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环境化学实验讲义

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环境化学实验讲义

李 娟 英

上海海洋大学海洋生态与环境学院

2

目 录

实验一 水体富营养化程度的评价 .......................................................................................... - 1 -

（一）总磷的测定 .............................................................................................................. - 3 -

（二）生产率的测定 .......................................................................................................... - 4 -

（三）叶绿素-a的测定 ...................................................................................................... - 6 -

实验二 活性炭对苯酚的吸附作用 ............................................................................................ - 7 -

水质 挥发酚的测定 .......................................................................................................... - 10 -

实验三 底泥中汞的存在形态 ................................................................................................ - 12 -

实验四 有机物的正辛醇-水分配系数 .................................................................................. - 15 -

实验五 土壤阳离子交换量的测定 .......................................................................................... - 17 -

实验六 土壤中有机物、总氮总磷含量的测定 .................................................................. - 21 -

（一）重铬酸钾氧化还原滴定外加热法测定有机物的含量 ........................................ - 21 -

（二）半微量开氏法测定土壤全氮含量 ........................................................................ - 24 -

（三） HClO4—H2SO4法测定土壤中全磷含量 ............................................................ - 27 -

实验七 发光细菌在水质评价中的应用 .................................................................................. - 30 -

实验八 海水电解质活度系数的测定 ...................................................................................... - 32 -

实验九 海水中石油烃类污染物的测定与评价 ...................................................................... - 35 -

实验十 交通干道氮氧化物的采样及测定 ............................................................................ - 37 -

实验十一 养殖水体中有机污染物的测定和风险评估 .......................................................... - 40 -

- 1 -

实验一 水体富营养化程度的评价

富营养化(eutrophication)是指在人类活动的影响下，生物所需的氮、磷等营养物质大

量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下

降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。在自然条件下，湖泊也会从贫营养状态过

渡到富营养状态，沉积物不断增多，先变为沼泽，后变为陆地。这种自然过程非常缓慢，常

需几千年甚至上万年。而人为排放含营养物质的工业废水和生活污水所引起的水体富营养化

现象，可以在短期内出现。水体富营养化后，即使切断外界营养物质的来源，也很难自净和

恢复到正常水平。水体富养化严重时，湖泊可被某些繁生植物及其残骸淤塞，成为沼泽甚至

干地。局部海区可变成“死海”，或出现“赤潮”现象。

湖库类水源地富营养化按“贫”、“中”、“富”评价。富营养化评价包括总磷、总氮、叶

绿素、透明度和高锰酸盐指数5项。

（1）综合营养状态指数计算公式

综合营养状态指数采用卡尔森指数方法，计算公式如下：

式中：TLI（Σ）—综合营养状态指数；

Wj—第j种参数的营养状态指数的相关权重；

TLI（j）—代表第j种参数的营养状态指数。

以chla作为基准参数，则第j种参数的归一化的相关权重计算公式为：

式中：r

ij—第j种参数与基准参数chla的相关系数；

m—评价参数的个数。

中国湖泊（水库）的chla与其它参数之间的相关关系r

ij及r

ij2见表1。

表1 中国湖泊（水库）部分参数与chla的相关关系r

ij及r

ij2值

- 2 - （2）单个项目营养状态指数计算公式

（1）TLI（chla）=10（2.5+1.086lnchla）

（2）TLI（TP）=10（9.436+1.624lnTP）

（3） TLI（TN）=10（5.453+1.694lnTN）

（4）TLI（SD）=10（5.118-1.94lnSD）

（5）TLI（CODMn）=10（0.109+2.661lnCODMn）

式中：chla单位为mg/m3， SD单位为m；其它项目单位均为mg/L。

（3）湖泊水库营养状态分级

采用0～100的一系列连续数字对湖泊营养状态进行分级，包括：贫营养、中营养、富营养、

轻度富营养、中度富营养和重度富营养。与污染程度关系如表2:

