环境化学实验(讲义)

环境化学实验（讲义）

课程英文名称：The e xperiment of Environmental Chemistry

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ow K 浓度的比值。它反映了化合物在水相和有机相之间的迁移能力，是描述有机化合物在环境中行为的重要物理化学参数，它与化合物的水溶性、土壤吸附常数和生物浓缩因子密切相关。通过对某一化合物分配系数的测定，可提供该化合物在环境行为方面许多重要的信息，特别是对于评价有机物在环境化学中的危险性起着重要作用。测定分配系数的方法有振荡法、产生柱法和高效液相色谱法。

一、实验目的：

1.掌握有机物的正辛醇—水分配系数的测定方法。

2.学习使用紫外分光光度计。

二、实验原理：

正辛醇—水分配系数是平衡状态下化合物在正辛醇相和水相中浓度的比值，即：

（1）

w

o ow c c K =

式中：——分配系数；

ow K ——平衡时有机化w 合物在水相中的浓度；o c ——平衡时有机化合物在水相中的浓度。

w c 本实验采用振荡法使对二甲苯在正辛醇相和水相中达平衡后，进行离心，测定水相中对二甲苯的浓度，由此求得分配系数。三、仪器与试剂1、仪器：

（1）紫外可见分光光度计。（2）恒温振荡器。（3）离心机。

（4）具塞比色管：10mL 。（5）玻璃注射器：5mL 。（6）容量瓶：5mL 、10mL 。2、试剂：

（1）正辛醇：分析纯。（2）乙醇：95%，分析纯。（3）对二甲苯：分析纯。

四、实验步骤：

1、标准曲线的绘制

移取1.00mL 对二甲苯于10mL 容量瓶中，用乙醇稀释至刻度，摇匀。取该溶液0.10mL 于25mL 容量瓶中，再用乙醇稀释至刻度，摇匀，此时浓度为400µL/L 。在5只25mL 容量瓶中各加入该溶液1.00、2.00、3.00、4.00和5.00mL ，用水稀释至刻度，揺匀，在紫外分光

光度计上于波长227nm处，以水为参比，测定吸光度值。利用所测得的标准系列的吸光度值对浓度作图，绘制标准曲线。

2、溶剂的预饱和

将20mL正辛醇与200mL二次蒸馏水在振荡器上振荡24h，使二者相互饱和，静止分层后，两相分离，分别保存备用。

3、平衡时间的确定

(1)移取0.40mL对二甲苯于10mL容量瓶中，用上述处理过的被水饱和的正辛醇稀释至刻度，该溶液浓度为4×104µL/mL。

(2)分别移取1.00mL对二甲苯于6个10mL具塞比色管中，用上述处理过的被正辛醇饱和的二次水稀释至刻度。盖紧塞子，置于恒温振荡器上，分别振荡0.5、1.0、1.5、2.0、2.5和3.0h，离心分离，用紫外分光光度计测定水相吸光度。取水样时，为避免正辛醇的污染，可利用带针头的玻璃注射器移取水样。首先在玻璃注射器内吸入部分空气，当注射器通过正辛醇相时，轻轻排出空气，在水相中已吸取足够的溶液时，迅速抽出注射器，卸下针头后，即可获得无正辛醇污染的水相。

五、数据处理

1、根据不同时间化合物在水相中的浓度，绘制化合物平衡浓度随时间的变化曲线，由此确定实验所需要的平衡时间。

2、利用达到平衡时化合物在水相中的浓度，计算化合物的正辛醇—水分配系数。

六、思考题

1、正辛醇—水分配系数的测定有何意义？

2、振荡法测定化合物的正辛醇—水分配系数—有哪些优缺点？

实验二水中重金属的污染评价

由于重金属在工业生产过程中应用广泛，因此，每年都有大量的重金属随着工业废水的排放而进入天然水体，从而导致水体的重金属污染。由于重金属进入水体后很难消除，而且特别容易在生物体内累积，因此重金属对生态环境和人体健康的危害是非常严重的。尽管重金属在进入环境后会以各种形态存在，而且不同形态的重金属其生物毒性是不一样的，但水体中重金属的测定对于我们了解水体重金属污染状况，指定相应的污染控制对策是很有帮助的。

一、实验目的：

1、了解原子吸收法测定水体中重金属的原理，掌握其基本操作，

2、评价水体重金属的污染状况，了解水体重金属污染的特点及危害。

二、方法原理：

在pH4～5条件下，铅、镉与吡咯烷基二硫代甲酸铵(APDC)和二乙氨基二硫代甲酸钠(DDTC)形成螯合物，经甲基异丁酮(MIBK)和环己烷混合溶液萃取分离，用硝酸溶液反萃取，于217.0nm波长测定铅的原子吸光值，于228.8nm波长测定镉的原子吸光值。

三、仪器与试剂

1、仪器：