环境监测与仪器分析课程设计方案.pdf

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1、-目录目录一、一、课程设计的目的和任务课程设计的目的和任务 2 2二、二、溶液的配制溶液的配制 3 31 1、溶液配制要求、溶液配制要求2 2、溶液配制的步骤、溶液配制的步骤三、水样的监测三、水样的监测 4 41 1、水样监测的内容水样监测的内容2 2、水样的收集水样的收集3 3、水样的测定水样的测定4.4.组数据记录与分析组数据记录与分析四、大气的收集与测定四、大气的收集与测定 6 61 1、大气监测的内容、大气监测的内容2 2、大气的收集、大气的收集3 3、大气的测定、大气的测定4.4.六组数据记录与分析六组数据记录与分析五、五、噪声的收集与测定噪声的收集与测定 8 81 1、噪声监测的内

2、容、噪声监测的内容2 2、噪声的收集、噪声的收集3 3、噪声的测定、噪声的测定4.4.六组数据记录与分析六组数据记录与分析六、六、课程设计总结与心得体会课程设计总结与心得体会 1212-一、课程设计的目的和任务一、课程设计的目的和任务1 1、设计目的、设计目的本次环境监测课程设计的目的主要是准确、及时、全面地反映环境质量现状及发展趋势，为环境管理、污染控制、环境规划等提供科学依据。使学生比较全面、系统地掌握环境监测课程中的基本内容，将书本上的理论知识转化为实际的操作，将理论联系实际，运用所学课程的知识，结合实际应用进行的一次综合分析设计能力的训练。、水：、水：掌握使用碘量法测定溶解氧的方法。通

3、过对景观水样的监测，测定水中的溶解氧，了解水样的污染情况以及它的变化趋势，判断是否适合鱼类的生长。、大气、大气：学习和掌握质量法测定大气中的可吸入颗粒物的方法以及中流量采样器基本技术和采样方法。通过对校园生活内环境空气中可吸入颗粒物进行定期或连续地监测，判断空气质量是否符合环境空气质量标准或环境规划目标的要求，为空气质量状况评价提空依据。同时为研究空气质量的变化规律和发展趋势，开展空气污染的预测预报，以及研究污染物迁移、转化情况提供基础资料。、噪声：、噪声：掌握环境噪声的监测方法，熟悉声级计的使用以及掌握对非稳态噪声监测数据的处理方法。通过对校园生活区环境噪声的监测，了解周围噪声的分布以及人群

4、的分布，研究噪声的变化趋势从而判断噪声对周围人群生活的影响。2 2、设计任务、设计任务1、学生独立完成查阅相关资料，制定具体实施方案；2、从样品的采集到样品处理及样品测定、数据分析，都由学生自己动手通过查询相应的资料文献来完成整个过程；能够对测得的数据进行综合分析并绘制相应的变化趋势图，并有学生独立来撰写课程设计报告。3、掌握并熟悉使用仪器主要包括浊度仪、pH 计、电子分析天平、电热干燥箱、滴定装-置、声级计等，包括仪器的操作方法以及注意事项。二、溶液的配制溶液的配制1 1、溶液配制要求、溶液配制要求一共有六组溶液，每一组共同配制一组对应的指标测定中所需的溶液。当配置准确浓度的溶液时，如溶解已

5、知量的某种基准物质或稀释某一已知浓度的溶液时，必须用经校准过的容量瓶，并准确地稀释至标线，然后充分混匀。配制溶液时配制溶液时一定要小心！做到有条理、准确。一定要小心！做到有条理、准确。配制前要分清楚哪些是可以事先配制，哪些是必须临时配制。并注意溶液保存的要求。配制时所用试剂的名称、数量以及有关计算，均应详细写在原纪录上，以备查对。溶质常需加热助溶，或在溶解过程中放出大量的熔解热，故应在烧杯内配制，待溶解完全并冷质的试液应贮于棕色瓶中，放暗处保存。配制时应根据各个指标的实验内容，粗略估算测定时所需的溶液体积，尽量做到不浪费、不重复配制。溶液配好后应写上标签，且应以不退色的墨水在甁签上写明试剂名称

