环境监测教学大纲修改稿.doc

环境监测教学大纲课程性质：专业基础课 先修课程：环境学 总学时：51学分：3 理论学时：51 实验或讨论学时：（无课程实验）开课学院：环境科学学院 适用专业：环境科学，环境工程 大纲执笔人：戴 大纲编写时间：2007.01.16 教研室主任审核：戴教学院长审定： 一、说明1、课程的性质、地位和任务环境监测是环境科学、环境工程等专业本科生的一门专业基础课，是具有综合性、实践性、时代性和创新性的一门重要的理论与方法课程。本课程主要讲述水和废水监测、大气和废气监测、固体废物监测、土壤污染监测、生物污染监测、连续自动监测技术与简易监测技术、监测过程的质量保证等的内容、方法及分析评价。通过本课程教学，使学生了解环境监测的基本概念、内容和常用方法。掌握常用监测方法的原理、特点、适用条件及相互间的联系与区别，熟悉环境监测工作的基本步骤及方法，旨在培养并提高学生的实验操作理论水平和综合应用能力，并为学生日后从环境科学研究以及管理工作奠定基础。同时，作为环境科学基础实验和环境科学专业实验的理论基础，也为学生后续课程的顺利学习提供条件。2、课程教学的基本要求（1）在保证该课程教学的科学性和系统性的前提下，着重突出环境监测的实用性。通过该课程的理论教学，使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。（2）坚持理论密切联系实际，对于课本中涉及到的高深化学和仪器分析原理，一般不予深究。讲授时，尽可能借助环境监测中的一些典型实例，深入浅出地阐明其基本思想，旨在拓开学生的思路，并积极引导学生将主要精力放在掌握监测方法的具体应用上。（3）课堂讲授实行启发式，力求做到少而精，突出重点，并注意将培养和提高学生的分析问题和解决问题的能力放在重要位置。（4）在整个教学过程中，将根据正常教学进度布置学生通过各种途经了解有关环境监测的最新知识，要求学生根据自己的理解和兴趣爱好撰写有关环境监测方面的小论文。为学生今后的实际工作积累经验。3、本课程的重点与难点全课程的教学重点部分是空气、水质监测原理和方法以及环境监测质量保证的意义、要求和做法。教学难点是空气和水体监测的系统规划的设计原则，采样方法和仪器，各种监测方法的原理，测定仪器的结构、工作原理、流程、操作要点和适用范围，各种监测方法的实践应用。二、课堂教学时数及课后作业题型分配（含数量）章 目教 学 内 容教 学时 数教学方式或 手 段课 后 作 业思 考 题练 习 题第一章绪 论3多媒体讲授5要求学生通过各种获得信息的途径广泛了解环境监测的有关知识，根据自己的爱好兴趣选择与环境换册有关的问题撰写课程小论文第二章水和废水监测18多媒体讲授8第三章空气和废气监测12多媒体讲授8第四章固体废物监测3多媒体讲授8第五章土壤质量监测3多媒体讲授6第六章环境污染生物监测3多媒体讲授7第七章环境监测质量保证6多媒体讲授11第八章自动监测与简易监测技术3多媒体讲授4合 计5155三、正文第一章 绪 论【教学目的】了解环境监测国内外的发展状况；理解本课程的性质、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；掌握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。【重点难点】环境监测的性质、特点、分类、技术要求，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。第一节 环境与环境污染介绍环境与环境污染的基本概念，引入“人类”与“环境”的主体与客体的基本关系；了解环境污染的历史及发展，了解环境监测的产生背景；了解污染物的类型与污染源的分类等基本概念，为环境监测提供预备重点知识。第二节 环境监测的目的与分类介绍环境监测的目的，认识环境监测对环境科学、环境工程、环境管理的重要意义；了解环境监测国内外的发展状况；了解环境监测的多种分类方法以及各种分类的依据，重点介绍按环境监测目的几种分类。