《環(huán)境監(jiān)測方法原理》教學(xué)大綱

1、環(huán)境監(jiān)測方法原理教學(xué)大綱學(xué)時數(shù)：70學(xué)時 學(xué)分：4 適用專業(yè)：環(huán)境工程專業(yè)一、課程的性質(zhì)、目的和任務(wù) 環(huán)境監(jiān)測方法原理是環(huán)境工程專業(yè)的一門重要專業(yè)必修課。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解常用環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的基本概念、基本原理、基本方法，掌握各種環(huán)境監(jiān)測儀器的基本原理、儀器結(jié)構(gòu)及使用方法，培養(yǎng)學(xué)生具有一定的解決實際實際問題的能力。二、課程教學(xué)內(nèi)容及基本要求1.緒論了解儀器分析的內(nèi)容、分類、特點及發(fā)展趨勢，儀器分析方法在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用。2.電位分析法了解電位分析法的基本內(nèi)容。理解和掌握玻璃電極結(jié)構(gòu)，參比電極的分類、結(jié)構(gòu)、應(yīng)用，電位法測溶液的pH值測定原理及pH實用定義。理解離子選擇電極與膜電位概念。了

2、解離子選擇電極的選擇性概念及計算方法。了解的離子選擇電極分類方法，結(jié)構(gòu)、特點、離子選擇性電極性能參數(shù)。理解和掌握測定離子活（濃）度的方法，掌握TISAB的組成、性質(zhì)、作用。了解影響電位法測定的主要因素。了解電位法測試儀器的組成、要求及使用方法。(9)了解離子選擇電極分析的應(yīng)用及特點(10)掌握電位滴定法的分析原理及確定滴定終點的方法。(11)理解自動電位滴定技術(shù)。3.伏安分析法理解和掌握極譜分析的基本原理、參比電極、滴汞電極的特點。理解和掌握極譜定量分析的方法、原理。了解極譜定性分析的方法、原理。理解極譜分析的主要干擾電流及消除方法。了解極譜分析特點及應(yīng)用掌握單掃描示波極譜分析的原理和實驗方法

3、。了解溶出伏安法的原理、分析過程。4.電解和庫侖分析了解電解分析的基本原理。了解電解分析的一般方法。理解和掌握庫侖分析法的基本原理，拉第電解定律內(nèi)容及提高電流效率的方法。了解控制電位庫侖分析的原理、方法及電量測定方法。掌握恒電流庫侖分析（庫侖滴定）的原理及方法。5.發(fā)射光譜分析理解電磁輻射、光的波粒二象性、電磁波譜概念，光學(xué)分析法分類、原子光譜和分子光譜的基本概念。理解和掌握發(fā)射光譜分析的基本原理。理解和掌握光譜分析儀器的組成、結(jié)構(gòu)及工作原理，了解光譜定性分析的方法及原理，了解光譜定量分析的方法及原理。了解光譜半定量分析方法。了解光電直讀光譜法的方法及原理。6.原子吸收分光光度分析了解原子吸收

4、分光光度分析的基本過程。理解和掌握原子吸收分光光度分析的原理。理解和掌握原子吸收分光光度計組成、結(jié)構(gòu)及各組成部分的工作原理。掌握原子吸收分析的一般定量方法，如標(biāo)準(zhǔn)曲線法、標(biāo)準(zhǔn)加入法。了解原子吸收分析的各種干擾及其抑制方法，掌握扣除背景吸收的幾種常用方法。了解原子吸收分析測定條件的選擇方法。掌握原子吸收分析靈敏度、特征濃度及檢測極限的概念及測定方法。了解原子熒光分光光度分析方法7紫外可見吸收光譜分析了解分子吸收光譜概念，分子光譜的產(chǎn)生，分子光譜的類型。了解有機(jī)化合物的紫外可見吸收光譜與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系。了解無機(jī)化合物的電子躍遷類型及紫外可見吸收光譜。了解溶劑對紫外吸收光譜的影響因素。掌握紫外可見分

5、光光度計的分類及儀器組成、結(jié)構(gòu)、工作原理。理解和掌握郎伯比耳定律的內(nèi)容及應(yīng)用，比耳定律的局限性。掌握紫外可見分光光度定量分析方法。了解紫外吸收光譜在定性分析中的應(yīng)用。8. 紅外吸收光譜分析(1)了解紅外光譜光區(qū)的劃分與紅外光譜法的特點。(2)理解和掌握紅外光譜分析的基本原理，掌握紅外吸收光譜產(chǎn)生的條件和分子的各種振動形式，掌握影響吸收峰位置、峰數(shù)和強(qiáng)度的因素。(3)掌握基團(tuán)頻率和特征吸收峰的概念，官能團(tuán)區(qū)的4個波段及各波段重要官能團(tuán)的基頻吸收峰位范圍，了解指紋區(qū)的2個波段的主要吸收特征。(4)了解和掌握紅外分光光度計的工作原理、儀器構(gòu)成和主要特點。(5)了解紅外光譜定性、定量分析的方法。(6)

