完整版《环境监测》教学大纲.docx
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完整版《环境监测》教学大纲
《环境监测》教学大纲
[适用于环境科学专业]
第一部分 说明
一、本课程的目的和任务
环境监测是高等学校环境科学、环境工程等专业本科生必修的一门专业技术基础课，通过环境监测能及时、准确、全面的反映环境质量现状及发展趋势，为环境规划、环境评价、环境治理和环境科学研究提供可靠的依据。
振兴东北老工业基地，环境保护要先行，环境监测课程对环境科学、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。
环境监测的教学目的是为学生今后独立分析、设计、解决环境监测问题，进行环境保护工作和环境科学研究打下良好的基础。
环境监测强调理论联系实际，通过该课程的学习，学生可以掌握环境监测的基本概念和特点；掌握环境中水、大气、土壤、固体废弃物的布点采样方法、预处理技术及重要监测指标的分析技术；掌握制订监测方案的方法；掌握监测过程质量保证的内容和方法；了解环境监测新方法、新技术及其发展趋势；了解环境自动监测、生物监测、遥感遥测等最新环境监测技术与发展前沿。
通过学习环境监测，培养学生解决环境实际问题的能力，培养从事本专业科学研究的能力，同时培养良好的科学作风，为该课程在环境影响评价、环境工程，特别在水污染控制工程、大气污染控制工程和噪声污染控制工程中的应用打下基础。
二、教学内容和课程体系
1、环境监测对象和目的。
这部分内容，是对“环境监测”这门学科的内容进行全面的概括，包括该课程的性质、特点、学习方法及与其它学科的关系，环境监测的概念，环境监测的目的和分类，环境标准的概念及分类、制订原则。
2、环境监测质量保证。
这部分内容，主要包括实验室质量控制、标准分析方法、环境标准物质、监测数据的统计处理和结果的表述方法，为以后各环境要素的监测过程质量保证做好铺垫和准备。
3、各环境要素的监测。
这部分内容，是本课程的重点内容，共包含七章，水和废水监测、空气和废气监测、固体废物监测、土壤质量监测、环境污染生物监测、噪声监测、环境中放射性污染监测。
制订环境监测方案：
布点、采样、样品运输、污染物测定、数据处理和应用。
4、自动监测技术与简易监测技术。
这部分内容包括一章，空气污染、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；遥感监测技术和简易监测技术在现代环境监测、评价中的应用与作用，突发性环境污染事故的应急监测。
三、与教学计划中前后课程的关系
环境监测前接分析化学、仪器分析课程，后续课程为自我设计课环境监测实践，并为水污染控制工程、大气污染控制工程、噪声污染控制工程、环境影响评价课程提供可靠的依据，为毕业论文工作打下坚实的基础。
四、教学方法
教学方法是为了达成一定的教学目标，教师组织和引导学生进行专门内容的学习活动所采取的方式、手段和程序的总和。
教学方法的科学运用，是教学得以顺利进行、教学效果得以实现的重要条件。
在“环境监测”的教学中，我们根据教育学中关于教学方法的一般原理，结合“环境监测”的课程特点，灵活使用了多种教学方法。
1、启发式教学方法。
根据“环境监测”课的特点，理论课以课堂讲授为主，为使学生对课程内容有系统和全面的认识，加深对课程重点知识的认识并牢固掌握其内容，引导学生树立正确的学习方法和思维方式以便解决对课程难点的理解问题。
2、探索式教学方法。
根据“环境监测”课中不同环境要素的内容，在深入分析内容的基础上，提出问题，然后经过学生的思索，查阅相关资料提出答案。
教师引导学生对问题的答案进行分析，经过师生的共同探索，得出比较正确的答案。
3、学导式教学方法。
根据大学生具备自学能力，本门课程内容中的一部分有可能通过自学掌握的特点，采取了教师提出学习提纲、给出查阅资料范围、学生通过自学查阅资料、教师给出参考问题供学生消化这样一个环环相扣的方法，调动学生的学习积极性。
4、范例式教学方法。
在课堂上通过讲解精选的实例，使学生掌握一般的、有普遍意义的内容。
5、多媒体教学方法。
充分利用现代化教学手段，全程使用多媒体教学，对于《环境监测》这样一门多学科交叉、环境介质、污染物、监测方法三大块内容纵横交错，监测方法机理复杂、流程多而且比较难懂，基础性强、时代感强、实践性强的课程，仅停留于传统的教学手段，会感到时间紧、效果差，更不要说达到理想的教学效果了。
