《环境监测》课程教学指导

环境监测 课程教学指导 一 本课程的性质 目的 环境监测是环境科学 环境工程等相关专业本科生的一门专业基础课 是环境工程门 类中极具综合性 实践性 时代性和创新性的一门重要的理论与方法课程 它是开展其它 环境分支学科的基础 也是环保部门的一项常规工作和环境管理的重要手段 本课程对环 境科学 环境工程和环境管理各领域都是不可缺少的 对环境保护的各个方面影响重大 其任务是 使学生掌握一定的环境监测基本知识和基本操作技能 掌握常规监测项目的测 定方法 为学生从事环境监测工作奠定基础 环境监测是指通过对影响环境质量因素的代 表值的测定 进而确定环境质量或污染程度及其变化趋势的过程 目的是准确 及时 客 观地反映环境质量现状及变化趋势 为环境管理 污染源控制 环境规划和污染预报等提 供依据 二 本课程的教学重点 全课程的教学重点部分是大气 水质 土壤和固体废物 放射性 噪声的监测原理和 方法以及环境监测质量保证的意义 要求和做法 重点 1 掌握环境监测中的基本概念 2 理解环境监测优化布点原则 3 掌握常规监测项目的采样仪器 采样方法 分析测定方法 4 理解监测结果的数据处理 表述和质量保证 难点 1 使用环境监测工作中常用的采样 分析仪器 2 常规监测项目的采样 分析测定原理和方法 3 正确进行监测数据的处理 4 环境监测方案设计 三 本课程教学中应注意的问题 鉴于该课程有较强的实践性及其内容体系的不断更新等特点 本课程的教学过程中应 该注意 本课程特别注重对学生实践性环节和实验技能的培养 理论与实践并重是这一课程的 主要特色 学生在具备基本的环境学知识的基础上 通过讲授和实验 使学生掌握环境监 测的基本原理 熟悉环境监测方案设计和实施方法 掌握环境监测的常用技术手段和分析 方法 熟悉环境监测过程的质量保证体系 了解自动连续监测系统及环境监测技术发展动 态 学生可具备从事环境监测工作的基本技能 为在环境保护 环境管理及工矿企业等相 关领域从事科研和管理工作提供所需知识 达到环境专业本科生在该方面培养的目的 四 本课程的教学目的 通过本课程所有教学环节 应使学生达到以下目的 1 通过对上述内容的综合性学习和分析评价 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 2 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 3 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 五 本课程采用的教学方法 结合本课程的特点 拟采用以下教学方法 按监测对象学习 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 噪声监测 环境放射性监测等内容 按测定项目学习 包括汞 镉 铬 铅 砷等重金属 氰化物 氟化物 硫化物 含 氮化合物 水中溶解氧 生化需氧量 化学需氧量 酚类 油类 大气中 SO2 NOX CO O3 烃类等气态污染物 光化学烟雾等二次污染物 颗粒物 多环芳烃 类 二噁英类等重要有机污染物 以及酸雨项目监测等 按监测程序学习 本课程主要讲述各类环境监测的规划 样品的采集 运输及保存 样品的预处理及测定 数据的处理及信息化 监测过程的质量保证等的内容 按监测方法学习 主要讲述化学分析 仪器分析以及生物方法 主要为标准方法和正 在推广的新的常规监测技术 还介绍一些行之有效的简易监测技术 及迅速发展的连续自 动监测技术等内容 六 课程教学资料 1 教材 教材选用普通高等教育 十五 国家级规划教材 奚旦立主编的 环境监测 第三版 高等教育出版社 2004 2 参考书 1 吴鹏鸣主编 环境监测原理与应用 化工出版社 1991 2 黄秀莲主编 环境分析与监测 高教出版社 1989 七 成绩评定 1 平时课程作业 实习报告占本课程考核总成绩的 30 考试占 70 2 根据 西南科技大学学分制学籍管理暂行办法 西南科大发 2001 207 号 第十二 条规定 有下列情形之一者 取消考核资格 必须重修 1 学生 免修生除外 在一学期 内 无论何种原因 累计缺课达教学时数的三分之一者 或任课教师随机抽查缺课 6 次以 上者 2 有实验 作业等环节的课程 