第三节 环境监测特点和监测技术概述环境污染的主要特点，例如时空分布的不均匀性、污染物在环境中的形态、迁移、转化规律以及相互作用等，由此而理解环境监测的综合性、连续性和追踪性特点；理解对环境监测技术的先进性、有效性和准确性的要求；概括介绍环境监测的化学、物理化学、仪器分析、生物监测方法。通过对环境监测的基本概念、基本方法和特点的了解，树立对本课程的正确的思维和学习方法。第四节 环境标准介绍环境标准的地位和作用，认识环境标准是我国环境保护法体系中一个独立的、特殊的、极重要的组成部分；介绍环境标准的分类，在我国环境标准分为六类两级，并理解环境标准在环境监测、环境分析评价和环境保护中的作用。【思考题】1、环境监测的主要任务是什么?2、环境监测和环境分析有何区别?3、为什么要分别制订环境质量标准和排放标准?4、既然有了国家排放标准，为什么还允许制订和执行地方排放标准?5、制订环保标准的原则是什么?是否标准越严越好?第二章 水和废水监测【教学目的】清楚水资源及其水质污染监测的对象、目的、监测项目和主要的水质监测分析方法；掌握水质在物理性质、金属化合物和非金属无机物、有机化合物、水质污染生物监测的项目及监测方法；掌握水质监测方案制订、水样采集保存和预处理以及底质监测。【重点难点】水质监测方案制订、水样采集保存和预处理；水质在物理性质、金属化合物和非金属无机物、有机化合物、水质污染生物监测的项目及监测方法。第一节 水质污染与监测概括介绍我国和世界水资源现状；水体和水体污染的基本概念；水质监测的对象和目的；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；介绍水质监测分析方法。第二节 水质监测方案的制定首先介绍水质监测任务的总体构思和设计原则；然后学习按照不同水体分类的水质监测方案的制订原则；要求熟练掌握地面水、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是本章的重点和难点内容。第三节 水样的采集和保存掌握地面水、废水、底质等水样的采集和采样器使用及水流量测量；掌握水样的运输和保存原理与方法；其中要求熟练掌握的重点内容是：地面水的采集方法和采样器，水样的类型 (瞬时水样、混合水样和综合水样)，水样的冷藏或冷冻法与加入化学试剂的保存方法。第四节 水样的预处理理解水样的预处理在水质测定中的作用和意义；掌握水样的预处理，结合实际掌握水样的消解、水样的富集与分离（挥发和蒸发浓缩、蒸馏、溶剂萃取、离子交换、共沉淀和吸附等），水样的过滤与澄清的方法、作用、适用情况和注意事项。第五节 物理指标检验熟练掌握水体各项物理指标：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。第六节 金属化合物的测定熟练掌握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；特别是分光光度法和原子吸收法等BG方法。第七节 非金属无机物的测定熟练掌握水体的酸碱度、pH值、溶解氧、氰化物、氟化物、含氮化合物、硫化物和等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；结合实践制定测定方案，解决非金属无机物的测定中的问题。第八节 有机污染物的测定了解水体中有机化合物的影响，例如对水生生物的影响、化学毒性、对溶解氧等水质指标的影响等；水体中有机化合物的特点：种类和异构多、不稳定、含量低；加深对有机污染物测定意义和特点的认识。重点学习有机污染物的两类测定方式：对某种、某类有机物如挥发酚类、矿物油的直接测定以及通过生化需氧量（BOD）、化学需氧量（COD）、总有机碳（TOC）、总需氧量（TOD）等指标的对水体中有机物的间接测定。要求熟练掌握这部分重点内容。第九节 底质监测介绍底质监测的意义、采样方法；了解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。第十节 活性污泥性质的测定了解活性污泥中的微生物种类、测定方法，及活性污泥性质的测定。