6、、浓度、酸度和配置日期（必要时注明所用试剂的级别和溶剂的种类）。盛装易燃、易爆、有毒或盛装易燃、易爆、有毒或腐蚀性试液的试剂瓶，应使用红色边框的甁签。腐蚀性试液的试剂瓶，应使用红色边框的甁签。2 2、溶液配制的步骤、溶液配制的步骤本次实验主要采用碘量法测定溶解氧的方法，溶液配制的步骤如下：硫酸锰溶液的配制硫酸锰溶液的配制：称取 9.1gMnSO4H2O 溶于水中，稀释至 25mL 容量瓶中。此溶液加至酸化过的碘化钾溶液中，遇淀粉不得产生蓝色。碱性碘化钾溶液的配制碱性碘化钾溶液的配制：称取 25NaOH 溶于 15-20mL 去离子水中，待 NaOH 溶液冷却后，将两溶液合并混匀，用水稀释至50

7、mL。静置24h，倒出上层澄清液，贮于棕-色瓶中。用橡皮塞塞紧，避光保存。此溶液酸化后，遇淀粉不得产生蓝色。1 1：5 5 的浓硫酸的浓硫酸：先加入15ml 的水于比色皿中，在取3ml 的浓硫酸加入混匀即可。1 1淀粉溶液的配制淀粉溶液的配制：称取 0.5g 可溶性淀粉，用少量水调成糊状，用刚煮沸的水冲稀至 50mL。（5）重铬酸钾标准溶液的配制重铬酸钾标准溶液的配制：称取于 105-110在电热干燥箱中烘干 2h 并冷却的重铬酸钾 0.1226g，溶于水中，转移至 100mL 容量瓶中，用水稀释至刻线，摇匀。（6）硫代硫酸钠溶液的配制硫代硫酸钠溶液的配制：称取 0.62g 硫代硫酸钠，溶于

8、100mL 煮沸放凉的水中，加入 0.02g 碳酸钠，贮于棕色瓶中。在暗处放置，第二天标定。三、水样的监测三、水样的监测1.1.水样监测的内容水样监测的内容测定水的浊度、温度、pH 值、溶解氧（DO）等指标。（1）、测定水的浊度、温度、pH 值等指标时采用现场采样，现场测定的方式；（2）、测定水的DO 时采用在现场将水样进行适当的预处理后，再带回实验室进行测定（3）、对数据进行综合分析并进行评价。（4）、水样的浊度、温度、pH 值、溶解氧等指标的测定要求：设计 3 个采样点，每个采样点都是上、下午各安排一个组的学生进行采样，分别测定上、下午时段水样中的浊度、温度、pH 值、DO 等指标。2.2

9、.水样的收集水样的收集碘量法溶解氧的测定原理：水样中加入硫酸锰和碱性碘化钾，水中溶解氧将低价锰氧化成高价锰，生成四价锰的氢氧化物棕色沉淀。加酸后，氢氧化物沉淀溶解形成可溶性四价锰 Mn(SO4)2,Mn(SO4)2与碘离子反应释出与溶解氧量相当的游离碘，以淀粉作指示剂，用硫代硫酸钠滴定释出碘，可计算溶解氧的含量。-本组采样地点为重庆交通大学河海学院实验楼前的池塘重庆交通大学河海学院实验楼前的池塘，采样时间 20112011 年为年为 1 1 月月 5 5日日 8 8：5050，采样天气为阴天，采样天气为阴天。采集水样时，先用水样冲洗溶解氧瓶后，沿瓶壁直接注入水样至溢流出瓶容积的 1/3 至 1

10、/2 左右，且要注意不使水样曝气或有气泡残存在溶解氧瓶中。另取一个锥形瓶采取半瓶水样。采集水样后，在现场进行溶解氧的固定，用刻度吸管吸取 1mlMnSO4溶液，加入装有水样的溶解氧瓶中，加注时，应将吸管插入液面下。同时按上法，加入 2ml 碱性 KI 溶液。盖紧瓶塞，将样瓶颠倒混合数次，静置。待沉淀降至瓶内的一半时，再颠倒混合一次，待沉淀物下降至瓶底。3.3.水样的测定水样的测定将现场固定的水样带回至实验室，轻轻打开瓶塞，立即用吸管插入液面下加入 2.0ml浓硫酸，小心盖紧瓶塞。颠倒混合，直至沉淀物全部溶解为止。放置暗处 5min。称取100.0ml 上述溶液于 250ml 锥形瓶中，用硫代硫