随着多种先进技术提供的可能性，利用信息技术提供的大量共享资源，我们充分运用现代教育技术，与传统的教学手段有机地结合，使课堂信息量和教学效果双增。
6、开放式教学方法。
贯彻现代教育理念，以开放的教学方式，强调学生参与，培养复合型人才。
学生参与科学研究，利用网络参与主动学习，学生大量查阅文献，独立设计环境监测方案，讨论后具体实施，在参与中培养学生发现问题、解决问题的能力。
科研成果在教学内容中得到较好体现，使课程内容保持鲜活生命力。
7、关联式教学方法。
“环境监测”这门课程，涉及到许多其他学科的知识，如分析化学、仪器分析、物理化学、环境学概论等等。
这就要求教师对其他学科的知识有所了解，在讲课时，从各门课程知识相互关联的角度，根据不同的内容有选择地运用其他学科的知识分析问题。
8、实践式教学方法。
“环境监测”强调理论联系实际。
在开设理论课的同时，同步安排实验课教学，培养学生的动手能力，加深和拓宽对理论内容的理解，而且可以培养学生的解决实际问题能力、设计能力和创新能力。
在后续自我设计课里适当安排教师指导下的参观实践、环境现场考察等多种形式的实践学习活动，充分体现环境监测课程的理论与实际紧密联系的特点。
五、教学内容组织安排
1、在课程内容的安排上，着力体现本门课程在培养人才中的作用。
“环境监测”作为环境科学专业实践性很强的一门学位课，培养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。
据此，我们在内容的安排上，一方面重视环境监测中的基础知识、基本原理、基本方法，另一方面，加大力度培养学生运用理论分析、解决实际问题的能力，应用国家标准制订监测方案的能力。
2、理论联系实际，融知识传授、能力培养、素质教育于一体。
我们在教学内容的组织安排上，体现了理论讲授和实验教学相结合的方法，体现了理论联系实际的教学理念。
知识传授、能力培养、素质教育是密切联系在一起的。
知识传授是基础，是第一个层面的要求；能力培养、素质教育是目的，是第二个层面的要求。
这两个层面同意于理论联系实际之中，融知识传授、能力培养、素质教育于一体。
第一，在课堂教学中，运用环境监测的实际问题说明环境监测的基础知识、基本理论。
第二，在实验教学中，注意运用环境监测的基本理论解决实际问题。
3、教学和育人密切结合。
4、体现环境监测的前沿性。
在环境监测课程中充满了“最新”的内容：
环境监测的信息化、网络化概念；新出现环境问题的监测；最新的监测技术和监测方法等。
六、实践教学
在教学设计上，体现实践教学的理念。
“环境监测”的理论课要包含实践性教学；理论课教学中要有实践意识；课程的培养目标要体现实践能力的培养；考核系统要体现出对学生实践能力的要求；对实践性教学要和理论教学一样，严格要求，严格检查。
课内实验教学，另列实验教学大纲。
在实验过程中注意培养学生的创新思维、创新意识、创新精神，提高学生的动手能力。
根据环境保护的需要和学生的实际，不断改进实验教学的方法和要求，追求实验教学的成效性。
教学中注重培养学生的参与意识，鼓励学生适当参加教师的部分科研工作、或进行一些综合性环境问题的专题调查。
七、课程教学的基本要求
环境监测教学共126学时，其中理论课66学时，实验课60学时。
理论课具体学时分配如下：
第一章 绪论（4学时）
第二章 水和废水监测（20学时）
第三章 空气和废气监测（18学时）
第四章 固体废物监测（2学时）
第五章 土壤质量监测（2学时）
第六章 环境污染生物监测（2学时）
第七章 环境噪声监测（4学时）
第八章 环境放射性监测（2学时）
第九章 环境监测质量保证（9学时）
第十章 自动监测与简易监测技术（3学时）
理论课闭卷考试，学生成绩包括平时成绩和期末考试成绩，平时成绩占20%，期末考试成绩占80%。
实验课成绩评定详见实验课教学大纲。
八、教材编选原则及参考资料
1、教材选编原则
选择教育部组编教材或权威的面向21世纪教材。
根据我校学生实际和社会发展的实际，对教材中的部分内容进行充实和改革。
根据课程特点，部分内容选用国家标准方法作为参考资料。
2、使用教材
奚旦立、孙裕生、刘秀英合编，环境监测（第三版），高等教育出版社，北京，2004
3、参考资料
