与，课堂表现，考勤要求，实验报告。9、学习方法学生根据自己所学专业选定实验项目后，应认真阅读实验教材，清楚地了解实验项目的目的要求、实验原理和实验内容，做好课前预习。对于验证性实验和演示性实验，应写出简明的预报告。预习报告包括：实验目的、实验方法、实验步骤、注意事项、可能出现的问题、预期结果和准备向老师提出的问题。对于综合、设计性实验，需由学生根据实验题目以及实验室提供的相应实验材料，先自行列出实验方案。实验方案应包括要采用的实验方法、设备、实验纲要、进度安排、可能出现的问题等等。实验方案需经指导老师审阅通过后方可进行实验。上课时认真听讲，做好笔记，记录老师讲授的实验内容原理、操作过程、及注意事项。10、辅导答疑：大体每周一次，集中辅导时学生不得缺席。11、本课程的其它要求上课时关掉所有通讯工具；上课时不得讲话，不得低声耳语，不得迟到早退；各班每个实验小组推选一名小组长；上课前提交上次实验报告及本次实验的预习报告；教师然后通过提问、查看预报告等方式对学生的实验预习情况进行检查或对学生的实验设计方案进行审查，对学生对实验的预习情况进行点评。学生实验前应仔细检查实验设备、仪器仪表是否完整齐全。实验时应严格遵守实验室管理有关规定，严格按照仪器设备操作规程认真操作，不得随意乱动实验室内其它设备。实验中仔细观察并记录实验现象，精心测定实验数据并详细填写实验记录。实验结束后，要将实验设备和仪器仪表恢复原状，将周围环境整理干净。学生通过实验取得大量数据以后，必须对数据作科学的整理分析，去伪存真、去粗取精，以得到正确可靠的结论。实验结束后学生应以小组为单位进行实验数据的整理、处理和分析。实验结束后，教师应对学生本次实验情况进行总结，对小组成员的表现情况进行评估。并布置下次实验内容，安排学生进行下次实验的预习。指导教师应根据学生在每项实验过程中的综合表现及时给出其单项实验成绩，并登记在案。全部实验结束后应将学生的综合实验成绩备案后，及时上交学院教学管理部门。3大气环境及污染源监测实验实验一空气中二氧化硫(SO2)监测（甲醛缓冲溶液吸收—盐酸副玫瑰苯胺分光光度法）一、实验目的1、掌握大气采样器的使用方法。2、用分光光度法测定SO2的方法。二、实验原理二氧化硫被甲醛缓冲溶液吸收后，生成稳定的羟基甲磺酸加成化合物。在样品溶液中加入氢氧化钠使加成化合物分解，释放出的二氧化硫与盐酸副玫瑰苯胺、甲醛作用，生成紫红色化合物，根据颜色深浅，用分光光度计在577nm处进行测定。加入氨磺酸钠消除氮氧化物的干扰；采样后放置一段时间可使臭氧自行分解；加入磷酸及环己二胺四乙酸二钠盐可以消除或减少某些金属离子的干扰。三、教学重点与难点教学重点：大气采样器气体采样部分的使用，显色温度、显色时间的控制。教学难点：显色温度、显色时间的控制四、实验学时数和学时分配实验学时数：4学时学时分配：1、检查学生实验预习情况—5分钟；2、教师讲解本次实验内容—30分钟；3、学生分工协作开始实验—150分钟；4、学生讨论，处理实验结果—30分钟；5、教师对本次实验情况进行点评，布置下次实验内容—25分钟。五、实验准备仪器：空气采样器、可见光分光光度计、白色多孔玻板吸收瓶、恒温水浴器、具塞比色管。试剂：(略)六、实验过程1、配甲醛吸收液、装吸收瓶2、连接大气采样器，采样3、样品化学分析（1）标准曲线的绘制（2）样品测定4、计算结果七、注意事项1、正确掌握反应显色温度、显色时间。2、二氧化硫浓度计算结果应精确到小数点后第三位。3、用过的比色皿和比色管应用稀盐酸浸泡。八、思考题1、影响测定误差的主要因素有哪些？