11、酸钠标准溶液滴定至溶液呈淡黄色，加入1ml 淀粉溶液。继续滴定至蓝色刚刚褪去，记录硫代硫酸钠标准溶液用量.计算公式为：CO2CV 81000,100式中CO2-水中溶解氧的浓度，mg/L;C-硫代硫酸钠标准溶液浓度 mol/L；V-硫代硫酸钠标准溶液用量，ml。用 pH 计测定原水样的 pH、用浊度仪测定水样的浊度，并测定水样的温度。硫代硫酸钠溶液的标定：由王云云等人配制而成，于250ml 碘量瓶中，加入100ml水和 1gKI，用移液管吸取 10.00ml0.025mol/L 重铬酸钾标准溶液，5ml 硫酸溶液，摇匀。置于暗处 5min，取出后用待标定的硫代硫酸钠溶液滴定至由棕色变成淡黄色时

12、，加入1ml 淀粉溶液，继续滴定至蓝色刚好褪去为止，记录用量。计算硫代硫酸钠的浓度：C 10.0.0.025V-式中：C-硫代硫酸钠的浓度，mol/LV-滴定时消耗硫代硫酸钠的体积，ml数据处理数据处理：V1=10.50ml,V2=4.8ml硫代硫酸钠的浓度C 10.0.0.02510.00.025 0.0238mol/L=10.50V1溶解氧的浓度CO2CV2810000.02384.8810009.139mol/L=1001004.4.本组数据记录与分析本组数据记录与分析第三组第三组采样时间采样时间pHpH 值值浊度浊度温度温度溶解氧浓度溶解氧浓度8：307.8910.3579.139数据

13、分析数据分析：根据地表水环境质量标准可知，监测的水样属于四类地表水，而地表水环境质量标准基本项目标准限值/（mg/L）中，PH 值在 6-9 内符合标准，监测所测定的溶解氧数据在 6-9 之间，已经符合地表水一类标准。浊度也符合要求。综上所述，该地区的地表水质量标准基本符合。四、大气的监测四、大气的监测1.1.大气监测的内容大气监测的内容大气中 PM10指标（1）、合理进行布点，采集校园大气；（2）、确定指标所需的采样时间、流量等参数；（3）、PM10的监测要求分为校内、校外 2 个监测点，每个监测点分早、中、晚三个时段进行，每个时段采样 120min，2 天 3 个时段共监测 6 个数据；（

14、4）、对数据进行综合分析，绘制 PM10的日变化浓度趋势图并进行评价。（5）、大气中 PM10指标的测定要求：分为校内、校外 2 个监测点，每个监测点分早、中、-晚三个时段进行，每个时段采样 120min，2 天 3 个时段共监测 6 个数据；因此 6 个组各负责 1 个数据。2.2.大气的收集大气的收集大气中悬浮颗粒物不仅是严重危害人体健康的主要污染物，而且也是气态、液态污染物的载体，其成分复杂，并且具有特殊的理化特性及生物活性，是大气污染监测的重要项目之一。本次大气的采样地点在重庆交通大学三号门保安室前，采样时间为 1 月 6 日 15：00-17：00，采样人为吴鹏浩和冯叶采样天气为阴天

15、。采样时，将已恒重的滤膜用小镊子取出，“毛”面向上，将其放在采样夹得纸上（网托事先用纸擦干净），放上滤膜夹，拧紧采样器顶盖，然后开机采样，安装好采样器后调节流量为 100L/min,经过 2 个小时的采样，采样后，用镊子小心取下滤膜，使采样毛面朝内对折，将折叠好的滤膜放回表面光滑的纸袋并储于盒内。取出滤膜拿到实验室呈称量。使用中流量采样器，采用称量法，即抽取一定体积的空气，通过已恒重的滤膜，空气粒径在 10 微米以下的可吸入颗粒物被阻留在滤膜上，根据采样前后滤膜质量之差，可计算可吸入颗粒物的质量浓度。滤膜经处理后，可进行组分分析。采集大气时的注意事项：（1）、由于采样器流量计上表观流量与实际流

