《現(xiàn)代環(huán)境儀器分析》課程教學(xué)大綱

PAGEPAGE7現(xiàn)代環(huán)境儀器分析CurrentEnvironmentalApparatusAnalysis一、課程基本信息學(xué)時(shí)：48（理論30，實(shí)驗(yàn)18）學(xué)分：3.0考核方式：平時(shí)成績+實(shí)驗(yàn)成績+期末考試。其中考勤、作業(yè)、課堂表現(xiàn)等平時(shí)成績10%、實(shí)驗(yàn)課表現(xiàn)及實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績20%、期末閉卷考試70%。中文簡介：《現(xiàn)代環(huán)境儀器分析》是環(huán)境科學(xué)專業(yè)的一門專業(yè)必修課程，與《環(huán)境化學(xué)》、《環(huán)境監(jiān)測》等環(huán)境科學(xué)的監(jiān)測類主干課程屬于同一個(gè)體系。本課程主要講授常規(guī)環(huán)境監(jiān)測指標(biāo)之外的有機(jī)類、重金屬類等環(huán)境污染物的分析儀器和方法，從各種現(xiàn)代分析儀器和分析方法的原理入手，重點(diǎn)介紹各種分析儀器的結(jié)構(gòu)、操作及使用和在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域的應(yīng)用。主要介紹的分析儀器有光學(xué)分析法中的紫外-可見分光光度儀、原子吸收分光光度儀、原子發(fā)射光譜儀；電位分析法中的電位滴定儀；分離方法中的氣相色譜儀、液相色譜儀；其他方法中的質(zhì)譜分析儀。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠更深層次地掌握環(huán)境污染物的監(jiān)測分析方法，初步具備選擇和使用合適分析儀器對環(huán)境污染物質(zhì)進(jìn)行分析的能力，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和專業(yè)工作打下良好的基礎(chǔ)。二、教學(xué)目的及要求通過課程學(xué)習(xí)，從實(shí)用的角度，系統(tǒng)深入地掌握環(huán)境污染物監(jiān)測常用現(xiàn)代分析儀器的分析方法、儀器工作的基本原理、應(yīng)用技術(shù)。使學(xué)生獲得必需的專業(yè)技能鍛煉，有關(guān)的專業(yè)技術(shù)知識也得以充實(shí)與提高。（一）知識教學(xué)1、掌握常用儀器分析方法的基本原理、方法特點(diǎn)和應(yīng)用范圍。2、掌握常用分析儀器的基本基本結(jié)構(gòu)、工作原理、性能指標(biāo)、操作條件等知識。3、掌握常用污染物質(zhì)儀器分析的定性和定量分析方法。（二）能力培養(yǎng)通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)，正確掌握實(shí)驗(yàn)分析方法，實(shí)驗(yàn)儀器的基本操作，并初步具有應(yīng)用所學(xué)方法解決相應(yīng)問題的能力。三、教學(xué)方法與手段本課程理論課教學(xué)以老師授課為主，主要采用多媒體教學(xué)的方式，穿插圖片、動(dòng)畫、模型與錄像輔助學(xué)生直觀理解。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，編寫與實(shí)驗(yàn)課接軌的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，氣相色譜儀和原子吸收分光光度計(jì)對學(xué)生全面開放；液相色譜和電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀采用小組教學(xué)講解演示儀器的結(jié)構(gòu)和使用。四、教學(xué)內(nèi)容及目標(biāo)教學(xué)內(nèi)容教學(xué)目標(biāo)學(xué)時(shí)分配第一章緒論2一、儀器分析；環(huán)境分析與儀器分析理解0.5二、儀器分析的方法和分類掌握1.5重點(diǎn)與難點(diǎn):儀器分析的方法和分類，各自的特點(diǎn)與作用；通過實(shí)例的講述讓學(xué)生了解本課程在專業(yè)學(xué)習(xí)和工作中的重要作用，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。第二章紫外-可見分光光度法掌握2一、紫外可見分光光度計(jì)的結(jié)構(gòu)及種類掌握0.5二、紫外可見吸收光譜理解0.5三、紫外可見分光光度法的應(yīng)用掌握0.5四、實(shí)驗(yàn)中常見問題深入討論掌握0.5重點(diǎn)與難點(diǎn)：紫外可見吸收光譜與化合物結(jié)構(gòu)的關(guān)系（難點(diǎn)）；紫外可見光譜儀的結(jié)構(gòu)及使用（重點(diǎn)）；紫外可見分光光度法在化合物結(jié)構(gòu)鑒定及純度檢驗(yàn)中的應(yīng)用（難點(diǎn)）；實(shí)驗(yàn)中比色皿校正及參比溶液選擇的問題（重點(diǎn)）衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)：隨堂提問和學(xué)生作業(yè)表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