【思考题】1、怎样制订地面水体水质的监测方案?以河流为例，说明如何设置监测断面和采样点?2、对于工业废水排放源，怎样布设采样点和采集代表性的水样?3、冷原子吸收法和冷原子荧光法测定水样中汞，在原理、测定流程和仪器方面有何主要相同和不同之处?4、用原子吸收分光光度法测定金属化合物的原理是什么?用方块图示意其测定流程5、怎样采集测定溶解氧的水样?说明电极法和碘量法测定溶解氧的原理怎样消除干扰?两种方法各有什么优缺点?6、水体中各种含氮化合物是怎样相互转化的?测定各种形态的含氮化合物对评价水体污染和自净状况有何意义?7、测定底质有何意义?采样后怎样进行制备?常用哪些分解样品的方法?各适用于什么情况?8、怎样测定污泥沉降比和污泥体积指数?测定它们对控制活性污泥的性能有何意义?第三章 空气和废气监测 【教学目的】了解大气与空气组成、空气污染物的时空分布和污染物迁移转化规律；了解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；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；掌握颗粒物（TSP、IP及降尘）的采样方法和测定方法；掌握标准气的静态和动态配制方法。了解空气污染的生物监测方法。【重点难点】（亦为课程重点）空气试样的浓缩采样法的原理、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；分子状污染物的特别是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；标准气的配制。第一节 空气污染基本知识了解大气、空气和空气污染的基本概念及空气污染对人和生物的危害；掌握空气污染物的存在状态，空气污染物的时空分布特点和对空气监测的意义。第二节 空气污染监测方案的制定空气污染监测的目的、有关资料的收集方法和范围、具体监测项目的确定原则和项目内容；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。第三节 空气样品的采集方法和采样仪器掌握空气样品的采集方法和采样仪器，方法包括直接采样法、富集浓缩采样法（其中富集浓缩采样法是重点和难点）；采样的仪器，其中颗粒物的采样仪器是重点和难点；了解采样的效率和采样记录；掌握空气中污染物浓度的表示方法与气体体积换算（是重点）。第四节 气态和蒸气态污染物质的测定重点掌握分子态和蒸气态污染物SO2、NOx、CO 、光化学氧化剂、O3、氟化物、总烃及非甲烷烃、VOCs和甲醛等的性质、污染来源、各种测定方法总论；仪器测定方法的原理、仪器结构、工作流程、操作要点、适用范围、注意事项等。一般性了解其他气态污染物的测定。第五节 颗粒物的测定了解颗粒物污染的来源、危害和颗粒物污染的防治；掌握颗粒物的采样方法、仪器构造原理、工作流程和监测方法。需要掌握的空气中颗粒物质的测定项目有：总悬浮颗粒物的测定（重点和难点）、可吸入颗粒物（重点和难点）浓度及粒度分别的测定、自然降尘量的测定、颗粒物中化学组分的测定。第六节 降水监测了解降水的监测的目的；了解布设采样点的原则，样品的采集，水样的保存，降水中的主要组分：PH值，电导率，硫酸根，硝酸根，氯离子，铵离子，钾、钠、钙、镁等离子的测定方法、原理、操作要点、注意事项等。第七节 污染源监测了解污染源监测的对象包括固定污染源和流动污染源监测。了解对污染源监测的内容、意义和要求；一般了解烟道气和机动车采样方法的基本原理和要领。第八节 标准气体的配制熟练掌握标准气体的制取和标准气体的配制方法，主要包括：静态配气法、动态配气法的具体配气方法以及相应的计算过程。【思考题】1、大气中的污染物以哪些形态存在?它们是怎样产生的?2、大气中污染物的分布有何特点?掌握它们的分布特点对进行监测有何意义?3、我国环境监测技术规范)对大气环境污染例行监测要求测定哪些项目?为什么要求测定这些项目?4、采样时间和采样频率对获得具有代表性的监测结果有何意义?5、怎样用气相色谱法测定大气中的总烃和非甲烷烃?