现代环境分析技术课程教学大纲

1、.PAGE ：.；课程教学大纲一、课程根本信息课程代码：课程称号：现代环境分析技术英文称号：Modern Technique of Environmental Analysis课程类别：专业选修课学 时： 学分：适用对象: 环境科学专业考核方式：考试先修课程：无机及分析化学、有机化学、物理化学、高等数学、环境化学等二、课程简介环境分析技术是环境监测任务的重要内容和根底，是提高监测质量和效能的根本保证。随着科学技术的提高，及对环境监测要求的日益提高，灵敏、准确、精细、快速、简便的现代仪器分析方法逐渐取代了传统的分析方法。本课程以分析方法为系统，涉及现代仪器分析中可运用于环境监测的分析仪器，引见了

2、这些分析仪器的任务原理、根本构成、分析方法、操作程序及其在环境监测中的运用。三、课程性质与教学目的是环境工程专业的选修课程。开设本课程的目的是，经过系统的实际和实验教学，使学生在已学过化学分析、物理化学等课程的根底上，学习和掌握现代环境监测仪器分析方法的根本实际、各类仪器分析的根本原理、仪器构造和定性定量分析方法，培育学生运用各类仪器分析方法处理对无机、有机化合物进展分析的才干。经过本课程的学习，使学生不但具有仪器分析的根底实际，并且具有操作仪器和进展环境监测分析根本才干。四、教学内容及要求 第一章 气相色谱法在环境分析中的运用 目的与要求掌握气相色谱法的根本原理、流程及相关的根本概念。了解塔

3、板实际、速率实际。掌握气相色谱仪的根本构成和任务原理。掌握气相色谱分析法定性、定量分析方法。掌握气相色谱最正确实验条件选择的原那么、方法。了解气相色谱法在在有机污染监测上的运用。教学内容第一节 色谱法简介主要内容：色谱法分类；色谱法的特点；色谱流程；色谱图及根本概 念；根本概念和知识点：色谱图；色谱峰；基线；规范偏向；半峰宽W/；峰底宽度W；保管值；分配系数K；分配比k。问题与运用才干要求：了解常见色谱法分类和色谱法的特点；掌握色谱分析的流程；掌握色谱法相关的根本概念。第二节 色谱法根本实际主要内容：塔板实际；速率实际。根本概念和知识点：塔板实际；速率实际；分配系数和分配比；分别度。问题与运用

4、才干要求：了解色谱法的根本实际塔板实际、速率实际。第三节 气相色谱仪主要内容：气路系统；进样系统；分别系统；检测系统；数据处置和控制系统。根本概念和知识点：气相色谱流程；气路系统-气源、气体纯度、流量控制、电子气路控制；进样系统-进样器、技术参数；分别系统色谱柱、固定液；检测系统检测器分类、检测器的性能目的、常用检测器的性能；数据处置和控制系统数字积分仪、色谱任务站、化学任务站。问题与运用：才干要求：掌握气相色谱仪的构成；掌握气相色谱仪各组成部分根本的任务原理、性能目的及其作用。第四节 气相色谱最正确实验条件的选择主要内容：气相色谱柱的优选；色谱柱的柱长和内径选择；柱温的选 择；载气流速的选择

5、；进样方式、进样时间及进样量的选择；气化温度的选择；检测器的选择。根本概念和知识点：优选色谱柱的原那么；色谱柱应具备的性能；优选固定液的原理；柱温范围、程序升温、柱温选择；手动进样和自动进样器；常用检测器任务原理及性能。问题与运用：才干要求：掌握气相色谱最正确实验条件选择的原那么、 方法。第五节 气相色谱法定性、定量分析方法. 主要内容：定性分析；定量分析。. 根本概念和知识点： 利用规范样品直接对照定性、利用相对保管值定性、用知物添加峰高法定性、利用文献值对照定性、利用双柱或多柱定性；绝对校正因子、相对校正因子、相对呼应值、呼应信号；外标法、内标法、归一化法。. 问题与运用：才干要求：掌握气

6、相色谱法定性、定量的分析方法。第六节 联用技术. 主要内容： 色谱联用技术的产生；色谱联用接口；常用色谱联用技术；质谱简介。. 根本概念和知识点：质谱仪器真空系统、进样系统、离子源、质量分析器、计算机控制与数据处置系统；质谱谱图解析。. 问题与运用：才干要求：了解质谱仪器的根本构成和各部分根本任务原理、功能；掌握质谱谱图解析的普通程序。第七节 气相色谱法在在有机污染监测的运用. 主要内容：气相色谱法在水、大气、固渣有机物分析监测上的运用. 根本概念和知识点： 气相色谱法测定的工程；微量有机物的分别富集方法。. 问题与运用：才干要求：了解气相色谱法在水、大气、固渣有机物分析上的测定工程及其根本的