表2 水质类别与评分值对应表

一 实验目的

1. 掌握总磷、叶绿素-a及初级生产率的测定原理及方法。

2. 评价水体的富营养化状况。

二 仪器设备及试剂

1. 仪器

(1) 紫外可见分光光度计。

(2) 移液管：1mL、2mL、10mL。

(3) 容量瓶：100mL、250mL。

(4) 锥型瓶：250mL。

(5) 比色管：25mL。

(6) BOD瓶：250mL。

(7) 具塞小试管：10mL。

(8) 玻璃纤维滤膜、剪刀、玻棒、夹子

(9) 多功能水质检测仪

（10）灭菌锅。

（11）台式离心机：最大4000r/min。 - 3 - （12）滤膜：玻璃纤维滤膜Whatman GF/C或相应的混合纤维酯微孔滤膜。

（13） 抽滤装置：砂芯过滤活动装置（直径50mm），抽滤瓶、负压表、真空泵等。

2. 试剂

(1) 过硫酸铵（固体）。

(2) 浓硫酸。

(3) 1 mol/L硫酸溶液。

(4) 2 mol/L盐酸溶液。

(5) 6 mol/L氢氧化钠溶液。

(6) 1%酚酞：1g酚酞溶于90mL乙醇中，加水至100mL。

(7) 丙酮:水（9:1）溶液。

(8) 酒石酸锑钾溶液：将4.4gK(SbO)C

4H

4O

6 ·1/2H

2O溶于200mL蒸馏水中，用棕色瓶在

4℃时保存。

(9) 钼酸铵溶液：将20g(NH

4 )

6MO

7O

24 ·4H

2O溶于500mL蒸馏水中，用塑料瓶在4℃时保

存。

(10) 抗坏血酸溶液：0.1 mol/L（溶解1.76g抗坏血酸于100mL蒸馏水中，转入棕色瓶，

若在4℃时保存，可维持一个星期不变）。

（11）过硫酸钾，50g/L 溶液：将5g过硫酸钾（K2S2O3）溶解于水，并稀释至100mL 。

(12) 混合试剂：50mL 2 mol/L硫酸、5mL酒石酸锑钾溶液、15mL钼酸铵溶液和30mL

抗坏血酸溶液。混合前，先让上述溶液达到室温，并按上述次序混合。在加入酒石酸锑钾或

钼酸铵后，如混合试剂有浑浊，须摇动混合试剂，并放置几分钟，至澄清为止。若在4℃下

保存，可维持1个星期不变。

(13) 磷酸盐储备液（1.00mg/mL磷）：称取1.098 gKH

2PO

4 ，溶解后转入250mL容量瓶

中，稀释至刻度，即得1.00mg/mL磷溶液。

(14) 磷酸盐标准溶液：量取1.00mL储备液于100mL容量瓶中，稀释至刻度，即得磷含

量为10μg /mL的工作液。

（15）丙酮溶液：量取丙酮[φ（CH3COCH3）=99.5%,分析纯]900mL，用水稀释至1L。

（16）1mol/L盐酸：量取8.6ml发烟盐酸加水至1000ml。

（17） 1%碳酸镁（MgCO3）悬浊液：称取1g碳酸镁溶于100ml水中。

三 实验过程

（一）总磷的测定

1. 原理

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《环境工程》专业实验讲义

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《环境工程实验》指导书

盐湖系环境工程教研室

目 录

实验一 实验理论认识课

实验二 水样的采集及水质基本指标的测定

实验三 水样悬浮固体与浊度的测定

实验四 废水化学需氧量的测定（重铬酸钾法）

实验五 水中总有机碳（TOC）的测定

实验六 离子色谱法测定水样中常见阴离子含量

实验七 含重金属酸性废水处理实验

实验八 颗粒自由沉淀实验

实验九 混凝实验

实验十 噪声监测实验

实验十一 烟气分析实验

实验十二 离子交换软化实验

实验十三 废水生化需氧量的测定

实验十四 总悬浮颗粒物的测定

实验十五 有害气体吸附实验

实验十六 环境空气中二氧化硫浓度的测定

实验十七 碱液吸收气体中的二氧化硫

实验十八 活性炭吸附实验

实验十九 过滤与反冲洗实验

实验一 实验理论认识

一、实验目的和实验要求

、实验目的实验能力是现代环境工程与环境科学科技人员最佳智能结构的重要组成部分，通过环境工程专业实验课程学习，使学生掌握环境工程基本的实验技术，让学生动手参与实验准备、运行启动、调试和运行控制，到检测分析、处理实验中出现的问题，并对实验参数进行归纳、计算和得出结论等全过程。

