南開大學(xué)本科課程教學(xué)大綱

南開大學(xué)本科課程教學(xué)大綱開課學(xué)院：（公章）課程名稱環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)英文名稱ExperimentsofEnvironmentalChemistry課程編號1050110090學(xué)分?jǐn)?shù)1.5總學(xué)時52講授學(xué)時

實(shí)驗(yàn)、上機(jī)、習(xí)題等學(xué)時

授課語言（單選）■漢語

□英語

□雙語

□其他：

成績類型（單選）■百分制

□等級制（通過/不通過）課程負(fù)責(zé)人汪磊職稱副教授課程組成員張彥峰

王平

王婷授課專業(yè)環(huán)境科學(xué)課程類型（可多選）□A

□B

■C

□D

□E所需先導(dǎo)課程無機(jī)及分析化學(xué)，無機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)，儀器分析，環(huán)境監(jiān)測，環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)教材作者名稱出版社出版時間自編環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)講義未出版

參考書目作者名稱出版社出版時間董德明，朱利中主編環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)（第二版）北京：高等教育出版社2009董德明，花修藝，康春莉主編環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)北京：北京大學(xué)出版社2010

教學(xué)目標(biāo)

詳細(xì)說明學(xué)生學(xué)習(xí)課程后在知識、技能、態(tài)度等方面達(dá)到的狀態(tài)，陳述應(yīng)力求明確、具體，并可以觀察和測量，600字以內(nèi)實(shí)驗(yàn)一

土壤脲酶活性測定掌握土壤脲酶活性測定的原理；掌握蒸餾-滴定測定氨氮的方法。實(shí)驗(yàn)二

土壤的陽離子交換量掌握土壤陽離子交換量測定的原理；理解不同土壤陽離子交換能力不同的原因；掌握酸堿滴定的方法。實(shí)驗(yàn)三

天然水中Cr(Ⅲ)的沉積曲線理解天然水環(huán)境中鉻(Cr)的主要自凈和歸宿過程；掌握微孔膜過濾的實(shí)驗(yàn)方法；掌握分光光度法測定鉻(Cr)的方法。實(shí)驗(yàn)四

土壤中酚的轉(zhuǎn)化強(qiáng)度理解酚在土壤中轉(zhuǎn)化的原理；掌握分光光度法測定酚的方法。實(shí)驗(yàn)五

銅對辣根過氧化物酶活性的影響掌握酶促反應(yīng)動力學(xué)的原理和研究方法；理解銅對酶活性的影響；掌握微量移液器、酶標(biāo)儀的使用方法。實(shí)驗(yàn)六

底質(zhì)的耗氧了解底質(zhì)耗氧的影響因素；掌握電極法測定溶解氧的方法。實(shí)驗(yàn)七

水中苯系物的揮發(fā)速率了解有機(jī)污染物揮發(fā)的規(guī)律和影響因素；掌握測定有機(jī)物揮發(fā)速率的方法。實(shí)驗(yàn)八

對二甲苯、萘的辛醇-水分配系數(shù)的測定理解測定有機(jī)化合物的正辛醇-水分配系數(shù)的意義和原理；掌握紫外分光光度法測定分配系數(shù)的方法。實(shí)驗(yàn)九

土壤對銅的吸附了解土壤中的重金屬吸附的主要影響因素；掌握土壤對重金屬吸附作用的研究方法；掌握原子吸收分光光度計的使用方法。實(shí)驗(yàn)十

底泥中腐殖物質(zhì)的提取和分離了解土壤和底泥中腐殖質(zhì)的分類組成及其環(huán)境意義；掌握腐殖質(zhì)的提取和分離方法。實(shí)驗(yàn)十一

有機(jī)污染物在硅膠上的吸附了解有機(jī)污染物在硅膠上吸附的原理；掌握有機(jī)污染物吸附的研究方法；掌握高效液相色譜儀的使用方法。實(shí)驗(yàn)十二