7、测定原理、方法。实际环节与课后练习. 实验：实验一：顶空气相色谱法监测废水中的苯系物. 思索题和习题：色谱法有哪些类型？其分别的根本原理是什么？气相色谱仪由哪几部分组成？气相色谱最正确实验条件应该如何选择？目前我国水中有机污染监测，用色谱法测定的主要工程有哪些？教学方法与手段本章主要以教师讲授为主，交叉实验教学内容。 第二章 高效液相色谱一目的与要求 . 掌握高效液相色谱法相关的根本实际。 . 掌握高效液相色谱仪的根本构成和任务原理。 . 了解高效液相色谱法在有机污染监测中的运用。 二教学内容 第一节 高效液相色谱法的根本实际 . 主要内容：涡流分散项He；纵向分散项Hd；传质阻力项。 . 根

8、本概念和知识点：涡流分散项He；纵向分散项Hd；传质阻力项固定相传质阻力项Hs、流动的流动相中的传质阻力项Hm、滞留的流动项中的传质阻力项Hsm。 . 问题与运用才干要求：掌握高效液相色谱法的一些根本实际。 第二节 高效液相色谱仪 . 主要内容：高压输液系统；进样系统；色谱柱；监测系统；附属系统。 . 根本概念和知识点：高压输液泵；直接注射进样、停流进样、高压六通阀进样；色谱柱；紫外-可见光吸收光度检测器、示差折光检测器、荧光检测器、二极管阵列检测器。 . 问题与运用才干要求：掌握高效液相色谱仪的根本构成及任务过程；掌握各部件的根本组成、任务原理和性能。 第三节 高效液相色谱法的各种方式 .

9、主要内容：液-固色谱法；液-液色谱法；反相高效液相色谱；正相高效液相色谱；离子交换色谱；离子色谱；离子对色谱；体积排阻色谱；疏水作用色谱；胶束液相色谱。 . 根本概念和知识点：以上各类高效液相色谱的任务原理和特点。 . 问题与运用才干要求：了解各类高效液相色谱的任务原理和特点；重点掌握反相高效液相色谱的任务原理和特点。 第四节 高效液相色谱在有机污染监测的运用 . 主要内容：高效液相色谱法测定的工程。 . 根本概念和知识点：高效液相色谱法测定的工程难挥发性有机物的分析。 . 问题与运用才干要求：了解高效液色谱法在有机物分析上的测定工程及其根本的测定原理、方法。三实际环节与课后练习. 实验：实验

10、二：水和废水中邻苯二甲酸酯的测定高效液相色谱法. 思索题和习题：高效液相色谱仪由哪几部分组成？它与气相色谱仪有何异同点？高效液相色谱法适宜于哪些监测工程的分析测定？四教学方法与手段本章主要以教师讲授为主，交叉实验教学内容。 第三章 原子吸收光谱法 一目的与要求 . 掌握原子吸收分光光度法的根本原理。. 掌握原子吸收分光光度计的根本组成及各部分的作用。. 掌握原子吸收光谱法的干扰及其抑制方法。. 掌握原子吸收的定量分析方法。. 了解原子吸收分光光度法在环境监测中的运用。 二教学内容 第一节 原子吸收光谱法原理及仪器的性能与构造主要内容：原子吸收的根本原理；原子吸收分光光度计的性能与构造。 根本概

11、念和知识点：原子吸收光谱的产生；原子吸收光谱的波长和吸 收线的数目、轮廓和谱线变宽、积分吸收与峰值吸收；原子吸收分光光度计光源空心阴极灯、原子化系统火焰原子化器、无火焰原子化器、氢化物原子化器、光学系统、信号检测和数据读出系统。 . 问题与运用才干要求：掌握原子吸收光谱法的根本原理；掌握原 子吸收分光光度计的根本构成和任务原理；掌握各部件的作用和性能。 第二节 原子吸收光谱分析技术及条件选择主要内容：火焰原子化分析技术；石墨炉原子化分析技术；氢化物和冷蒸气原子化分析技术；原子吸收测定条件的选择。根本概念和知识点：火焰原子化过程；空气-乙炔火焰、氧化亚氮-乙炔火焰；石墨炉原子化原理；石墨炉原子化