2、实验要求

（1） 实验预习

（2） 实验操作

（3） 实验报告

二、实验安排

1、实践认识课

循环实验：

2、水样的采集及水质基本指标测定

3、废水化学需氧量的测定

4. 水中总有机碳(TOC)的测定

5、离子色谱法测定水样中常见阴离子

6、含重金属酸性废水处理实验

7、颗粒自由沉淀实验

8、离子交换软化实验

9、废水生化需氧量的测定 10、总悬浮颗粒物的测定

11、噪声监测实验

12、有害气体吸附实验

13、环境空气中二氧化硫浓度的测定

14、碱液吸收气体中的二氧化碳

三、有关循环实验所用仪器的介绍和认识

1、原子吸收分光光度计

2、总有机碳TOC分析仪

3、离子色谱仪

4、便携式紫外线强度检测仪

环境化学实验讲义

环境化学实验讲义

环境化学实验 讲义

实验一：废水中悬浮固体和浊度的测定

悬浮固体的测定

实验原理

悬浮固体系指残留在滤纸或滤膜上并于103-105℃烘至恒重的固体。其实验测定方法是将水样通过过滤，烘干固体残留物及滤纸或滤膜，将所称重量减去滤纸或滤膜重量，即为悬浮固体(总不可滤残渣)。

仪器

1 烘箱

2 分析天平

3 干燥器

4 孔径为0.45m的滤膜及相应的滤器或中速定量滤纸

5 玻璃漏斗

6 内径为30-50mm的称量瓶

测定步骤

1 将滤膜或滤纸放在称量瓶中，打开瓶盖，在103-105℃烘干2h，取出冷却后盖好瓶盖称重，直至恒重(两次称量相差不超过0.0005g)。

2 去除漂浮物后振荡水样，量取均匀适量水样(使悬浮物大于2.5mg)，通过上面称至恒重的滤膜或滤纸过滤；用蒸馏水洗残渣3-5次。如样品中含油脂，用10ml石油醚分两次淋洗残渣。

3 小心取下滤膜或滤纸，放入原称量瓶内，在103-105℃烘箱中，打开瓶盖烘2 h，冷却后盖好盖称重，直至恒重为止。

计算

悬浮固体(mg/L) = (A-B)*1000*1000/V

式中：A—悬浮固体+滤膜或滤纸及称量瓶重(g)

B—滤膜或滤纸及称量瓶重(g)

V—水样体积(ml)

注意事项 1 树枝、水草、鱼等杂质应从水样中去除

2 废水粘度高时，可加2-4倍蒸馏水稀释，振荡摇匀，待沉淀物下降后在过滤。

二 浊度的测定

浊度是由于水中含有泥沙、粘土、有机物、无机物、浮游生物和微生物等悬浮物质所造成的，可使光散射或吸收。天然水经过混凝、沉淀和过滤等处理，使水变得清澈。

测定水样浊度可用分光光度法、浊度仪法和目视比浊法。

样品收集于具塞玻璃瓶内，应在取样后尽快测定。如需保存，可在4℃冷暗处保存24h，测试前要激烈振摇水样并恢复到室温；

分光光度法：

原理与方法：

在适当温度下，硫酸肼与六次甲基四胺聚合，形成白色高分子聚合物。此作参比浊度标准液，在一定条件下与水样浊度相比较。

环境工程(代码083002)

环境工程(代码083002)

环境工程（代码：083002）

一、培养目标

培养面向世界，面向未来，面向现代化，德智体全面发展的高层次从事环境工程研究及实践的专门人才。具体要求是：

1.具有扎实的环境科学理论基础，了解国内外环境工程的进展和动态，掌握环境工程的进展和动向，掌握环境工程的基本技能和研究方法，能独立从事一般性环境工程的基础研究。学位获得者应具有良好的科学素质，能胜任高等院校、科研单位、设计部门以及国家、地方部门的教学和科研等工作。