天然沸石對水中氨氮的去除理解和掌握柱吸附實(shí)驗(yàn)的原理和方法；掌握分光光度法測定氨氮的方法。

課程在學(xué)生培養(yǎng)中的地位和作用

課程開設(shè)的必要性及其在教學(xué)計劃中對學(xué)生培養(yǎng)的作用，400字以內(nèi)環(huán)境化學(xué)是研究有害化學(xué)物質(zhì)在環(huán)境介質(zhì)中的存在、特性、行為和效應(yīng)及其控制的化學(xué)原理和方法的科學(xué)。環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)是與環(huán)境化學(xué)理論課程相配套的實(shí)驗(yàn)課程，是環(huán)境科學(xué)專業(yè)學(xué)生的必修課。該課程能夠加深學(xué)生對環(huán)境中化學(xué)物質(zhì)的遷移、轉(zhuǎn)化和歸宿等理論知識的理解，對于培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際以及分析問題和解決問題的能力具有重要意義。與其它實(shí)驗(yàn)課程相比，環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綜合性更強(qiáng)，所涉及的理論知識和實(shí)驗(yàn)技能的范圍更廣泛。環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)對象是高年級本科生，已經(jīng)具備了一定的專業(yè)基礎(chǔ)知識，掌握了一些基本的實(shí)驗(yàn)技能。本實(shí)驗(yàn)課程的內(nèi)容設(shè)置既有一定廣度，能夠基本覆蓋環(huán)境化學(xué)研究的各個重要領(lǐng)域，同時又具有一定的深度，為學(xué)生今后繼續(xù)深造或從事科研工作打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。本課程既注重對學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)和鍛煉，加深學(xué)生對基本環(huán)境化學(xué)過程的理解和認(rèn)識，熟悉目前研究環(huán)境化學(xué)常用實(shí)驗(yàn)技術(shù)的原理、方法和技能，同時也反映本學(xué)科當(dāng)前國際最新研究動態(tài)和研究方法，使學(xué)生了解和掌握一些環(huán)境化學(xué)研究的新理論和新方法，著重培養(yǎng)其創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。

主要教學(xué)手段和方法為完成教學(xué)目標(biāo)而采用的主要教學(xué)方法和手段，以及方法和手段的改革情況，600字以內(nèi)學(xué)生操作為主，教師講授為輔。本實(shí)驗(yàn)課以學(xué)生的動手實(shí)際操作為主，教師講授的內(nèi)容較少，主要是對實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、步驟和數(shù)據(jù)處理進(jìn)行簡單介紹，對實(shí)驗(yàn)中的注意事項進(jìn)行提示。教師通過提問與學(xué)生交流互動。教師在課上對學(xué)生進(jìn)行，比如該實(shí)驗(yàn)的原理是什么，采用的分析方法和儀器的原理是什么，與其它的方法有什么區(qū)別，實(shí)驗(yàn)中某一操作步驟的目的是什么，等等。有些問題的答案在實(shí)驗(yàn)講義中或者是其他課程已經(jīng)學(xué)過的，有些則是學(xué)生沒有接觸過的，完全靠通過思考來回答。學(xué)生不能完全回答出的問題，有老師給予講解，或由學(xué)生課后通過查閱文獻(xiàn)進(jìn)行解答。通過這些提問，一方面促使學(xué)生對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行較深入的思考，而不是僅僅停留在看著實(shí)驗(yàn)講義“照方抓藥”，另一方面也檢查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)情況和對基礎(chǔ)知識掌握的情況。開放性問題啟發(fā)學(xué)生的研究性學(xué)習(xí)。在實(shí)驗(yàn)講義中對每個實(shí)驗(yàn)都提出一些思考題，要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)報告中進(jìn)行回答。這些問題多數(shù)都需要學(xué)生課后進(jìn)行認(rèn)真思考或通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)才能夠完整回答。這些開放性的問題可以為學(xué)生提供充分思考的空間，鍛煉了學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力，比如，如何改進(jìn)該實(shí)驗(yàn)，許多學(xué)生經(jīng)過認(rèn)真思考都給出了很好的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方案，其中一些方法使教師也深受啟發(fā)，真正達(dá)到了教學(xué)相長的效果。工具性附錄鍛煉學(xué)生的科研能力和動手能力。在實(shí)驗(yàn)講義最后增加了一些工具性附錄，比如使用Excel軟件繪制規(guī)范的學(xué)術(shù)圖表、常用儀器的使用方法，等等，學(xué)生根據(jù)這些附錄可以獨(dú)立進(jìn)行儀器操作和數(shù)據(jù)處理，鍛煉了學(xué)生的動手能力和科研能力?？己朔绞矫鞔_說明考試、平時成績（討論、作業(yè)、測驗(yàn)、出勤等）、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐所占總成績比重，以及考試的形式（閉卷、開卷），400字以內(nèi)