16、量随温度、压力的不同而变化，所以采样器流量计必须校正后使用。（2）、取采样后的滤膜时应注意滤膜是否出现物理性损伤及采样过程中是否有穿孔漏气现象，若发现有损伤、穿孔漏气现象，应作废，重新取样。数据处理：可吸入颗粒物的含量（mg/m3）=w/Q*T=（m2-m1）/Q*T式中：w-采集在滤膜上的可吸入颗粒物质量，mgT-采样时间，min，Q-标准状态下的采样流量，m3/min-3.3.大气的测定大气的测定在收集完大气中的可吸入颗粒物后，将吸附有可吸入颗粒物的滤膜拿去实验室，使用电子分析天平称量m2，同时记录未使用的滤膜的质量m1=0.3043g，经称量后m m2 2=0.3737g,=0.3737

17、g,4.4.本组数据记录与分析本组数据记录与分析第三组第三组收集时间收集时间称称量量前前滤滤膜膜质质称称量量后后滤滤膜膜质质质量差质量差/g/g量量/g/g15：00-17：000.3043量量/g/g0.37370.0694PMPM1010质量浓质量浓度度 mg/mmg/m3 30.0578数据分析：数据分析：由以上的数据显示，根据大气环境功能区划依据 可知学校属于二类功能区，按要求需执行二级标准。环境空气质量标准中空气中各项污染物的浓度限值（GB3095-1996）规定，其中可吸入颗粒物的日平均浓度限值为一级标准为 0.05；二级标准为 0.15；三级标准为 0.25.结合实验数据分析可知

18、，校外的环境空气的质量标准 PM10浓度在 15：00-17：00 时间段内 0.578 mg/m0.578 mg/m3 3达标，主要是由于监测点在道路旁，来回车辆比较多，导致大气污染物较严重。综上所述，该地区的空气质量基本符合标准。五、噪声的监测五、噪声的监测1.1.噪声监测的内容噪声监测的内容在校园内设定 3 个区域：安静区（如图书馆），生活区和喧闹区（如寝室、足球场等），每个区域分测定 2 次，共 6 组数据，一个组负责一组数据。每组测量10min，隔 5s 读一个数据，然后计算各组的连续等效 A 声级（LAeq），判定校园的噪声值属于哪一类标准。（1）、选择合适的天气，合理进行布点监测

19、噪声；（2）、合理设计监测时间及读数频率；（3）、测量结果以等效声级表示，绘制学校的噪声污染图；-（4）、对数据进行综合分析并进行评价。（5）、噪声指标测定的要求：在校园内设定 3 个区域：安静区（如图书馆），生活区和喧闹区（如食堂、球场等），每个区域分测定 2 次，共 6 组数据，一个组负责一组数据。每组测量10min，隔5s 读一个数据，然后计算各组的连续等效连续等效 A A 声级（声级（L LAeqAeq），最后将 6 个组的 LAeq求平均值，判定校园的噪声值属于哪一类标准。2.2.噪声的采集噪声的采集采样时间为 2009 年 1 月 5 日 9：30，采样地点在重庆交通大学菁园四栋外

20、，天气为阴天附近主要的噪声源是来往的人群。节好的声级器放到指定地点，读数方式用“S”档，每隔 5s 钟读一个瞬时 A 声级，连续读取 100 个数据。读数的同时要判断和记录附近主要噪声来源和天气条件。采样时的注意事项：（1）、每次测量前均应仔细校准声级器。（2）、在测量中改变任何开关位置后都必须按一下复位按钮，一消除开关换挡时可能引起的干扰。（3）、读取最大值时，若出现过量程或欠量程标志，应改变量程开关的档位，重新测量。（4）、测量天气应无雨雪，为防止风噪声对仪器的影响，在户外测量时应在传声器上装上风罩，风力超过四级以上时应停止测量。传声器的护罩不能随意拆下。（5）、注意反射对测量的影响，一般

