《环境监测方法原理》教学大纲

1、环境监测方法原理教学大纲学时数：70学时 学分：4 适用专业：环境工程专业一、课程的性质、目的和任务 环境监测方法原理是环境工程专业的一门重要专业必修课。通过本课程的学习，使学生了解常用环境监测技术的基本概念、基本原理、基本方法，掌握各种环境监测仪器的基本原理、仪器结构及使用方法，培养学生具有一定的解决实际实际问题的能力。二、课程教学内容及基本要求1.绪论了解仪器分析的内容、分类、特点及发展趋势，仪器分析方法在环境监测中的应用。2.电位分析法了解电位分析法的基本内容。理解和掌握玻璃电极结构，参比电极的分类、结构、应用，电位法测溶液的pH值测定原理及pH实用定义。理解离子选择电极与膜电位概念。了

2、解离子选择电极的选择性概念及计算方法。了解的离子选择电极分类方法，结构、特点、离子选择性电极性能参数。理解和掌握测定离子活（浓）度的方法，掌握TISAB的组成、性质、作用。了解影响电位法测定的主要因素。了解电位法测试仪器的组成、要求及使用方法。(9)了解离子选择电极分析的应用及特点(10)掌握电位滴定法的分析原理及确定滴定终点的方法。(11)理解自动电位滴定技术。3.伏安分析法理解和掌握极谱分析的基本原理、参比电极、滴汞电极的特点。理解和掌握极谱定量分析的方法、原理。了解极谱定性分析的方法、原理。理解极谱分析的主要干扰电流及消除方法。了解极谱分析特点及应用掌握单扫描示波极谱分析的原理和实验方法

3、。了解溶出伏安法的原理、分析过程。4.电解和库仑分析了解电解分析的基本原理。了解电解分析的一般方法。理解和掌握库仑分析法的基本原理，拉第电解定律内容及提高电流效率的方法。了解控制电位库仑分析的原理、方法及电量测定方法。掌握恒电流库仑分析（库仑滴定）的原理及方法。5.发射光谱分析理解电磁辐射、光的波粒二象性、电磁波谱概念，光学分析法分类、原子光谱和分子光谱的基本概念。理解和掌握发射光谱分析的基本原理。理解和掌握光谱分析仪器的组成、结构及工作原理，了解光谱定性分析的方法及原理，了解光谱定量分析的方法及原理。了解光谱半定量分析方法。了解光电直读光谱法的方法及原理。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过程。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计组成、结构及各组成部分的工作原理。掌握原子吸收分析的一般定量方法，如标准曲线法、标准加入法。了解原子吸收分析的各种干扰及其抑制方法，掌握扣除背景吸收的几种常用方法。了解原子吸收分析测定条件的选择方法。掌握原子吸收分析灵敏度、特征浓度及检测极限的概念及测定方法。了解原子荧光分光光度分析方法7紫外可见吸收光谱分析了解分子吸收光谱概念，分子光谱的产生，分子光谱的类型。了解有机化合物的紫外可见吸收光谱与分子结构的关系。了解无机化合物的电子跃迁类型及紫外可见吸收光谱。了解溶剂对紫外吸收光谱的影响因素。掌握紫外可见分

5、光光度计的分类及仪器组成、结构、工作原理。理解和掌握郎伯比耳定律的内容及应用，比耳定律的局限性。掌握紫外可见分光光度定量分析方法。了解紫外吸收光谱在定性分析中的应用。8. 红外吸收光谱分析(1)了解红外光谱光区的划分与红外光谱法的特点。(2)理解和掌握红外光谱分析的基本原理，掌握红外吸收光谱产生的条件和分子的各种振动形式，掌握影响吸收峰位置、峰数和强度的因素。(3)掌握基团频率和特征吸收峰的概念，官能团区的4个波段及各波段重要官能团的基频吸收峰位范围，了解指纹区的2个波段的主要吸收特征。(4)了解和掌握红外分光光度计的工作原理、仪器构成和主要特点。(5)了解红外光谱定性、定量分析的方法。(6)

6、了解各种样品的制备方法。9.气相色谱分析气相色谱法概述掌握气相色谱分析的基本理论，包括分析的气相色谱基本原理，色谱分离的基本理论。掌握色谱分离条件的选择方法，包括总分离效能指标的概念、色谱分离基本方程式、分离操作条件的选择等。掌握气固色谱固定相、气液色谱固定相的分类、特点及其选择掌握热导池检测器、氢火焰检测器、电子俘获检测器、火焰光度检测器的结构、工作原理。评价检测器的性能指标。掌握气相色谱定性方法。掌握气相色谱定量分析方法。包括归一化法，内标法，外标法等。了解毛细管气相色谱法的工作原理及分析方法。了解气相色谱分析的特点、应用及发展趋势三、课内实践教学要求 1课内实验基本要求环境监测方法实验是

7、环境监测方法原理课程的重要组成部分，本大纲共安排了13个实验，根据本课课时，可选做其中的9-10个实验。通过实验可使学生更好的理解和掌握理论教学中所介绍的各种环境监测仪器的原理，正确掌握各种常用仪器的结构及基本操作技能，针对不同的分析对象，会正确选择适当的仪器分析方法，包括确定分析仪器试剂分析条件分析步骤获得实验数据及正确进行数据处理等。通过实验可培养学生综合应用各种环境监测方法解决相应环境监测对象的能力。2实验项目及目的、要求实验一：直接电位法测定溶液的pH值(1)目的与要求：掌握直接电位法（利用玻璃电极）测定溶液PH的测量原理和方法,掌握酸度计的使用方法。(2)主要设备 PHS2型酸度计、