学生未按时完成实验 实验报告及作业等环节 抄袭他人实验报告 作业的 当事人双方的实验报告 作业均按作弊处理 根据学生的认 错态度和补做情况 可以考虑是否给予取消考核资格 3 本课程考试为闭巻 必须掌握的内容占 60 熟习 理解的内容占 30 一般了 解的内容占 10 八 先修课程要求 本课程是继 无机化学 和 分析化学 等课程之后的专业基础课 它和 水污染控 制工程 和 大气污染控制工程 中的部分内容密切相关 九 课程内容课时安排 根据本专业的教学计划 本专业是培养具备城市和城镇水 气 声 固体废物等污染 控制和城市给排水工程 环保设备设计与应用 固体废物资源化与环境治理 水污染控制 规划和水资源保护等方面的复合型高级工程技术人才 为此本课程主要教授环境监测相关 内容 本课程共十章 本课程学时为 32 学时 第一章 绪论 2 学时 本章的重点难点 对学生的要求 1 理解环境监测的概念及其目的 了解环境监测的原则 要求和分类 了解环境监测 的主要测试技术 2 了解水质环境标准 环境空气标准和环境噪声标准等环境标准体系 了解环境标准 的分类和分级 课程内容 1 环境监测 2 环境标准 复习题 1 环境监测的主要任务是什么 2 根据环境污染的特点说明对近代环境监测提出哪些要求 3 环境监测和环境分析有何区别 4 为什么分光光度法在目前环境监测中还是较常用的方法 它有何特点 发展方向是 什么 5 试分析我国环保标准体系的特点 6 为什么要分别制订环境质量标准和排放标准 7 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 8 制订环保标准的原则是什么 是否标准越严越好 9 对污染物的排放用浓度控制和总量控制各有什么特点 第二章 水和废水监测 10 学时 本章的重点难点 对学生的要求 1 理解水体 水质和水体污染的概念 了解饮用水 地面水 地下水和海水水质标准 了解污水综合排放标准 了解水体中物理性 化学性和生物性主要污染物 了解地面水和 生活污水 工业废水等污染源的主要监测项目 2 掌握河流等地面水 地下水和水污染源的监测断面 采样点的设置及采样时间和采 样频率的确定 3 了解地面水 地下水和废水及底质样品的采集方法 掌握常用采样器的使用和维护 方法 了解流量的测量方法及其计算 了解水样的主要保存方法 4 掌握水样的消解 富集与分离等主要预处理方法 原理和作用 5 理解水温 颜色 残渣 电导率 浊度 透明度等概念 掌握其测定方法 6 掌握水的硬度及汞 镉 铅 铬等金属元素的测定原理和方法 7 掌握 pH 的测定原理和方法 掌握溶解氧 氰化物 含氮化合物 硫化物等无机物 的测定原理和方法 8 掌握 BOD COD 高锰酸盐指数 TOC TOD 挥发酚等有机化合物的测定原理 和方法 9 了解水质污染的生物群落法 细菌学检验法等监测方法 10 了解底泥的采样仪器及采样方法 了解常见项目的分析方法 11 了解水污染连续自动监测项目 了解水污染连续自动监测系统的组成及连续自动 监测仪器 课程内容 1 水体污染 2 水质监测方案的制定 3 水样的采集和保存 4 水样的预处理 5 物理性质的测定 6 金属化合物的测定 7 非金属无机物的测定 8 有机化合物的测定 9 水质污染的生物监测 10 底泥的监测分析 11 水污染连续自动监测 复习题 1 简要说明监测各类水质的主要目的和确定监测项目的原则 2 怎样制订地面水体水质的监测方案 3 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 4 水样中有哪几种保存方法 5 水样在分析测定之前 为什么要进行预处理 预处理包括哪些内容 6 怎样用萃取法从水样中分离富集有机污染物和无机肥料污染物 7 简要说明用离子交换法分离和富集水样中阳离子和阴离子的原理 8 何谓真色和表色 怎样根据水质污染情况选择适宜的测定着色的方法 第三章 空气监测 6 学时 本章的重点难点 对学生的要求 1 了解大气 空气污染的基本概念 了解主要空气污染物的种类 存在形式 了解主 要空气污染源及其排放的主要污染物 2 了解风和湍流 气温 下垫面对空气污染物扩散的影响 了解烟气扩散规律 抬升 高度及地面浓度估算 3 了解空气监测的主要项目 掌握空气监测采样点的布设要求 