《水环境化学》实验大纲
水环境化学实验
和生物学的变化而影响分析结果的正确性，因此水样也应尽快得到运送，有时 需用专门的汽车、轮船甚至是飞机。运输时需注意四点： （1）塞紧采样器塞子，必要时用封口胶、石蜡封口。 （2）避免因震动、碰撞而损失或玷污，因此最好将样瓶装箱，用泡沫、塑料 或纸条挤紧。 （3）需冷藏的样品，应配备专门的隔热容器，放入制冷剂，将样瓶置于其中。 （4）冬季应注意保温，以防样瓶冻裂。
结构分析 仪器分析法
光学分析法 比色法、分光光度分析法 发射光谱分析法
原子吸收光谱法、火焰光度法 荧光分析法
色谱法（气相、液相、离子色谱法） 电化学分析法（电位、电导、库仑、极谱）
常用分析方法在水质分析的常规指标测定中所占比例
方法
重量法 容量法 分光光度法 荧光光度法 原子吸收法 火焰光度法 原子荧光法 电极法 极谱法 离子色谱法 气相色谱法 液相色谱法 其他 合计
22
11.8
187
100
水环境调查基本知识
水质
调查内容 底质
生物
项目委托与合同签订 运送、保存
调查程序
现场调查或资料准备，制定计划
野外作业
样品分析测试
资料处理与调查报告编写
调查成果的鉴定与验收
一、监测项目确定的一般原则 渔业水域水化学成分的调查和监测，可根据调查监测目的大致分为四类： （一）全面性调查 通常为了充分利用河流、湖泊、水库或近岸养殖海区渔业资源，需要对其水化
十一、质量控制样品制备与现场测定
1．质量控制样品制备 质量控制样品在养殖生产监测中一般不做要求，只有当养殖生物受到外来污染
物的危害时，则必须制备质量控制样品。
质量控制样品数量应为水样总数的10％～20％，每批水样不得少于两个。质量控 制样品可用下法制备：
《环境化学》课程教学大纲
《环境化学》课程教学大纲一、基本信息课程性质：专业选修课学分：2学分学时：32学时（讲授24学时、实验8学时）开课学期：第三学期开课院系：环境工程与化学学院适用专业：环境工程先修课程：有机化学、无机及分析化学、物理化学、仪器分析、二、课程简介《环境化学》是环境工程专业的选修课，通过该课程的学习，使学生掌握污染物在大气、水体、土壤的迁移原理，以及生物富集、降解作用和环境修复的主要理论基础，理解污染特征与转化规律，树立环境保护意识和生态文明建设理念，为进一步学习专业课程，从事环境相关工作奠定必要的理论基础。
三、课程教学目标（一）教学任务本课程的主要任务是通过课堂教学使学生能够掌握环境化学中大气、水体、土壤和生物体的本质特征，相关元素和污染物在环境中迁移、转化的基本原理和途径。
了解目前环境修复的基础理论和前沿技术，并能够初步分析复杂的环境工程问题，提出具体恰当、合理的处理方案。
（二）课程目标1. 课程目标（1）掌握环境化学中大气、水体、土壤和生物体的本质属性和特征，污染物在其中的迁移、转化的基本概念、途径和原理（支撑毕业要求2.1）。
（2）了解环境化学中环境修复的相关技术、原理和前沿进展，能够通过查阅文献资料并运用相关知识和技术，识别、判断、评价复杂的环境污染问题，并能提出合理的处理方案（支撑毕业要求2.1）。
2. 课程目标对毕业要求的支撑矩阵表1 课程目标对毕业要求的支撑矩阵（三）思政元素根据本课程性质和特点，在教学环节中对生态文明建设、环境保护、可持续发展思政元素进行落实。
四、教学内容及要求表2 教学内容、要求与达成五、课内实验名称及基本要求表3 实验内容、要求与达成六、课程考核方式与评分标准（一）考核方式表4 课程目标的考核方式注：考核内容体现对课程思政元素的理解要求。
（二）总成绩构成本课程考核由形成性评价（40%）和结果性评价（60%）构成，其中形成性评价包括课堂讨论、习题作业和实验三个部分，分别占总成绩的5%、10%和20%，结果性评价以期末考试为主。
《环境化学》教学大纲