12、过程-枯燥、灰化、原子化、净化；氢化物、冷蒸气原子化法的原理和适用范围；分析波长的选择、狭缝宽度的选择、空心阴极灯的选择、原子化条件从选择。问题与运用才干要求：掌握不同原子化法的根本原理和原子化过程；掌握原子吸收测定条件选择的原那么、方法。第三节 原子吸收光谱法定量方法主要内容：灵敏度、特征浓度、检出限、精细度和准确度；定量分析方法。根本概念和知识点：灵敏度、特征浓度、检出限、精细度和准确度；规范曲线法、规范参与法、内标法。问题与运用才干要求：掌握定量分析时所涉及的一些根本术语；掌握原子吸收定量分析方法。 第四节 原子吸收光谱分析中的干扰及消除主要内容：光谱干扰及消除方法；物理干扰与消除；化学

13、干扰与消除；电离干扰与消除。根本概念和知识点：多重线干扰、谱线重叠干扰、非吸收线干扰、背景吸收干扰；背景吸收的消除和背景校正技术。问题与运用才干要求：掌握原子吸收干扰和消除方法。第五节 原子吸收光谱法在环境监测中的运用主要内容：原子吸收光谱法在金属离子分析检测上的运用。根本概念和知识点： 原子吸收光谱法测定的金属离子种类及其预处置方法。问题与运用才干要求：了解高原子吸收光谱法在金属离子分析上的测定工程及其根本的测定原理、方法。三实际环节与课后练习. 实验：实验三：火焰原子吸收法测定底质中的铜、铅、锌、镉. 思索题和习题：原子吸收分析技术有几种定量方法？各适用于什么样品？原子吸收分光光度法测定有

14、哪些干扰要素？如何消除？四教学方法与手段本章主要以教师讲授为主，交叉实验教学内容。第四章 荧光分析法 一目的与要求 . 掌握荧光分析法的根本原理。 . 掌握荧光分光光度计的根本构成、任务原理和测定程序。 . 掌握荧光分析测定条件的选择。 . 了解荧光分析法在环境监测中的运用。 二教学内容 第一节 荧光分析方法的根本原理及荧光光度分析仪器 . 主要内容：荧光分析法根本原理；荧光光度分析仪器。 . 根本概念和知识点：荧光景象物理过程；荧光分析法特点；荧光分光光度计激发光源、波长选择器件、样品室及样品池、检测器。 . 问题与运用才干要求：掌握荧光分析法的根本原理；掌握荧光分光光度计的根本构造和任务原

15、理。 第二节 . 主要内容：荧光丈量技术；背景信号；荧光定量分析的各种条件。 . 根本概念和知识点：同步扫描、三维光谱、荧光偏振及各向异性丈量；背景信号的常见来源；定量分析条件溶剂、试剂、pH值、温度、荧光物质的稳定性、共存物质的影响。.问题与运用才干要求：了解荧光丈量技术和背景信号的来源；掌握荧光定量分析测定条件的选择。 第三节 荧光分析法在环境监测中的运用 . 主要内容：荧光分析法在环境监测中的运用. 根本概念和知识点：荧光分析法测定的环境污染物工程及其根本原理、方法。. 问题与运用才干要求：了解荧光分析法在环境监测中的运用。 三实际环节与课后练习 . 实验： 实验四：茶叶中痕量砷的测定荧

16、光法 . 思索题和习题： 荧光分析法的根本原理是什么？如何确定荧光定量分析条件？ 四教学方法与手段本章主要以教师讲授为主，交叉实验教学内容。第五章 电化学分析法 一目的与要求 . 掌握电化学分析的根本原理。 . 掌握溶液pH的测定原理、方法和酸度计的运用。 . 掌握离子选择电极的分类。 . 掌握普通离子选择性电极的膜电位和选择性系数含义和测定离子浓度的方法。 . 掌握极谱分析的根本原理和安装；掌握极谱定性、定量分析的原理。 . 了解电化学分析法在环境监测中的运用。 二教学内容 第一节 电位分析法 . 主要内容：电位分析法概论；电位法测定溶液的pH值； . 根本概念和知识点：电化学分析方法分类；