6、了解各種樣品的制備方法。9.氣相色譜分析氣相色譜法概述掌握氣相色譜分析的基本理論，包括分析的氣相色譜基本原理，色譜分離的基本理論。掌握色譜分離條件的選擇方法，包括總分離效能指標(biāo)的概念、色譜分離基本方程式、分離操作條件的選擇等。掌握氣固色譜固定相、氣液色譜固定相的分類、特點及其選擇掌握熱導(dǎo)池檢測器、氫火焰檢測器、電子俘獲檢測器、火焰光度檢測器的結(jié)構(gòu)、工作原理。評價檢測器的性能指標(biāo)。掌握氣相色譜定性方法。掌握氣相色譜定量分析方法。包括歸一化法，內(nèi)標(biāo)法，外標(biāo)法等。了解毛細(xì)管氣相色譜法的工作原理及分析方法。了解氣相色譜分析的特點、應(yīng)用及發(fā)展趨勢三、課內(nèi)實踐教學(xué)要求 1課內(nèi)實驗基本要求環(huán)境監(jiān)測方法實驗是

7、環(huán)境監(jiān)測方法原理課程的重要組成部分，本大綱共安排了13個實驗，根據(jù)本課課時，可選做其中的9-10個實驗。通過實驗可使學(xué)生更好的理解和掌握理論教學(xué)中所介紹的各種環(huán)境監(jiān)測儀器的原理，正確掌握各種常用儀器的結(jié)構(gòu)及基本操作技能，針對不同的分析對象，會正確選擇適當(dāng)?shù)膬x器分析方法，包括確定分析儀器試劑分析條件分析步驟獲得實驗數(shù)據(jù)及正確進(jìn)行數(shù)據(jù)處理等。通過實驗可培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用各種環(huán)境監(jiān)測方法解決相應(yīng)環(huán)境監(jiān)測對象的能力。2實驗項目及目的、要求實驗一：直接電位法測定溶液的pH值(1)目的與要求：掌握直接電位法（利用玻璃電極）測定溶液PH的測量原理和方法,掌握酸度計的使用方法。(2)主要設(shè)備 PHS2型酸度計、

8、玻璃電極、甘汞電極實驗二：乙酸的電位滴定分析及解離常數(shù)的測定(1)目的與要求：學(xué)習(xí)和掌握電位滴定法的基本原理和操作技術(shù)。掌握電位滴定法確定滴定終點的方法。掌握電位滴定法測定乙酸解離常數(shù)的方法。(2)主要設(shè)備PHS2型酸度計、復(fù)合pH電極或自動電位滴定計實驗三：氟離子選擇電極法測定水中的微量氟(1)目的與要求：學(xué)習(xí)和掌握氟離子選擇性電極測定水中微量氟的原理。掌握氟離子選擇性電極的結(jié)構(gòu)和使用條件。了解總離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)劑的意義及作用。掌握標(biāo)準(zhǔn)曲線法和標(biāo)準(zhǔn)加入法測定水中微量氟的方法。學(xué)會精密酸度計的使用方法。(2)主要設(shè)備PHS3C型數(shù)字精密酸度計、氟離子選擇性電極、飽和甘汞電極 、電磁攪拌器；實驗四：

9、庫侖滴化定法測定砷(1)目的與要求：了解恒電流庫侖滴定法的原理掌握如何應(yīng)用法拉第電解定律計算待測物質(zhì)的量掌握確定庫侖滴定終點的方法。(2)主要設(shè)備KLT-1型通用庫侖儀實驗五：水樣中的銅、鎘、鋅的極譜分析(1)目的與要求：了解極譜儀結(jié)構(gòu)、性能及使用方法。掌握單掃描極譜法測定銅、鎘、鋅的原理和方法。(2)主要設(shè)備JP-303型單掃描示波極譜儀實驗六：伏安溶出法測定水中微量鉛、鎘(1)目的與要求：了解和掌握溶出伏安法的基本原理。掌握LK-2A型電化學(xué)分析系統(tǒng)的基本操作。掌握汞膜電極的制備和使用方法。學(xué)會利用伏安溶出法測定水中微量金屬元素的方法。(2)主要設(shè)備LK98A型電化學(xué)分析系統(tǒng)、汞膜電極實驗