《环境化学》教学大纲一.课程基本信息中文名称：环境化学英文名称：Environmental Chemistry课程编码：08122C课程类别：专业选修课程总学时：30（含实验9学时）理论学时：21总学分：2适用专业：化学先修课程：无机化学、有机化学、分析化学、物理化学开课系部：应用化学系二.课程的性质与任务环境化学是环境科学的一个分支学科，主要是运用化学科学的理论和方法，探索、认识环境问题的本质，是研究有害化学物质在环境介质中的存在形态、化学行为和生物效应，及其控制的化学原理和方法的科学。
本课程的目的任务是通过系统教学使学生了解《环境化学》在环境科学中和解决环境问题上的作用，掌握环境化学的基本概念、基本理论和环境化学研究的基本技能。
使学生掌握主要环境污染物的类别和它们在环境各圈层中的迁移转化过程，具备一定的处理实际环境问题的思路、方法和技术，牢固树立环境意识。
三.课程教学基本要求理论课程第一章绪论教学目的和要求：了解当今世界面临的全球性环境问题、我国环境污染防治面临的主要问题；了解主要环境污染物，掌握环境化学在环境科学中和解决环境问题上的地位和作用，它的任务、内容、特点和发展方向；了解现代环境问题的认识发展以及环境化学的任务，明确环境化学课程学习的目的。
教学重点：环境化学的任务、内容、学科体系、特点和发展方向。
教学内容：1、我们面临的世界2、人与环境3、什么是环境化学4、环境化学的基本内容5、环境化学研究第二章水环境化学教学目的和要求：使学生了解天然水的基本性质，掌握无机污染物在水体中的沉淀-溶解、氧化-还原、配合作用、吸附-解吸、絮凝-沉降等迁移转化的基本原理及有关计算；掌握有机污染物的迁移转化及生物降解的有关规律及计算。
教学重点：水中污染物在迁移转化过程的基本原理及污染物防治。
教学内容：1、水的组成与性质2、化学平衡3、化学动力学4、酸碱化学5、配位化学6、氧化还原化学7、相间作用8、水污染9、水处理第三章大气环境化学教学目的和要求：了解大气的组成与结构；掌握大气污染物迁移扩散规律及其影响因素；掌握大气中主要污染物(如氮氧化物、含硫化合物、有机物、颗粒物等)的来源、迁移转化规律；掌握大气污染的几个主要问题(如光化学烟雾、酸性降水、煤烟型污染、温室效应，臭氧层破坏等)产生的原因、危害及对策。
环境化学-第三章-水环境化学-第二节-水中无机污染物的迁移转化
对于其他金属碳酸盐则可写为： -lg[Me2＋] =0.5p Ksp -0.5pα2 由2 [Me2＋] + [H+] = [HCO3-] + 2[CO32-] + [OH-]得： (Ksp/α2)1/2 (2 – α1- 2α2) + [H+] – Kw/[H+] = 0
当pH > pK2 时，α2≈1，CO32-为主，lg[Ca2+] = 0.5 lg KSP
四、氧化还原
氧化－还原平衡对水环境中无机污染物的迁移转化 具有重要意义。水体中氧化还原的类型、速率和平衡， 在很大程度上决定了水中主要溶质的性质。例如，厌 氧型湖泊，其湖下层的元素都将以还原形态存在；碳 还原成－4价形成CH4；氮形成NH4＋；硫形成H2S；铁 形成可溶性Fe2+。其表层水由于可以被大气中的氧饱 和，成为相对气体性介质，如果达到热力学平衡时， 则上述元素将以氧化态存在：碳成为CO2；氮成为 NO3-；铁成为Fe(OH)3沉淀；硫成为SO42-。显然这种 变化对水生生物和水质影响很大。
发生吸附的表面净电荷的符号 － 金属离子所起的作用 吸附时所发生的反应 发生吸附时要求体系的pH值 吸附发生的位置 对表面电荷的影响 反离子
阳离子交换 配位体交换 ＞零电位点 任意值 扩散层 无 内层 负电荷减少 正电荷增加
（2）吸附等温线和等温式：在固定温度下，当吸附达到平 衡时，颗粒物表面的吸附量（G）与溶液中溶质平衡浓度
达到临界状态，就可以发生快速凝聚。
三、溶解和沉淀