17、电位分析法；直接电位法、电位滴定法；电位法测定溶液pH值；玻璃电极、饱和甘汞电极、pH计。 . 问题与运用才干要求：掌握电化学分析的根本原理；了解玻璃电极的构造、膜电位；掌握溶液pH的测定原理和方法。 第二节 离子选择电极. 主要内容：离子选择电极概述；离子选择电极的选择性；几种离子选择电极；测定方法。 . 根本概念和知识点：离子选择电极的分类及其呼应机理；电极选择系数；晶体膜电极、非晶体膜电极、气敏电极、酶电极。测定离子活浓度的方法：丈量仪器，浓度与活度，总离子强度调理剂，规范曲线法，规范参与法。 . 问题与运用才干要求：掌握离子选择电极的分类及其呼应机理；了解各类电极的根本构造运用。第三节

18、 极谱分析法. 主要内容：极谱分析的根本原理；极谱定量分析根底；极谱定性分析原理。. 根本概念和知识点：极谱分析根本安装、极谱波的构成、滴汞电极；分散电流方程式、影响分散电流的要素、干扰电流及消除；半波电位。. 问题与运用才干要求：掌握极谱分析的根本原理和安装；掌握极谱定量、定性分析的原理。第四节 电化学在环境监测中的运用. 主要内容：电化学在环境监测中的运用. 根本概念和知识点：环境水质中阳离子、阴离子监测；环境中有机物监测；环境中的无机气体监测。. 问题与运用才干要求：了解电化学在环境监测中的运用。 三实际环节与课后练习 . 实验： 实验五 电位滴定法延续测定天然水中的pH、CO-、HCO

19、-、Ca+和Mg+ 实验六 离子电极规范参与法测定废水中的氟离子 . 思索题和习题： 离子选择电极法测定的根本原理是什么？ 极谱分析法的测定原理和根本安装是什么？其干扰要素有哪些，如何消除？四教学方法与手段本章主要以教师讲授为主，交叉实验教学内容。 第六章 电感耦合等离子体原子发射光谱法 一目的与要求 . 掌握ICP的任务原理。 . 掌握ICP-AES仪器安装机构及普通分析步骤。 . 掌握ICP-AES定量分析的方法。 . 了解ICP-AES法在环境监测中的运用。 二教学内容 第一节 ICP的任务原理及ICP-AES仪器安装 . 主要内容：ICP任务原理；ICP-AES仪器安装；ICP-AES

20、仪器分析性能。 . 根本概念和知识点：ICP的环状构造及其构成缘由；ICP-分析仪器的典型构造；ICP-AES普通分析步骤。 . 问题与运用才干要求：掌握ICP任务原理；掌握ICP-AES分析仪器的典型构造及普通分析步骤。 第二节 ICP-AES定量分析 . 主要内容：ICP-AES定量根底；定量分析方法；ICP-AES的干扰效应。 . 根本概念和知识点：ICP炬中气态分析物的物质的量与待测物分析浓度的关系、谱线强度与被测物分析浓度的关系；谱线强度的丈量、影响谱线强度的要素； 分析规范曲线法、规范参与法；光谱干扰、非光谱干扰。 . 问题与运用才干要求：掌握ICP-AES定量分析的方法；掌握CP

21、-AES的干扰效应及其消除方法。 第三节 ICP-AES法在环境监测中的运用 . 主要内容：ICP-AES法在环境监测中的运用 . 根本概念和知识点：多元素的同时测定。 . 问题与运用才干要求：了解环境监测中，运用ICP-AES法同时对多元素测定的根本原理、方法。三实际环节与课后练习 . 实验：实验七 ICPAES法同时测定废水中Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn . 思索题和习题： ICP-AES定量分析的根底和方法是什么？如何消除其测定时的干扰效应？四教学方法与手段本章主要以教师讲授为主，交叉实验教学内容。 第七章 紫外-可见分光光度法 一目的与要求.无机化合物的紫外-可见吸收光谱。. 掌

22、握分光光度计的根本组成及主要性能和测定方法。.了解紫外-可见分光光度法在环境监测中的运用。 二教学内容 第一节 紫外-可见吸收光谱. 主要内容：分子吸收光谱的构成；根本概念；紫外-可见吸收光谱的产生；无机化合物的紫外-可见吸收光谱。. 根本概念和知识点：生色团、助色团、红移与紫移；无机化合物的吸收光谱：d-d配位场跃迁，电荷转移跃迁，金属离子影响下的配*位体跃迁。. 问题与运用才干要求：了解紫外-可见吸收光谱相关的根本概念；掌握无机化合物的紫外-可见吸收光谱。第二节 紫外-可见分光光度计. 主要内容：主要组成部分；紫外-可见分光光度计的类型；校正分光光度计。. 根本概念和知识点：光源、单色器、吸收池、检测器、数据处置系统；单光束分光光度计、双光束分光光度计、双波长分光光度计。. 问题与运用才干要求：掌