了解功能区布点法 网格布点法 同心圆布点法 扇形布点法等布点方法 掌握采样时间和采样频率的确定 4 了解气态污染物 颗粒污染物常用采样器的使用和维护 理解采样效率的概念及其 评价方法 掌握空气中污染物浓度的表示方法和气体体积换算 5 了解固定污染源的监测内容和要求 了解采样位置的选择和采样点数目的确定 掌 握烟气基础状态参数 含湿量 烟气含尘浓度 烟气组分的测定及相应测量仪器的使用方 法 了解汽车尾气中 NOx CO 碳氢化合物的测定 6 掌握自然降尘 可吸入颗粒物 总悬浮颗粒物等粒子状污染物的测定方法及测定仪 器的使用 了解 SO2 NOx CO 臭氧 硫酸盐化速率 氟化物等分子状污染物的测定方 法及测定仪器的使用 7 理解空气污染生物监测概念 了解植物受害过程和监测依据 空气污染的指示植物 及危害症状 了解空气污染生物监测的主要方法 8 了解主要空气污染连续自动监测项目 了解主要空气污染连续自动监测系统的组成 及自动监测仪器 课程内容 1 大气和空气污染 2 空气污染与大气扩散 3 空气污染监测方案的制定 4 采样方法和采样仪器 5 污染源监测 6 空气污染物的测定 7 空气污染生物监测法 8 空气污染连续自动监测 复习题 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 简要说明制订大气环境污染监测方案的程序和主要内容 4 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 5 举例说明怎样根据监测目的和监测区域的实际情况选择布点方法 6 说明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 7 直接采样法和富集采样法各适用于什么情况 怎样提高溶液吸收法的富集效率 8 填充柱阻留法和滤料阻挡法各适用于采集何种污染物质 其富集原理有什么不同 第四章 噪声监测 2 学时 本章的重点难点 对学生的要求 1 了解频率 波长和声速及其三者的关系 理解噪声的概念 了解噪声的种类和危害 了解声功率 声强和声压及其三者的关系 理解分贝 声功率级 声强 声压级和倍频程 的概念 掌握分贝的运算法则 2 理解响度 响度级 计权声级的概念 了解响度和响度级的关系 了解等效连续声 级 累计百分声级 昼夜等效声级和噪声污染级等评价参数 3 了解声级计的类型结构 掌握声级计的使用方法 了解声级频谱仪 噪声级分析仪 等其他测量仪器 掌握城市区域环境噪声 道路交通噪声 工业企业外环境噪声 功能区 噪声等的监测方法 测点设置和时间的确定等 课程内容 1 噪声及声学基础 2 噪声的主观评价及评价参数 3 噪声测量仪器与噪声监测 复习题 1 什么叫噪声 2 环境噪声有哪一些 3 分贝 是计量噪声的一种物理量 这种讲法对吗 4 用 分贝 表示声学量有什么好处 5 在声压测量中 为什么不采用平均声压 而是采用有效声压 6 环境噪声 本底噪声和背景噪声三者如何区分 7 什么叫计权声级 它在噪声测量中有何作用 8 等响曲线是如何绘制的 响度级 频率和声压级三者之间有何关系 9 什么叫等效连续声级 Leq 什么叫噪声污染级 LNP 10 什么叫频谱分析 它在噪声监测中有何意义 11 试述简单声级计的结构原理 为什么在噪声测量中普遍采用电容传声器 12 声级计的基本性能是什么 13 噪声相加和相减应如何进行 14 使用声级计的步骤是什么 第五章 固体废物监测 2 学时 本章的重点难点 对学生的要求 1 了解固体废物的概念 种类 特性和危害 了解固体废物的采样程序 采样方法及 样品的制备要求 程序和保存方法 2 了解固体废物中主要有害物质的有害特性及主要有害物质的监测方法 课程内容 1 工业有害固体废物及固体废物样品的采集和制备 2 有害物质的监测方法 复习题 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 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 9 试述生活垃圾的处置方式 及其监测的重点 10 试述高热值 低热值的定义和它们之间的关系 第六章 土壤污染监测 2 学时 本章的重点难点 对学生的要求 1 