应如何减少误差？2、在北方什么季节空气污染较重?一天当中什么时间污染最重？3、测定一次结果能否代表日平均浓度?假如你测定的结果是日平均浓度，达到哪一级大气质量标准?4实验二空气中氮氧化物(NOx)监测(盐酸萘乙二胺分光光度法)一、实验目的1、掌握大气采样器的使用方法。2、用分光光度法测定NOx的方法。二、实验原理空气中的氮氧化物主要包括一氧化氮和二氧化氮。一氧化氮不与吸收液反应，通过酸性高锰酸钾溶液氧化管被氧化为二氧化氮后，和原有的二氧化氮一起与串联的吸收瓶中的吸收液反应生成粉红色偶氮染料。于波长540nm处测定吸收瓶中样品的吸光度。空气中臭氧浓度超过0.250mg/m3时，对氮氧化物的测定产生负干扰，采样时在吸收瓶入口端串联一段15～20cm长的硅橡胶管，排除干扰。方法检出限为0.12μg/10ml。当吸收液体积为10ml，采样体积为24L时，氮氧化物(以二氧化氮计)的最低检出浓度为0.005mg/m3。三、教学重点与难点教学重点：大气采样器气体采样部分的使用，采样原理的掌握。教学难点：标准曲线的绘制及氮氧化物浓度的计算四、实验学时数和学时分配实验学时数：4学时学时分配：1、检查学生实验预习情况—5分钟；2、教师讲解本次实验内容—30分钟；3、学生分工协作开始实验—150分钟；4、学生讨论，处理实验结果—30分钟；5、教师对本次实验情况进行点评，布置下次实验内容—25分钟。五、实验准备仪器：空气采样器、可见光分光光度计、棕色多孔玻板吸收瓶、具塞比色管。试剂：(略)六、实验过程1、配吸收液、装吸收瓶2、连接大气采样器，采样3、样品化学分析（1）标准曲线的绘制（2）样品测定4、计算结果七、注意事项1、吸收液的吸光度不超过0.005(540nm，lcm比色皿，以水为参比)。否则，应检查水、试剂纯度或显色液的配制时间和贮存方法。2、沉积在氧化瓶管壁上的高锰酸钾沉淀物，用盐酸羟胺溶液浸泡清洗掉。八、思考题1、什么物质会对氮氧化物的测定产生干扰?如何消除干扰?2、如何校准转子流量计?3、测定一次结果能否代表日平均浓度?假如你测定的结果是日平均浓度，达到哪一级大气质量标准?5实验三空气中总悬浮颗粒物(TSP)监测(质量法)一、实验目的1、掌握中流量大气采样器TSP部分的使用方法。2、学习质量法在大气环境监测中的应用。二、实验原理总悬浮颗粒物，简称TSP，系指空气中空气动力学直径小于100μm的颗粒物。通过具有一定切割特性的采样器，以恒速抽取定量体积的空气，空气中粒径小于100μm的悬浮颗粒物，被截留在已恒重的滤膜上。根据采样前、后滤膜重量之差及采气体积，计算总悬浮颗粒物的质量浓度。滤膜经处理后，可进行组分分析。三、教学重点与难点教学重点：大气采样器颗粒污染物采样部分使用方法，滤膜的安装和拆卸；教学难点：采样膜的安装和拆卸四、实验学时数和学时分配实验学时数：4学时学时分配：1、检查学生实验预习情况—5分钟；2、教师讲解本次实验内容—30分钟；3、学生分工协作开始实验—130分钟；4、学生讨论—30分钟；5、学生处理实验结果—20分钟（因实验结果要在第二天才出，故单独列出）；6、教师对本次实验情况进行点评，布置下次实验内容—25分钟。五、实验准备仪器材料：中流量采样器、滤膜、镊子、X光看片机、打号机、恒温恒湿箱(室)、分析天平、气压计。六、实验过程1、空白滤膜，打号，平衡2、称量滤膜3、采样4、尘膜平衡、称量七、注意事项1、滤膜应多次精确称量至恒重。2、采样前应检查采样头密封垫是否完好，是否漏气。八、思考题1、如何确定采样点?