10、七：發(fā)射光譜定性和半定量分析（演示）(1)目的與要求：掌握譜線強(qiáng)度比較法進(jìn)行發(fā)射光譜半定量分析的方法(2)主要設(shè)備wp-1一米平面光柵攝譜儀，8w光譜投影儀實驗八：原子吸收法測定飲用水中的鈣(1)目的與要求：了解原子吸收光譜法測定水中痕量鈣的方法，了解原子吸收光度計結(jié)構(gòu)、性能及使用方法.(2)主要設(shè)備原子吸收分光光度計實驗九：分光光度法測定水中微量鐵（鄰二氮菲為顯色劑）(1)目的與要求：掌握鄰二氮菲光度法的各項條件實驗（酸度、吸收波長、顯色劑用量、有色溶液的穩(wěn)定性），確定最佳的實驗條件。掌握鄰二氮菲光度法測定鐵含量的方法，學(xué)會繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，。(2)主要設(shè)備7220型分光光度計實驗十：高吸光

11、度示差分析法(1)目的與要求：了解和掌握高吸光度示差分析法的基本原理、方法、優(yōu)點，掌握分光光度計的使用方法。(2)主要設(shè)備7220型分光光度計實驗十一：紫外吸收光譜法測定蒽醌粗品中蒽醌的含量和摩爾吸收系數(shù)(1)目的與要求：學(xué)習(xí)紫外吸收光譜的繪制方法，利用吸收光譜進(jìn)行化合物的鑒定，紫外可見分光光度計的主要結(jié)構(gòu)并熟悉其操作方法。(2)主要設(shè)備紫外可見分光光度計實驗十二：氣相色譜保留值法定性及歸化法定量(1)目的與要求：了解氣相色譜儀的結(jié)構(gòu)、性能及使用方法，掌握氣相色譜保留值定性分析和歸一化法定量分析的方法。(2)主要設(shè)備GC-112A型氣相色譜儀實驗十三：銅合金中鋅、鉛等微量元素的測定（設(shè)計性實驗

12、）四、學(xué)時分配及教學(xué)方式 序號課程內(nèi)容理論教學(xué)課內(nèi)實踐教學(xué)課時小計備注課時數(shù)教學(xué)方式課時數(shù)教學(xué)方式實驗性質(zhì)1緒論1課堂教學(xué)12電位分析法7課堂教學(xué)4實驗驗證性113伏安分析法6課堂教學(xué)4實驗驗證性104庫侖分析法2課堂教學(xué)2實驗驗證性45原子發(fā)射光譜分析6課堂教學(xué)2演示驗證性86原子吸收分光光度法8課堂教學(xué)2實驗驗證性107紫外可見分光光度分析8課堂教學(xué)4實驗驗證性128紅外吸收光譜分析4課堂教學(xué)049氣相色譜分析8課堂教學(xué)2實驗驗證性10合計502270五、本課程與其它課程的聯(lián)系 本課程應(yīng)在學(xué)生已系統(tǒng)學(xué)完無機(jī)化學(xué)有機(jī)化學(xué)分析化學(xué)物理化學(xué)普通物理、電工學(xué)等課程的基礎(chǔ)上開設(shè)。通過對本課程的學(xué)習(xí)，

13、將為下一步學(xué)習(xí)環(huán)境化學(xué)、 環(huán)境監(jiān)測技術(shù)、現(xiàn)代環(huán)境監(jiān)測技術(shù)等課程奠定良好的基礎(chǔ)。六、建議教材及教學(xué)參考書 教材：1朱明華等.儀器分析（第四版）.北京：高等教育出版社，2008.62蘇克曼等.儀器分析實驗（第二版）北京：高等教育出版社.2005.5教學(xué)參考書：1北京大學(xué)化學(xué)系儀器分析教學(xué)組.儀器分析教程. 北京：北京大學(xué)出版社.19973趙藻藩等.儀器分析. 北京：高等教育出版社.19904劉密新等.儀器分析（第二版）.北京：清華大學(xué)出版社.20025奚旦立.環(huán)境監(jiān)測（修訂版）.北京：高等教育出版社.1996.1992.19918 魏復(fù)盛等.水和廢水監(jiān)測分析方法（第四版，增補(bǔ)版）. 北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社.2006.3七、執(zhí)行大綱的幾點說明1.本課程是一門與生產(chǎn)實際聯(lián)系緊密的環(huán)境工程專業(yè)基礎(chǔ)課,且環(huán)境監(jiān)測儀器技術(shù)發(fā)展非?？?因此在