21、应使传声器远离反射面 2-3m，手持声级器尽量使身体离开话筒，传声器离地面 1.2m,距离人体至少 50cm。3 3、测定要求：、测定要求：1 1、浊度、温度、浊度、温度、pHpH 值、溶解氧等指标值、溶解氧等指标：设计 3 个采样点，每个采样点都是上、下午各安排一个组的学生进行采样，分别测定上、下午时段水样中的浊度、温度、pH 值、DO 等指标。-2 2、PMPM1010指标指标：分为校内、校外 2 个监测点，每个监测点分早、中、晚三个时段进行，每个时段采样 120min，2 天 3 个时段共监测 6 个数据；因此 6 个组各负责 1 个数据。3 3、噪声指标、噪声指标：在校园内设定 3 个

22、区域：安静区（如图书馆），生活区和喧闹区（如食堂、球场等），每个区域分测定 2 次，共 6 组数据，一个组负责一组数据。每组测量10min，隔 5s 读一个数据，然后计算各组的连续等效 A 声级（LAeq），判定校园的噪声值属于哪一类标准。4.4.噪声的测定噪声的测定数据处理：数据处理：环境噪声是随时间起伏的无规则噪声，测量结果一般用统计值或者等效声级表示，本实验用等效声级表示。将各测点的测量数据由大到小顺序排列，找出L10、L50、L90并求出等效声级Leg：本次测定符合正态分布，则Leg=L50+d2/60,其中 d=L10-L90将记录好的 100 个噪声数据输入到电脑中，经过 Exce

23、l 排序后，得出 L10=48.3 分贝，L50=46.1 分贝，L90=44.1 分贝4.4.本组数据记录与分析本组数据记录与分析第三组第三组生活区生活区采样日期为采样日期为10：30-10:40L L1010（dB)dB)L L5050（dB)dB)L L9090（dB)dB)L Legeg（dB)dB)48.346.144.146.2根据功能区划分可知学校属于 1 类声环境功能区，又根据环境噪声限值可知，监测的三个区安静区（图书馆）、生活区（寝室外）、喧闹区(运动场)基本符合要求。其中安静区（图书馆）有一值 58.15 分贝超过允许值，是由于该时间段为下课高峰期，人流量比较多，导致噪声值

24、偏高，而喧闹区(运动场)中由于学生较多，噪声值偏高是正常的。六、课程设计总结与心得体会六、课程设计总结与心得体会-1.1.设计总结设计总结（1）、水样的监测：水样的监测：通过对学校景观水样的测定，熟悉了在采样过程中所要注意的事项，以及强化了总结的动手配制溶液的能力和独立完成实验的能力。在对水样的溶解氧进行测定的时候，虽然出现了一些小小的错误，但是在同组同学的共同努力在最后还是完成了滴定工作，顺利的完成了水样的监测与分析。（2）、大气的监测：大气的监测：通过对校园生活区内大气的测定，熟悉并掌握了使用中流采样器的使用，以及在对大气进行监测的时候所需要注意的事项，在对采样器进行安装的时候应注意滤膜的

25、放置即毛面向上以及采样时注意采样器时温度和压力的变化，防止采样的精确性。（3）、噪声的监测：噪声的监测：通过对校园生活区内噪声的监测，熟悉并掌握了使用噪声声级器的使用原理及步骤，了解采样过程中噪声监测所需要的注意事项。2 2、心得体会及总结、心得体会及总结通过做实验，将书本上的理论知识转化为实际的操作，学习和掌握质量法测定大气中的可吸入颗粒物的方法以及中流量采样器基本技术和采样方法。通过对校园生活内环境空气中可吸入颗粒物进行定期或连续地监测，掌握了使用碘量法测定溶解氧、噪声仪器的使用、大气装置的安装及使用，以及配制标准溶液时所应注意的事项。同时通过这次课程设计,了解到自己在实验动手能力方面的还有很多不足的地方，还需要不断的改进，锻炼和学习，认识到不是只要学习了书本知识就能实践操作啦，实践也需要不断的学习，培养了自己的动手能力和认识到团队合作的力量是巨大的。在实践过程中老师给了很大的帮助和鼓励，整个课程设计通过查阅相关文献，与同学讨论，从而得到结论，进而顺利完成了本次的课程设计。-环境监测与仪器分析课程设计姓名：冯 叶学号：07990106专业：环境科学指导老师：周富春