[1]中国环境监测总站，环境水质监测质量保证手册，化学工业出版社，2000
[2]关伯仁主编，环境科学基础教程，中国环境科学出版社，1998
[3]蒋展鹏，环境工程监测，北京，清华大学出版社，1990
[4]黄秀莲，环境分析与监测，北京，高等教育出版社，1989
[5]国家环保局《水和废水监测分析方法》编委会编，水和废水监测分析方法，第三版，中国环境科学出版社，1989
[6]水和废水监测分析方法指南编委会编，水和废水监测分析方法指南，中国环境科学出版社，1997
[7]吴邦灿编，环境监测管理，中国环境科学出版社，1990
[8]国家环保局《空气和废气监测分析方法》编写组编，空气和废气监测分析方法，北京：
中国环境科学出版社，1990
[9]相关国家标准
第二部分讲授大纲
第一章 绪论
教学目的和要求
1、了解环境监测国内外的发展状况
2、理解本课程的性质、特点及与其它学科的关系
3、掌握环境监测目的、分类、特点、技术及主要环境标准
4、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
教学重点
1、环境监测定义
2、环境监测分类
3、环境优先监测及优先监测污染物
4、环境标准的定义，重点讲述环境质量标准和污染物控制标准
5、环境标准的分类
6、制定环境标准的原则
教学难点
1、优先监测污染物
2、制定环境标准的原则
考核知识点
1、环境监测定义
2、按监测目的对环境监测进行分类
3、环境优先监测及优先监测污染物
4、环境标准的定义，重点是环境质量标准和污染物控制标准
5、环境标准的分类
6、制定环境标准的原则
思考题
1、简述环境监测的分类。
2、环境监测和环境分析有何区别？
3、我国目前环境监测分析方法分哪几类?
4、试分析我国环保标准体系的特点。
5、为什么要分别制定环境质量标准和排放标准？
6、制订环保标准的原则是什么？
是否标准越严越好？
7、环境监测的目的是什么？
8、简述环境监测的发展趋势。
9、简述优先污染物筛选的原则。
第一节环境监测的目的和分类
本节要求：
通过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进行的分类；
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。
一、环境监测的目的
1、定义
2、环境监测与环境分析的区别与联系
3、环境监测过程
4、环境监测目的
二、环境监测的分类
1、按监测目的分类
研究性监测；监视性监测；事故性监测
2、按监测对象分类
大气污染监测；水质污染监测；土壤污染监测；固体废弃物监测；生物、生态监测；物理污染监测
第二节环境监测特点和监测技术概述
本节要求：
通过本节的学习，学生了解环境监测国内外的发展状况；了解环境监测的特点；掌握优先监测原则和优先监测污染物；
一、环境监测的发展
1、被动监测（污染监测阶段）
2、主动监测（目的监测）
3、自动监测（污染防治监测阶段）
二、环境污染和环境监测的特点
1、环境污染的特点
时间分布性、空间分布性、环境污染与污染物含量（或污染因素强度）的关系、污染因素的综合效应、环境污染的社会评价
2、环境监测的特点
综合性、连续性、追踪性
三、监测技术概述
1、化学、物理技术
2、生物技术
3、监测技术的发展
四、环境优先污染物和优先监测
1、优先监测原则
2、优先监测的污染物
第三节环境标准
通过本节的学习，学生学习环境标准的定义，掌握我国环境保护标准的分类方法，掌握制订环境标准的原则，了解各环境要素的标准。
一、什么是环境标准？
二、我国环境标准的分类
1、三级：
国家级、地方级、行业级
2、六类环保标准：
包括环境质量标准、污染物排放标准、环境基础标准、方法标准、样品标准、环保设备仪器标准
三、制订环境标准的原则
四、各环境要素标准
水质标准；大气标准；土壤环境质量标准；固体废物控制标准；噪声标准；辐射标准；其他国家环境保护标准；环境保护行业标准；未列入标准的物质最高允许浓度
第二章 水和废水监测
教学目的和要求
1、了解水体和水体污染的基本概念
2、了解水质监测的对象和目的
3、熟悉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，水质监测分析方法
4、掌握水质监测任务的总体构思和设计原则