)操作第三章氣相色譜法掌握6一、色譜分析法概述掌握1二、氣相色譜分析理論基礎(chǔ)及分離條件的選擇理解1三、氣相色譜儀儀器結(jié)構(gòu)及組成掌握1四、氣相色譜儀定性方法掌握1五、氣相色譜儀定量方法掌握1六、毛細(xì)管柱氣相色譜法及其在環(huán)境分析中的應(yīng)用理解1重點(diǎn)與難點(diǎn)：色譜四大理論（難點(diǎn)）；色譜儀的結(jié)構(gòu)和使用、檢測器的選擇（重點(diǎn)）；氣相色譜定性、定量方法（難點(diǎn)和重點(diǎn)）；毛細(xì)管柱氣相色譜法操作條件的選擇（難點(diǎn)）衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)：隨堂提問和學(xué)生作業(yè)表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)操作第四章高效液相色譜法掌握3一、高效液相色譜法的特點(diǎn)（與氣相色譜法比較）掌握0.5二、高效液相色譜法的分類及分離原理理解0.5三、高效液相色譜儀的結(jié)構(gòu)及使用掌握1四、高效液相色譜法在環(huán)境分析中的應(yīng)用理解1重點(diǎn)與難點(diǎn)：高效液相色譜法與氣相色譜法相比的特點(diǎn)和適用樣品類型（重點(diǎn)）；根據(jù)固定相和流動(dòng)相的不同，高效液相色譜法的分類及其分離原理、樣品適用類型（難點(diǎn)）；高效液相色譜儀結(jié)構(gòu)及操作要點(diǎn)（重點(diǎn)）衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)：隨堂提問和學(xué)生作業(yè)表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)操作第五章質(zhì)譜分析法掌握2一、概述、質(zhì)譜分析法基本原理理解0.5二、質(zhì)譜儀儀器組成及簡介掌握0.5三、質(zhì)譜圖分析及質(zhì)譜分析法在環(huán)境分析中的應(yīng)用理解1重點(diǎn)與難點(diǎn)：質(zhì)譜儀的組成及使用要求（重點(diǎn)）；質(zhì)譜圖的解析及氣質(zhì)聯(lián)用儀、液質(zhì)聯(lián)用儀的應(yīng)用（難點(diǎn)）衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)：隨堂提問和學(xué)生作業(yè)表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)操作第六章電位分析法和離子選擇電極掌握3一、電位分析法概述；掌握0.5二、玻璃電極、氣敏電極、離子選擇電極等的組成和原理，及其在監(jiān)測中的應(yīng)用掌握1.5三、電位法在環(huán)境分析中的應(yīng)用掌握1重點(diǎn)與難點(diǎn)：電極電位和能斯特方程及應(yīng)用（難點(diǎn)）；各種電極的構(gòu)造及工作原理（重點(diǎn)）；電位法在環(huán)境分析中的應(yīng)用（重點(diǎn)）衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)：隨堂提問和學(xué)生作業(yè)表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)操作第七章原子發(fā)射光譜6一、光學(xué)分析法概述；原子發(fā)射光譜的基本原理掌握1二、原子發(fā)射光譜的儀器組成及主要類型掌握2三、原子發(fā)射光譜的分析方法掌握2.5四、原子發(fā)射光譜法在環(huán)境中的應(yīng)用掌握0.5重點(diǎn)與難點(diǎn)：原子發(fā)射光譜法的基本原理（重點(diǎn)）；ICP-AES的結(jié)構(gòu)（重點(diǎn)）、原理和分析性能（重點(diǎn)）；原子發(fā)射光譜的分析方法（難點(diǎn)和重點(diǎn)）衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)：隨堂提問和學(xué)生作業(yè)表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)操作第八章原子吸收光譜法掌握6一、原子吸收光譜的基本原理掌握0.5二、原子吸收分光光度計(jì)掌握2.5三、原子吸收光譜分析方法掌握2.5四、原子吸收分光光譜法在環(huán)境中的應(yīng)用掌握0.5重點(diǎn)與難點(diǎn)：原子吸收光譜法的基本原理（重點(diǎn)）；火焰原子吸收分光光度計(jì)及石墨爐原子吸收分光光度計(jì)的結(jié)構(gòu)、原理和分析性能（重點(diǎn)）；原子吸收光譜的分析方法（難點(diǎn)和重點(diǎn)）；原子吸收光譜分析法的干擾及消除（難點(diǎn)和重點(diǎn)）。衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)：隨堂提問和學(xué)生作業(yè)表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)課教學(xué)內(nèi)容及目標(biāo)教學(xué)內(nèi)容教學(xué)目標(biāo)學(xué)時(shí)分配實(shí)驗(yàn)一氣相色譜儀結(jié)構(gòu)演示及氣相色譜儀定性分析方法-標(biāo)樣比較法掌握3重點(diǎn)與難點(diǎn):掌握氣相色譜儀安捷倫7820A的結(jié)構(gòu)和操作，包括開機(jī)、方法參數(shù)設(shè)定、進(jìn)樣；理解色譜圖各個(gè)參數(shù)的含義；掌握數(shù)據(jù)處理軟件EZchrom的數(shù)據(jù)運(yùn)算操作。衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)：實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成情況實(shí)驗(yàn)二毛細(xì)管氣相色譜儀定量分析方法-以ECD檢測器測定OCPs為例掌握3重點(diǎn)與難點(diǎn)：理解氣相色譜常用的定量分析方法；掌握用數(shù)據(jù)處理軟件EZchrom進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制和數(shù)據(jù)處理計(jì)算；理解內(nèi)標(biāo)物的作用及意義衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)：實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成情況實(shí)驗(yàn)三原子吸收分光光度法測定土壤中重金屬銅-預(yù)處理掌握3重點(diǎn)與難點(diǎn)：掌握土壤中重金屬測定的消解方法；掌握原子吸收分光光度法測定土壤中重金屬的原理、步驟衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)：實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成情況實(shí)驗(yàn)四原子吸收分光光度法結(jié)構(gòu)演示及使用—以火焰法測定土壤中重金屬銅為例掌握3重點(diǎn)與難點(diǎn)：掌握島津A6300原子吸收分光光度計(jì)的結(jié)構(gòu)、使用，包括開機(jī)、調(diào)方法參數(shù)、測樣、分析；掌握操作及數(shù)據(jù)處理軟件WizAArd的基本操作；衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)：實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成情況實(shí)驗(yàn)五高效液相色譜儀的結(jié)構(gòu)及使用演示掌握3重點(diǎn)與難點(diǎn)：掌握液相色譜-質(zhì)譜儀的基本結(jié)構(gòu)和測試原理，包括開機(jī)、方法測定、樣品分析及結(jié)果處理；通過液相色譜-質(zhì)譜儀的譜圖分析，加深理解質(zhì)譜分析方法衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)：實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成情況實(shí)驗(yàn)六原子發(fā)射光譜儀的結(jié)構(gòu)及使用演示掌握3重點(diǎn)與難點(diǎn)：掌握電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀的基本結(jié)構(gòu)及測試原理；掌握電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀分析的基本操作步驟和操作要點(diǎn)衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)：實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成情況備用實(shí)驗(yàn)一紫外可見吸收光譜的掃描及雙組分混合物（KMnO4和K2CrO7）的測定掌握3重點(diǎn)與難點(diǎn)：掌握UV-3系列（UV-3200PC）掃描型紫外-可見分光光度計(jì)的工作原理基本構(gòu)造和使用方法；掌握UV-3200PC型紫外-可見分光光度計(jì)進(jìn)行化合物紫外可見吸收光譜的掃描操作；理解化合物紫外可見吸收光譜的含義及其在定性、定量中的應(yīng)用；掌握紫外可見吸收曲線相互重疊的二元混合物的測量。衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)：實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成情況備用實(shí)驗(yàn)二醋酸的電位滴定分析掌握3重點(diǎn)與難點(diǎn)：掌握電位滴定法測定醋酸（HAc）的原理和方法；學(xué)習(xí)繪制電位滴定曲線，掌握滴定終點(diǎn)及電離常數(shù)的確定方法。衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)：實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成情況五、推薦教材和教學(xué)參考資源1.張寶貴等，《環(huán)境儀器分析》，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.2.方惠群等.《儀器分析》，北京：科學(xué)出版社，2002.3.劉密新等.《儀器分析》，北京：清華大學(xué)出版社，2008.4.孫鳳霞主編