分别测定它们有何意义?6、压电晶体振荡法和反射线吸收法测定飘尘的原理是什么?哪些因素影响其测定准确度?7、高压液相色谱分析法与气相色谱分析法有何主要异同之处?前者有何优点?8、为什么要进行降水监测?一般测定哪些项目?为什么测定这些项目?第4章 固体废物监测 【教学目的】掌握固体废物的定义、分类，固体废弃物样品的的采样工具、采样方法、样品制备、处理和有害特性分析。了解有害物质的毒性试验分类、吸入、口服、鱼类毒性试验，固体废物的渗漏模型试验等病理学研究方法。【重点难点】固体废物的分类、有害特性的鉴别。第一节 固体废物概述介绍固体废物的定义，各种分类依据，有害特性的鉴别，其中有害特性的鉴别是本节的重点。第二节 固体废物样品的采集和制备了解固体废物的采样工具、方法、采样量，以及采样后的样品制备、样品水分分析、样品保存等。第三节 有害特性的监测方法固体废物急性毒性、易燃性、腐蚀性、反应性、放射性、浸出毒性等有害特性的监测，以上均为本节重点。第四节 生活垃圾和卫生保健机构废弃物的监测了解生活垃圾的定义、分类、粒度、淀粉、生物降解度、垃圾热值等基本概念、测定方法，以及渗沥水的定义和分析。第五节 有害物质的毒理学研究方法了解试验动物的选择及毒性试验分类、吸入毒性试验、口服毒性试验、鱼类毒性试验、固体废物的渗漏模型试验方法等。【思考题】1、什么叫有害工业固体废物?其主要判别依据有哪些?2、如何采集固体废物样品?采集后应作怎样处理才能保存?为什么固体废物采样量与粒度有关?3、固体废物的pH值测定要注意哪些方面?4、什么叫急性毒性试验?为什么这是测定化学物质毒性的常用方法?5、以急性毒性试验为例官简述化学毒物最高允许浓度的实验求证方法。6、鱼类毒性试验在判别水体污染情况有何优点?7、进行工业废渣渗漏试验，对工业废渣的处置有何现实意义?8、生活垃圾有何特性，其监测指标主要是哪一些?第五章 土壤污染监测 【教学目的】了解土壤的组成、背景值、土壤污染等基本概念，掌握土壤样品的采集和测定的原则及基本方法等。【重点难点】土壤污染样品和背景值样品的采集，样品的保存，样品的制备；土壤试样含水量、锌、镉、铜、汞等金属，农药、多环芳烃等有机污染物的监测方法。第一节 土壤基本知识了解土壤中矿物质、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。了解有关土壤污染和土壤质量标准的一般知识。第二节 土壤环境质量监测方案了解土壤环境质量监测的目的、基础资料的收集途径及检测项目；掌握土壤环境质量监测方案的制定和监测方法。第三节 土壤样品的采集与加工管理了解土壤污染样品和土壤背景值样品的采集原则、布点方法；掌握土壤样品风干、粉碎等制备方法。第四节 土壤样品预处理了解和掌握土壤样品的分解、提取等预处理方法。第五节 土壤污染物的测定了解土壤水分、pH值、可溶性盐、金属污染物和有机污染物的测定原理和方法。【思考题】1、土壤污染有何特点?当土壤受到镉污染后，试考虑不同形态的镉、土壤pH，土壤氧化还原条件对土壤污染程度有何影响?2、何谓土壤背景值?3、如何布点采集污染土壤样品?4、如何制备土壤样品?制备过程中应注意哪些问题?5、如何选择土样贮存器?6、分析比较土样各种酸式消化法的特点，有哪些注意事项?消化过程中各种酸起何作用?第六章 环境污染生物监测 【教学目的】通过本章的学习，掌握污染物的来源及在生物体内的分布，生物样品的采集、制备、预处理和测定，了解环境污染生物监测的意义和主要方法。【重点难点】了解污染物在不同生物体、不同器官内的不同分布；掌握生物样品的采集、制备和预处理以及环境污染生物监测的主要方法。第一节 水环境污染生物监测介绍水体生物监测中的生物群落法、细菌学检验法、水生生物毒性试验和一些其他生物监测方法的原理和简单的操作方法。第二节 空气污染生物监测了解空气生物监测法的基本原理、方法要点、优缺点和发展前景；了解植物在污染环境中的受害症状和大气污染指示植物的选择以及生物监测的各种监测方法。