5、熟练掌握地表水、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
6、掌握地表水、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
7、理解水样的预处理在水质测定中的作用和意义
8、掌握水样的预处理方法
9、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
10、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
11、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
12、熟练掌握水体有机污染物的测定：
化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、总有机碳（TOC）、总需氧量（TOD）、挥发酚类、矿物油
13、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
14、了解活性污泥性质的测定方法
教学重点
1、地表水监测方案的制订
2、地表水的采集方法和采样器
3、水样的湿法消解
4、水样的类型：
瞬时水样、混合水样和综合水样
5、水样的冷藏或冷冻法、加入化学试剂的保存方法
6、水样物理性质的检验：
颜色、臭阈值、浊度和透明度
7、含汞水样预处理、冷原子吸收法、冷原子荧光法、双硫腙分光光度法测定水样中的汞
8、含铬水样预处理、六价铬的测定原理、总铬的测定原理
9、酸度和碱度的定义及测定计算
10、溶解氧：
水样的采集、保存、测定原理、结果表达
11、含氮化合物水样保存、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、总氮的测定原理
12、水样中硫化物的采样及测定
13、COD：
测定水样CODMn和CODCr的采样、保存、测定方法原理、结果计算与表达、操作注意事项
14、BOD：
BOD5的测定原理及计算
15、总有机碳（TOC）的测定原理
16、挥发酚：
水样预处理、测定原理、结果计算
17、活性污泥性质的测定方法
教学难点
1、水体中汞、砷的测定
2、水体的碱度组成及计算
3、化学需氧量（CODMn）的测定结果计算
4、生化需氧量（BOD）的稀释接种法测定
5、总有机碳（TOC）的测定方法
考核知识点
1、地表水监测方案的制订，特别是三断面法的原理和应用
2、地表水的采集方法和采样器
3、水样的类型：
瞬时水样、混合水样和综合水样
4、水样的消解
5、水样的保存
6、水样颜色的检验
7、臭阈值
8、浊度和透明度
9、含汞水样预处理、冷原子吸收法、冷原子荧光法、双硫腙分光光度法测定水样中的汞
10、含铬水样预处理、六价铬的测定原理、总铬的测定
11、酸度和碱度
12、溶解氧：
水样的采集、保存、测定原理、结果表达
13、含氮化合物水样、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、总氮的测定原理
14、水样中硫化物的采样及测定
15、COD：
测定水样CODMn和CODCr的采样、保存、测定方法原理、结果计算与表达、操作注意事项
16、BOD：
BOD5的测定原理及计算
17、TOC：
国标法测定TOC的原理
18、挥发酚：
水样预处理、测定原理、结果计算
19、活性污泥性质的测定
思考题
1、名词解释：
碱度、酸度、臭阈值、化学需氧量、高锰酸盐指数、生化需氧量
2、工业废水的采样频率如何确定？
3、保存水样的基本要求和基本措施。
4、简述碘量法测定水中溶解氧的原理和步骤。
5、简述碘量法测定水中硫化物的原理。
6、简述膜电极法测定水中溶解氧的原理。
7、试述酸性法测定高锰酸盐指数的原理。
8、简述重铬酸钾法测定CODCr的原理，并写出化学反应方程式。
9、写出经稀释后培养的水样BOD5的计算公式，并解释各个符号的含义。
10、测定BOD5的溶液应满足什么条件，才能获得可靠的测定结果？
11、简述我国标准分析方法—非分散红外线吸收法中差减法测定总有机碳的原理。
12、简述我国标准分析方法—非分散红外线吸收法中直接法测定总有机碳的原理，测定结果是全部有机碳吗？
13、简述水样消解的作用。
14、简述冷原子吸收法测定水中汞的流程。
15、如何测定活性污泥体积指数?