8、玻璃电极、甘汞电极实验二：乙酸的电位滴定分析及解离常数的测定(1)目的与要求：学习和掌握电位滴定法的基本原理和操作技术。掌握电位滴定法确定滴定终点的方法。掌握电位滴定法测定乙酸解离常数的方法。(2)主要设备PHS2型酸度计、复合pH电极或自动电位滴定计实验三：氟离子选择电极法测定水中的微量氟(1)目的与要求：学习和掌握氟离子选择性电极测定水中微量氟的原理。掌握氟离子选择性电极的结构和使用条件。了解总离子强度调节剂的意义及作用。掌握标准曲线法和标准加入法测定水中微量氟的方法。学会精密酸度计的使用方法。(2)主要设备PHS3C型数字精密酸度计、氟离子选择性电极、饱和甘汞电极 、电磁搅拌器；实验四：

9、库仑滴化定法测定砷(1)目的与要求：了解恒电流库仑滴定法的原理掌握如何应用法拉第电解定律计算待测物质的量掌握确定库仑滴定终点的方法。(2)主要设备KLT-1型通用库仑仪实验五：水样中的铜、镉、锌的极谱分析(1)目的与要求：了解极谱仪结构、性能及使用方法。掌握单扫描极谱法测定铜、镉、锌的原理和方法。(2)主要设备JP-303型单扫描示波极谱仪实验六：伏安溶出法测定水中微量铅、镉(1)目的与要求：了解和掌握溶出伏安法的基本原理。掌握LK-2A型电化学分析系统的基本操作。掌握汞膜电极的制备和使用方法。学会利用伏安溶出法测定水中微量金属元素的方法。(2)主要设备LK98A型电化学分析系统、汞膜电极实验

10、七：发射光谱定性和半定量分析（演示）(1)目的与要求：掌握谱线强度比较法进行发射光谱半定量分析的方法(2)主要设备wp-1一米平面光栅摄谱仪，8w光谱投影仪实验八：原子吸收法测定饮用水中的钙(1)目的与要求：了解原子吸收光谱法测定水中痕量钙的方法，了解原子吸收光度计结构、性能及使用方法.(2)主要设备原子吸收分光光度计实验九：分光光度法测定水中微量铁（邻二氮菲为显色剂）(1)目的与要求：掌握邻二氮菲光度法的各项条件实验（酸度、吸收波长、显色剂用量、有色溶液的稳定性），确定最佳的实验条件。掌握邻二氮菲光度法测定铁含量的方法，学会绘制标准工作曲线，。(2)主要设备7220型分光光度计实验十：高吸光

11、度示差分析法(1)目的与要求：了解和掌握高吸光度示差分析法的基本原理、方法、优点，掌握分光光度计的使用方法。(2)主要设备7220型分光光度计实验十一：紫外吸收光谱法测定蒽醌粗品中蒽醌的含量和摩尔吸收系数(1)目的与要求：学习紫外吸收光谱的绘制方法，利用吸收光谱进行化合物的鉴定，紫外可见分光光度计的主要结构并熟悉其操作方法。(2)主要设备紫外可见分光光度计实验十二：气相色谱保留值法定性及归化法定量(1)目的与要求：了解气相色谱仪的结构、性能及使用方法，掌握气相色谱保留值定性分析和归一化法定量分析的方法。(2)主要设备GC-112A型气相色谱仪实验十三：铜合金中锌、铅等微量元素的测定（设计性实验

12、）四、学时分配及教学方式 序号课程内容理论教学课内实践教学课时小计备注课时数教学方式课时数教学方式实验性质1绪论1课堂教学12电位分析法7课堂教学4实验验证性113伏安分析法6课堂教学4实验验证性104库仑分析法2课堂教学2实验验证性45原子发射光谱分析6课堂教学2演示验证性86原子吸收分光光度法8课堂教学2实验验证性107紫外可见分光光度分析8课堂教学4实验验证性128红外吸收光谱分析4课堂教学049气相色谱分析8课堂教学2实验验证性10合计502270五、本课程与其它课程的联系 本课程应在学生已系统学完无机化学有机化学分析化学物理化学普通物理、电工学等课程的基础上开设。通过对本课程的学习，

13、将为下一步学习环境化学、 环境监测技术、现代环境监测技术等课程奠定良好的基础。六、建议教材及教学参考书 教材：1朱明华等.仪器分析（第四版）.北京：高等教育出版社，2008.62苏克曼等.仪器分析实验（第二版）北京：高等教育出版社.2005.5教学参考书：1北京大学化学系仪器分析教学组.仪器分析教程. 北京：北京大学出版社.19973赵藻藩等.仪器分析. 北京：高等教育出版社.19904刘密新等.仪器分析（第二版）.北京：清华大学出版社.20025奚旦立.环境监测（修订版）.北京：高等教育出版社.1996.1992.19918 魏复盛等.水和废水监测分析方法（第四版，增补版）. 北京:中国环境科学出版社.2006.3七、执行大纲的几点说明1.本课程是一门与生产实际联系紧密的环境工程专业基础课,且环境监测仪器技术发展非常快,因此在