第三节 生物污染监测了解污染物在生物体内的分布和蓄积特点；了解污染物的浓缩系数、生物浓缩、生物积累、生物放大及半衰期的概念；了解生物污染的途径，污染物在动物体内的转化与排泄。掌握植物样品和动物样品的采集、制备方法及分析结果的表示方法。掌握生物样品消解和灰化方法；生物样品提取和浓缩方法。了解光谱分析法、色谱分析法、电化学分析法、放射分析法、联合检测技术等方法在生物污染监测中的应用。第四节 生态监测了解生态监测的概念、检测类型和监测内容；掌握生态监测方案的制定和监测方法。【思考题】1、生物是怎样被污染的?进行生物污染监测有何重要意义?2、简要说明污染物质进入动、植物体后，主要有哪些分布和蓄积规律?了解这些规律对监测工作有何重要意义?3、有哪些水生生物可作为生物群落法监测水污染的指示生物?其依据是什么?4、怎样采集植物样品和根据监测项目的特点进行制备?5、用指示植物监测空气污染的原理是什么?举例说明。6、什么是生态监测？它的目的意义何在？7、比较地面监测、空中监测和卫星监测各自的特点和不足。第七章 环境监测质量保证 【教学目的】了解环境监测机构计量认证的评审内容和考核要求；了解实验室质量控制、标准分析方法、环境标准物质在环境监测中重要基础地位；理解环境监测管理的内容、原则、档案文件管理；掌握监测数据的统计处理和结果的表述方法。【重点难点】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；标准分析方法和分析方法标准化的做法与意义；环境标准物质的制备和使用及其在环境监测中的重要基础地位；监测数据的统计处理和结果的表述方法的标准化。第一节 质量保证的意义和内容了解质量保证在环境监测中的重要意义、质量保证的主要内容以及执行质量保证计划的最终目的。第二节 实验室认可和计量认证/审查认可概述了解中国实验室国家认可制度及其与计量认证/审查认可的关系；了解环境监测机构计量认证的评审内容和考核要求。第三节 监测实验室基础掌握实验用水、试剂、试液的选择，实验室环境条件的要求以及实验室的管理及岗位责任制的各项制度。第四节 监测数据的统计处理和结果表述掌握统计处理的基本概念、数据处理和结果表述方法以及环境中测量结果的统计检验、方差分析、聚类分析等方法。第五节 实验室质量保证了解准确度、精密度、灵敏度等实验室质量保证的概念；掌握实验室内质量控制和实验室间质量控制的方法，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。第六节 标准分析方法和分析方法了解标准分析方法的要求，分析方法标准化的程序，以及协作试验的目的和方法。第七节 环境标准物质掌握环境标准物质的定义、分类、制备和定值。第八节 环境监测管理掌握环境监测管理的定义、内容、原则以及监测的档案文件管理。第九节 质量保证检查单和环境质量图了解质量保证检查单的内容、环境质量图的分类、表示方法及其在环境监测质量保证中的作用。【思考题】1、为什么在环境监测中要开展质量保证工作?它包括哪些内容?2、为什么在环境监测中必须采用国家规定的标准方法?并严格按规范操作?3、监测过程的质量保证和质量控制有何关系?4、标准物质具有哪些特点?用途是什么?5、标准物质和质量控制水样有何区别?6、监测实验室间协作试验的目的是什么?7、何谓准确度?何谓精密度?怎样表示?它们在监测质量管理中有何作用?8、灵敏度，检测度和测定限有何不同?9、何谓监测质量控制图?它起什么作用?10、在实验室质量控制前，应作哪些基础工作?如何作?11、监测实验室应建立哪些管理制度?为什么?第八章 连续自动监测技术与简易监测方法【教学目的】了解大气污染、水污染连续自动监测系统的基本原理、构造及在环境评价与保护中的作用；了解遥感技术和简易技术在现代环境监测、评价中的应用与作用。【重点难点】大气污染、水污染连续自动监测系统的基本原理、构造及在环境评价与保护中的作用。第一节 大气污染连续自动监测系统掌握连续自动监测系统的组成，子站的布设、监测项目、仪器设备，大气污染自动监测仪器和使用方法等。第二节 水污染连续自动监