了解土壤的组成 了解土壤污染物的来源和污染物质及其特点 2 了解主要监测项目及样品的采集 制备 保存方法 了解土壤污染物主要监测项目 的测定方法 课程内容 1 土壤污染物的来源和特点 2 土壤污染物的测定 复习题 1 简述土壤主要组成 2 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 3 何谓土壤背景值 4 如何布点采集污染土壤样品 5 如何布点采集背景值样品 6 如何制备土壤样品 制备过程中应注意哪些问题 7 如何选择土样贮存器 8 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 9 试设计土壤样品中 Hg As 的测定方案 要求 1 查阅测定方法 进行方法比较 2 选择测定方法 拟出测定方案 10 原子吸收光度法测土壤中 Cd 含量有几种定量方法 哪种方法更适用 第七章 生物污染监测 2 学时 本章的重点难点 对学生的要求 1 了解污染物在动 植物体内的分布 2 了解动 植物样品采集和制备方法 掌握生物样品的溶解 灰化 提取与浓缩方法 3 理解光谱 色谱等主要分析方法 课程内容 1 污染物在生物体内的分布 2 生物样品的采集 制备和预处理 3 生物样品监测 复习题 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 怎样采集植物样品和根据监测项目的特点进行制备 4 一般从动物的哪些部位采样 为什么从这些部位采样 5 欲分别测定生物样品中的无机污染物质和有机污染物质 各自选用哪些预处理方法 概括方法要点 6 用脂肪提取器提取生物样品中有机污染组分与其他提取方法相比 有何优 缺点 7 查 25 时西维因在异丙烷 二甲基甲酰胺中的 p 值 计算用等体积的二甲基甲酰胺 萃取多少次可以达到 99 9 的萃取率 8 怎样用原子吸收分光光度法测定粮食中的铅和镉 9 怎样用氟离子选择电极法测定植物样品中的总含氟量 10 怎样用气相色谱法测定生物样品中的有机氯农药 11 用非色散红外线吸收 紫外分光光度法测定粮食中石油烃的原理是什么 第八章 放射性污染监测 2 学时 本章的重点难点 对学生的要求 1 了解放射性的概念 来源及危害 了解放射性污染监测的对象和内容 2 了解放射性监测仪器和监测方法 课程内容 1 基本概念 2 放射性监测方法 复习题 1 放射性核衰变有哪几种形式 各有什么特征 2 什么是放射性活度 半衰期 照射量和剂量 它们的单位及其物理意义是什么 3 造成环境放射性污染的原因有哪些 放射性污染对人体产生哪些危害作用 4 42K 是一种 放射源 其半衰期为 12 36h 计算 2h 30h 和 60h 后残留的百分率 5 常用于测量放射性的检测器有哪几种 分别说明其工作原理和适用范围 6 测定某一受 210Po 放射性污染的试样 由盖革计数管测得的计数率为 256 次 秒 经 过 276 天后再测 其计数率为 64 次 秒 求 210Po 的半衰期 问再过 270 天后的计数率应为 多少 7 怎样测定水样中总 比放射性活度 8 怎样测定土壤中总 比放射性活度和总 比放射性活度 9 试比较放射性环境样品的采集方法与非放射性环境样品的采集方法有何不同之处 第九章 监测过程的质量保证 3 学时 本章的重点难点 对学生的要求 1 了解误差和偏差的概念及表示方法 了解数据的修约规则 有效数字的运算法则及 测定结果的表述方法 掌握用回归区间检验法和 t 检验法判断可疑数据的取舍 掌握直线 回归方程的建立方法 相关系数的概念及计算方法 相关系数与相关性的关系及其显著性 检验 2 理解准确度 精密度 灵敏度 空白试验 校准曲线 线性范围 检测限 测定限 等概念 掌握质量控制图及其组成 掌握其绘制和使用方法 了解加标回收 比较实验 对照分析等质量控制方法 3 了解环境标准物质的概念及其分类和要求 了解标准物质的制备方法 4 了解质量保证检查单的内容 作用 了解环境质量图的组成 种类 作用及绘制方 法 课程内容 1 数据处理和结果表述 2 实验室质量保证 3 环境标准物质 4 质量保证检查单和环境质量图 复习题 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