16、分光光度法测定水中六价铬和总铬的原理各是什么？
17、测定总铬时，加入高锰酸钾的作用是什么？
加入亚硝酸钠和尿素是为什么？
18、简述含酚废水测定时去除硫化物的方法，操作时的注意事项。
19、地表水监测中有三类监测断面，对它们各有什么要求？
20、测定水样中六价铬与总铬的水样保存方法有什么不同？
为什么？
21、用重铬酸钾法测定水样COD时，氯化物何以能干扰测定？
此干扰应如何消除？
第一节概述
本节主要内容：
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。
一、水质监测的目的
二、水质污染监测项目
根据物理性质和化学性质决定测定项目
三、水质监测分析方法
国家标准分析方法、统一分析方法、等效方法等。
主要是化学分析和仪器分析方法。
四、水域功能区
依据地表水水域使用目的和保护目标将其划分为五类；不同功能水域执行不同标准值。
第二节水质监测方案的制订
本节主要内容：
介绍水质监测任务的总体构思和设计原则，按照不同水体分类的水质监测方案的制订原则，要求熟练掌握地表水、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节的的重点和难点内容。
一、地表水水质监测方案的制订
1、基础资料的收集
2、监测断面和采样点的设置
监测断面的设置原则；河流监测断面的设置；湖泊、水库监测断面的设置；采样点位的确定
3、采样时间和采样频率的确定
较大水系干流和中、小河流；潮汐河流；排污渠；设有专门监测站的湖、库；背景断面。
4、采样及监测技术的选择
要根据监测对象的性质、含量范围及测定要求等因素选择适宜的采样、监测方法和技术。
二、地下水质监测方案的制订
1、调查研究和收集资料
2、采样点的设置
背景值监测点的设置；监测井（点）的布设；采样时间和采样频率的确定
三、水污染源监测方案的制订
1、采样点的设置
（1）、工业废水
（2）、生活污水和医院污水
2、采样时间和频率
第三节 水样的采集和保存
本节要求：
掌握地表水、废水、底质等水样的采集和采样器使用及水流量测量方法原理；掌握水样的运输和保存原理与方法；
要求熟练掌握的重点内容：
地表水的采集方法和采样器；水样的类型；水样的冷藏或冷冻法和加入化学试剂的保存方法。
在实际采样测定过程中，要严格按照国家有关标准进行，在这里做总体性的概述。
一、地表水样的采集
1、采样设备
表层采样器；密封浸入式装置；开管或圆筒装置；抽吸装置；自动采样装置。
2、水样的类型
瞬时水样；混合水样；综合水样。
3、采样方法
表层水样的采集；深层水的采集。
二、废水样品的采集
1、采样方法
浅水采样；深层水采样；自动采样
2、废水样类型
瞬时废水样；平均废水样（平均混合水样；平均比例混合水样）
三、地下水样的采集
自来水或抽水设备中的水。
四、底质样品的采集
底质监测断面的设置原则；
采样频率；
采样装置。
五、流量的测量
1、容量测量法
2、流速仪法
3、浮标法
4、堰板法
六、水样的运输和保存
1、水样的运输
水样的运输时间和最长贮放时间
2、水样保存的基本要求
3、水样保存措施
对于每个水样，我们可以根据其化学性质、水样组成等采取相应的保存措施，也可查阅相关资料。
第四节水样的预处理
本节要求：
理解水样的预处理在水质测定中的作用和意义；
掌握水样的预处理方法，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。
一、水样的消解
消解的目的
1、湿式消解法
2、干灰化法（高温分解法）
二、富集和分离
1、挥发和蒸发浓缩
挥发分离法；蒸发浓缩法；
2、蒸馏法
3、溶剂萃取法
4、活性炭吸附
5、离子交换法
6、共沉淀法
利用沉淀表面吸附现象进行共沉淀；利用形成混晶进行共沉淀。
7、冷冻浓缩法
第五节物理性质的测定
本节要求：
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。
一、水温
表层水温；深水温度。
二、颜色
1、铂钴比色法
铂钴标准；标准色度单位定义；
2、稀释倍数法
3、分光光度法
三、臭
1、定性描述法：
臭强度等级的划分；
2、臭阈值法：
臭阈值及检验操作要点；
四、残渣
1、总残渣：
定义及计算方法；
2、过滤性残渣：
定义及计算方法；
3、非过滤性残渣：
定义及计算方法；
五、电导率
复习电导率的概念及应用
六、浊度
1、分光光度法
测定原理及测定要点
2、目视比浊法
方法原理及测定要点
3、浊度计
浊度计的使用方法
七、透明度
1、铅字法：
操作方法；
2、十字法：
操作方法；
3、塞氏盘法：
操作方法；
八、矿化度
重量法测定原理
九、氧化还原电位
水体的氧化还原电位必须在现场测定。
第六节金属化合物的测定
本节要求：
本节是本章的重点之一。
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；
可过滤态金属、不可过滤态金属和金属总量的含义。
一、汞（Hg）
1、冷原子吸收分光光度法（GB7468-87）
方法原理；测定要点（水样预处理、绘制标准曲线、水样的测定）
2、冷原子荧光法
方法原理
3、高锰酸钾－过硫酸钾消解－双硫腙比色法
方法原理；测定条件控制；消除干扰；废液处理
二、镉
1、原子吸收分光光度法（螯合萃取法）（GB7475-87）
试样直接测定吸光度；试样经萃取后吸入火焰进行原子吸收分光光度测定。
2、双硫腙分光光度法（GB7471-87）
方法原理
3、示波极谱法及阳极溶出伏安法
示流极谱
升级会员 