總評成績中平時成績占70-80%，期末考試成績占20-30%。對每個實(shí)驗(yàn)都進(jìn)行成績評定。根據(jù)學(xué)生的預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、實(shí)驗(yàn)報告、實(shí)驗(yàn)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ冗M(jìn)行綜合評價，確定每個實(shí)驗(yàn)的成績。以閉卷筆試或講義中的一個實(shí)驗(yàn)作為期末考試。其余實(shí)驗(yàn)的成績作為平時成績。

課程學(xué)習(xí)要求和建議對學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的相關(guān)要求及學(xué)習(xí)建議，800字以內(nèi)

1．

課堂紀(jì)律：（1）按時上、下課，不遲到、早退和曠課。無故遲到超過15分鐘者，不得進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。缺做一個實(shí)驗(yàn)者，總評成績最高按60分計。（2）按計劃和步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不得做與實(shí)驗(yàn)無關(guān)的事。愛護(hù)實(shí)驗(yàn)儀器，節(jié)約實(shí)驗(yàn)物品，避免造成損壞及浪費(fèi)。（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后對所用儀器設(shè)備進(jìn)行整理并恢復(fù)到原始狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)廢棄物按照有關(guān)規(guī)定統(tǒng)一處理。根據(jù)值日安排認(rèn)真打掃衛(wèi)生，經(jīng)實(shí)驗(yàn)教師檢查允許后，方可離開實(shí)驗(yàn)室。2．

實(shí)驗(yàn)室安全：（1）

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后及時關(guān)閉水源，切斷電源。（2）

涉及揮發(fā)性有毒物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)在通風(fēng)櫥內(nèi)操作。（3）

不在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)喝水、吃東西。3．

實(shí)驗(yàn)報告（1）

按照規(guī)定的時間和要求，完成實(shí)驗(yàn)報告并交實(shí)驗(yàn)教師批改。（2）

盡量使用統(tǒng)一規(guī)格的實(shí)驗(yàn)報告本（每人兩本）。實(shí)驗(yàn)報告應(yīng)包括實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、結(jié)果和討論、思考題等部分，還要附上實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報告以及實(shí)驗(yàn)過程中記錄的原始數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。（3）

實(shí)驗(yàn)報告中的圖表用電腦軟件制作并打印，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)必須真實(shí)、有效。4．

成績考評（1）

根據(jù)學(xué)生的預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、實(shí)驗(yàn)報告、實(shí)驗(yàn)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ冗M(jìn)行綜合評價、確定實(shí)驗(yàn)課程的總成績。（2）

總評成績中平時成績占70~80%，期末考試成績占20~30%。（3）

學(xué)期期末實(shí)驗(yàn)課結(jié)束后，實(shí)驗(yàn)報告交回實(shí)驗(yàn)室集中保存。

課程內(nèi)容及學(xué)時分配1.

列出課程主要章節(jié)的標(biāo)題，在每個標(biāo)題下寫出主要內(nèi)容的細(xì)目及學(xué)時數(shù)。2.

各教學(xué)環(huán)節(jié)（習(xí)題、實(shí)驗(yàn)、課堂討論、寫作、社會調(diào)查、測驗(yàn)、考試）的內(nèi)容和時數(shù)。3.

實(shí)驗(yàn)課程要詳細(xì)列出每個實(shí)驗(yàn)的名稱、內(nèi)容、學(xué)時數(shù)、實(shí)驗(yàn)性質(zhì)（驗(yàn)證性、綜合性、設(shè)計性）、實(shí)驗(yàn)類別（選做、必做）和實(shí)驗(yàn)的分組情況等。4.