2.掌握环境工程专业坚实的基础理论和系统的专业知识，具有独立从事科学研究、教学工作或担任专门技术工作的能力。

3.掌握一门外国语，并能运用该门外国语比较熟练地阅读本专业的外文资料；具有一定的从事环境工程专业业务工作的能力和适应相邻专业业务工作的能力和素质。

4.具有健康的体魄和心理素质。

二、学习年限

1、学习年限:硕士研究生学制为3年，培养年限最长不超过4年。在完成培养要求的前提下，对少数学业优秀的研究生，可申请提前毕业或攻读博士学位。在规定学制内，未达培养要求的，可以申请延长学习年限，延长期满仍未完成学业者，按退学处理。

2、学分：在学习期内，课程最低要求为31学分（见下表），另有专业实践和学术活动各2学分，合计35学分。

课程类别 公共基础课 学科基础课 专业课 选修课 专业实践+学术活动

应修规定学分 7 9 9 6 4

三、研究方向

1、工业废弃物处理与资源化

研究工业废水、废气、废渣的污染物迁移与转化规律，开发工业废弃物的净化处理与资源化利用技术。

2、土壤污染治理与生态修复 研究污染土壤修复的机理与过程调控技术；污染土壤修复的原位与异位修复技术体系；矿区土壤复垦理论与技术。

3、水与大气污染控制与资源化

饮用水、废水处理及回用技术开发研究、污染状况的监测与评价；针对煤烟型大气污染从源头开始进行煤炭、煤系固废燃烧过程和燃烧后的除尘、降尘、减少SO2排放等技术开发。

四、课程设置（参见附表 “教学进度表”）

环境化学实验(讲义)

环境化学实验(讲义)

环境化学实验（讲义）

课程英文名称：TheexperimentofEnvironmentalChemistry课程总学时：17总学分：0.5推荐使用教材：自编

一、课程教学目标与基本要求：

《环境化学实验》包括环境分析化学、环境污染化学和污染控制化学三部分内容，重点是环境污染化学部分，着重探讨污染物来源及其在环境介质中的存在形态、浓度水平和迁移、转化与降解等环境行为及其影响因素等。通过《环境化学实验》课程的学习，深化《环境化学》课程讲授的基本知识，促进对环境化学领域研究动态及前沿的理解，掌握研究环境化学问题的基本方法和手段，提高实验数据科学分析能力和实验技能，使学生具备初步的独立科研能力。

二、相关教学环节安排整个教学环节分为“基础实验”和“综合实验”两个部分，增加了以独立科研能力培养为目标的“综合实验”环节。在此环节中，教师设计了多个研究题目供学生参考选择，要求学生在查阅文献的基础上，写出开题报告，并在教师的配合下自行设计实验方案、自行准备实验所需的材料。在研究过程中，实验室（包括仪器设备）向学生开放，在教师的配合下，学生自主进行实验活动。在学期末，学生应完成一篇符合规范的研究论文。

三、课程的主要内容及学时分配

第一部分基础实验1、有机物的正辛醇—水分配系数5学时

第二部分综合实验2、水中重金属的污染评价6学时3、海洋沉积物中砷的污染分析6学时

四、考试要求

依据平时实验进行情况进行考查（包括预习和知识准备情况、实验过程中操作动手能力及判断和解决问题能力、对实验得到的数据结果进行科学思考能力、实验报告的写作水平等）。

五、学习参考书：1、环境化学实验．董德明，朱利中主编．北京：高等教育出版社，2002．2、环境化学实验．康春莉，徐自力和冯小凡主编．长春：吉林大学出版社，2000．3、环境化学实验．孔令仁主编．南京：南京大学出版社，1990．4、土壤农业化学分析方法．鲁如坤主编．中国农业科技出版社，2000．

实验一有机物的正辛醇—水分配系数有机化合物的正辛醇—水分配系数（）是指平衡状态下化合物在正辛醇和水相中owK