该采样点TSP的主要污染源有哪些?哪种污染源贡献率大?2、滤膜为什么要采取恒重法称量?为什么要用对照膜进行湿度校准实验?3、在什么气象条件下TSP污染较重?6实验四空气中可吸入颗粒物(PM10)监测(质量法)一、实验目的1、掌握中流量大气采样器，PM10的采样监测方法。2、PM10切割器分离原理，恒重法滤膜的精确称量。二、实验原理可吸入颗粒物，简称PM10，系指空气中空气动力学直径小于10μm的颗粒物。通过具有PM10切割特性的采样器，以恒速抽取定量体积的空气，空气中粒径小于10μm的颗粒物，被截留在已恒重的滤膜上。根据采样前、后滤膜质量之差及采气体积，计算可吸入颗粒物的质量浓度。滤膜经处理后，可进行组分分析。三、教学重点与难点教学重点：大气采样器颗粒污染物采样部分使用方法，PM10采样器与TSP采样器结构的对比；教学难点：采样膜的安装和拆卸四、实验学时数和学时分配实验学时数：4学时学时分配：1、检查学生实验预习情况—5分钟；2、教师讲解本次实验内容—30分钟；3、学生分工协作开始实验—130分钟；4、学生讨论—30分钟；5、学生处理实验结果—20分钟（因实验结果要在第二天才出，故单独列出）；6、教师对本次实验情况进行点评，布置下次实验内容—25分钟。五、实验准备仪器材料：中流量采样器、滤膜、镊子、X光看片机、打号机、恒温恒湿箱(室)、分析天平、气压计。六、实验过程1、空白滤膜，打号，平衡2、称量滤膜3、采样4、尘膜平衡、称量七、注意事项1、滤膜应多次精确称量至恒重。2、采样前应检查采样头密封垫是否完好，是否漏气。3、当PM10含量很低时，采样时间不能过短，保证足够的采尘量，以减少称量误差。八、思考题1、对比TSP与PM10在采样仪器和方法上有什么区别。为什么?2、PM10在采样时要注意哪些事项?7实验五、锅炉烟气监测实验一、实验目的1、本实验由于仪器设备和场地等条件限制，只能开设观摩实验。2、了解WJ－60B型皮托管平行全自动烟尘采样器的使用方法。3、了解烟尘、烟气采样测点选择原则。二、实验原理烟尘采样是在选定的点位，用等速采样方法吸取一定量的烟尘气样，收集其中尘粒并定量，根据采样当时烟气湿度、温度，将抽取的烟气量折算成标准干气的体积，从而求出烟尘中的含尘浓度。由于烟气中的颗粒具有惯性，如果采样速度与烟道气流速度不等时，采到的样品中所含颗粒的代表性不强。等速采样即气体进入采样嘴的速度与采样点气体在烟气道中的流速相等（误差不能超过10%）。等速采样的方法有：普通采样管法、平行管采样法、平衡管采样法。一般由于烟气中的气态和气溶胶中有害组分在烟道中分布均匀，因此不需等速采样，也不需多点采样，在烟道的中心位置采样即可。采样方法与空气监测的采样方法同，将采样瓶的入口接到采样管出口处采集。本次实验主要演示皮托管平行全自动烟尘采样器等速采样过程。三、教学重点与难点教学重点：皮托管全自动烟气平衡采样器的使用。教学难点：皮托管全自动烟气平衡采样器的使用。四、实验学时数和学时分配实验学时数：2学时学时分配：1、检查学生实验预习情况—5分钟；2、教师讲解本次实验内容—50分钟；3、学生学习仪器操作—20分钟；4、学生讨论—20分钟；5、教师对本次实验情况进行点评，布置下次实验内容—25分钟。五、思考题1、控制烟尘排放量的技术方法有哪些？2、烟道气采样的注意事项有哪些？8实验六空气中可沉降颗粒物监测实验一、实验目的1、掌握降尘监测方法。2、采集降尘点的选择，注意事项。二、实验原理空气中可沉降的颗粒物，沉降在装有乙二醇水溶液为收集