實(shí)踐教學(xué)課程要寫出相應(yīng)的時間、地點(diǎn)、方式、教學(xué)內(nèi)容等。

課程內(nèi)容：理解各個實(shí)驗(yàn)的原理；掌握實(shí)驗(yàn)步驟和操作方法；掌握相關(guān)儀器的使用方法；能夠使用電腦軟件正確處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。該課程將理論知識與具體實(shí)踐相結(jié)合，將基本實(shí)驗(yàn)技能和正規(guī)科研訓(xùn)練相結(jié)合，注重培養(yǎng)學(xué)生查找參考資料、操作實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)計實(shí)驗(yàn)步驟、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果、撰寫科研報告等多方面的綜合能力。通過該課程的學(xué)習(xí)，能夠加深學(xué)生對環(huán)境中化學(xué)物質(zhì)的遷移、轉(zhuǎn)化和歸宿等理論知識的理解，使學(xué)生掌握環(huán)境化學(xué)研究的基本實(shí)驗(yàn)技能和方法，著力培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際以及分析問題和解決問題的能力。實(shí)驗(yàn)一

土壤脲酶活性測定脲酶能夠催化尿素(CO(NH2)2)水解生成氨(NH3)和二氧化碳(CO2)。土壤脲酶活性是代表土壤微生物活性的重要指標(biāo)之一，對于土壤的毒理學(xué)評價具有重要意義。本實(shí)驗(yàn)通過測定分解釋放出的NH3確定土壤脲酶的活性。實(shí)驗(yàn)二

土壤的陽離子交換量土壤具有一定的離子交換能力，土壤中的陽離子可以被水溶液中的某些陽離子交換。土壤對重金屬離子的交換、吸附和絡(luò)合是重金屬在土壤中積累的重要機(jī)理。本實(shí)驗(yàn)通過間接滴定測定土壤的陽離子交換量，方法簡便易行。實(shí)驗(yàn)三

天然水中Cr(Ⅲ)的沉積曲線環(huán)境中的鉻(Cr)主要以三價鉻(Cr(Ⅲ))形式存在，廢水中的Cr(Ⅲ)形成沉淀沉積，是環(huán)境中Cr的主要自凈和歸宿過程。本實(shí)驗(yàn)通過改變加入Cr(Ⅲ)的量，研究使天然水中Cr(Ⅲ)形成沉淀所需的最低濃度。實(shí)驗(yàn)四

土壤中酚的轉(zhuǎn)化強(qiáng)度土壤中存在大量活躍的微生物和原生動物，這些微型生物可以通過代謝過程分解土壤中的有機(jī)物。酚是一類重要的污染物，在微生物的作用下可以分解為水(H2O)和二氧化碳(CO2)。本實(shí)驗(yàn)測定了新鮮土壤中酚的轉(zhuǎn)化強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)五

銅對辣根過氧化物酶活性的影響辣根過氧化物酶(HRP)是一種重要的分析試劑，具有重要的工業(yè)用途，還可以催化過氧化氫(H2O2)氧化廢水中的酚類和芳香胺類污染物。重金屬等有毒物質(zhì)可以抑制酶的活性，使酶促反應(yīng)速率減小。本實(shí)驗(yàn)利用酶標(biāo)儀測定了銅(Cu)對HRP活性的影響。實(shí)驗(yàn)六

底質(zhì)的耗氧水體的溶解氧(DO)是水質(zhì)監(jiān)測的一項重要指標(biāo)，溶解氧的消耗，主要受水體中生物和有機(jī)物的影響。水體底質(zhì)中含有大量微型生物并且吸附了大量的有機(jī)物。本實(shí)驗(yàn)利用溶氧儀測定了底質(zhì)的耗氧速率。實(shí)驗(yàn)七

水中苯系物的揮發(fā)速率苯系物是一類較易揮發(fā)的污染物，揮發(fā)是水體中的苯系污染物的重要的環(huán)境化學(xué)行為。水中有機(jī)污染物的揮發(fā)符合一級動力學(xué)方程，揮發(fā)速率大小受到多種因素的影響。本實(shí)驗(yàn)測定了苯系物的揮發(fā)速率常數(shù)，研究了影響揮發(fā)速率的影響因素。實(shí)驗(yàn)八

對二甲苯、萘的辛醇-水分配系數(shù)的測定正辛醇的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)與生物體內(nèi)的碳水化合物和脂肪類似，因此可以用正辛醇-水系統(tǒng)模擬研究生物-水系統(tǒng)。有機(jī)物的正辛醇-水分配系數(shù)(Kow)是其重要的理化性質(zhì)指標(biāo)，與其生物活性和環(huán)境化學(xué)性質(zhì)密切相關(guān)，在風(fēng)險評價中具有重要意義。本實(shí)驗(yàn)測定了二甲苯和萘的Kow值。實(shí)驗(yàn)九

土壤對銅的吸附土壤中的重金屬污染主要來自工業(yè)廢水、農(nóng)藥、污泥和大氣降塵等，可以在土壤中不斷積累。重金屬在土壤上的吸附是其重要的環(huán)境化學(xué)行為。本實(shí)驗(yàn)研究了銅(Cu)在土壤上吸附的影響因素。實(shí)驗(yàn)十

底泥中腐殖物質(zhì)的提取和分離腐殖質(zhì)是環(huán)境中的一種重要的天然物質(zhì)，是多種成分復(fù)雜的混和物。腐殖質(zhì)的不同組分在酸性和堿性條件下具有不同的溶解性。本實(shí)驗(yàn)利用這一性質(zhì)提取并分離了腐殖質(zhì)的不同組分，測定了它們碳和氫元素的含量。實(shí)驗(yàn)十一

有機(jī)污染物在硅膠上的吸附硅膠是一種多孔物質(zhì)，具有較大的比表面積，吸附性能良好。本實(shí)驗(yàn)研究了環(huán)境中普遍存在的污染物多環(huán)芳烴(PAHs)和內(nèi)分泌干擾物除草劑阿特拉津在硅膠上的吸附過程和吸附機(jī)理。實(shí)驗(yàn)十二

天然沸石對水中氨氮的去除天然沸石是一類硅酸鹽礦物，具有良好的吸附能力和離子交換性能，可以用于去除污水中的重金屬離子和氨氮。本實(shí)驗(yàn)采用柱吸附實(shí)驗(yàn)研究天然沸石對水中氨氮的去除。

學(xué)時及安排：每個實(shí)驗(yàn)4學(xué)時，成績考核4學(xué)時，共52學(xué)時。實(shí)驗(yàn)均為綜合性實(shí)驗(yàn)，每個實(shí)驗(yàn)2人合作進(jìn)行操作。

課程簡要介紹簡要介紹課程的目標(biāo)、主要授課內(nèi)容、授課對象以及在學(xué)生培養(yǎng)中的作用，200—500字

環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)是與環(huán)境化學(xué)理論課程相配套的實(shí)驗(yàn)課程，是環(huán)境科學(xué)專業(yè)學(xué)生的必修課。該實(shí)驗(yàn)課程共設(shè)12個實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容涉及大氣、水體、土壤等各種環(huán)境介質(zhì)，包括有害化學(xué)品在環(huán)境介質(zhì)中的存在、化學(xué)特性、行為和效應(yīng)及其控制等多個方面。該課程將理論知識與具體實(shí)踐相結(jié)合，將基本實(shí)驗(yàn)技能和正規(guī)科研訓(xùn)練相結(jié)合，注重培養(yǎng)學(xué)生查找參考資料、操作實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)計實(shí)驗(yàn)步驟、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果、撰寫科研報告等多方面的綜合能力。通過該課程的學(xué)習(xí)，能夠加深學(xué)生對環(huán)境中化學(xué)物質(zhì)的遷移、轉(zhuǎn)化和歸宿等理論知識的理解，使學(xué)生掌握環(huán)境化學(xué)研究的基本實(shí)驗(yàn)技能和方法，著力培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際以及分析問題和解決問題的能力。英文課程簡要介紹課程介紹的英文翻譯版Thiscourseisanexperimentalcoursebasedonenvironmentalchemistryofair,waterandsoil.

Therearetotallytwelveexperimentsinthiscourse,focusingon