溶解与迁移 实际溶解沉淀过程的复杂性 1、氧化物和氢氧化物：氧化物可以视作氢氧化物的脱水产物 Me(OH)n (s) Men+ + n OH根据溶度积： Ksp= [ Men+ ] [ OH- ]n 可转化为： [ Men+ ] = Ksp / [ OH- ]n = Ksp[ H+] / Kwn -lg [ Men+ ] = -lgKsp – n lg [ H+ ] + n lgKw pc = pKsp- n pKw + n pH = pKsp – n pOH 可以做 pc-pH 图，斜率等于 n，即金属离子价； 截距是 pH = 14 - (1/n)pKsp。
《环境化学》教学大纲.doc
课课学 分：2. 5《环境化学》教学大纲课程类别：技术基础教育课程 程名称：环境化学 开课单位：环境与安全工程系 程编号：2080208 总学时：40学 时适用专业：环境工程专业先修课程：分析化学、无机化学、有机化学等 一、 课程在教学计划中的地位、作用：环境化学是环境学专业的重要专业基础课程，它主要是针对环境问题的日益复杂 化而产生的一门新型课程,是一门研究有害化学物质在环境介质中的存在、化学 特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法的科学，是在化学科学的传统理论 与方法基础上发展起来的。
环境化学将基础知识与专业知识综合应用，并把它们 联系起来以解决错综复杂的环境问题。
二、 课程内容、基本要求： 绪言1、环境化学的发展概况 了解2、环境化学的主要内容 熟练掌握3、环境化学的基本概念掌握第一章大气环境化学1、 大气中污染物的迁移掌握 2、 大气中污染物的转化 掌握 3、 大气污染数学模式了解第二章水环境化学1、天然水的基本特征及污染物的存在形态了解2、水中无机污染物的迁移转化掌握3、水中有机污染物的迁移转化掌握4、水质模型掌握第三章土壤环境化学1、土壤的组成和性质了解2、污染物在土壤植物体系中的迁移及机制掌握3、土壤中农药的迁移掌握第四章生物体内污染物质的运动过程及毒性1、物质通过生物膜的方式熟练掌握2、污染物质在有机体内的转运熟练掌握3、污染物质的生物富集、放大和积累熟练掌握4、污染物质的生物转化熟练掌握5、污染物质的毒性掌握第五章典型污染物在环境各圈层中的转归及效应1、重金属元素掌握2、有机污染物掌握第六章有害废物及发射性固体1、固体废物的分类了解2、有害废物掌握3、发射性固体废物掌握三、学时分配章节名称讲授（学时）实验（学时）小计绪论22第一章大气环境化学1010第二章水环境化学1212第三章土壤环境化学44第五章生物体内污染物质的运动过程及毒性66第六章典型污染物在环境各圈层中的转归与效应22第七章有害废物及发射性固体废物44总计4040。
水环境化学3---氧化还原反应(11.18)
铁体系的pe-pH图 铁体系的pe-pH图 pe
(s)与 (s)的边界 （5）Fe(OH)2(s)与Fe(OH)3(s)的边界
Fe(OH)3(s)+ 3H+ = Fe3+ + 3H2O K1 Fe(OH)2(s)+ 2H+ = Fe2+ + 2H2O K2 K1 = 9.1×103; K2 = 8.0×1012 pe = 13.05 - lg[Fe2+]/[Fe3+] = 13.05 - lgK2[H+]2 / K1[H+]3 pe = 4.1 - pH
问题: 问题: 近年来，水化学中为何不用E而常用 pe表示氧化还原电位？
解释
(a) pe有明确的物理意义, pe= -lg[e]表示电子 的相对活度。
(b) pe每变化一个单位，[Red]/[Ox]变化10倍 便于比较。 (n=1时) (c) pe把数据拉开了便于比较。
Pe与△G 的关系 与
标准态： △G0=-nFE0 △G0=-2.303nRTpe0 任意态： △G=-nFE △G=-2.303nRTpe （ E0=2.303RT/F · pe0 E=2.303RT/F · pe）
问题：
水中主要还原剂为？ 主要氧化剂为？
天然水体的pe 天然水体的pe
水中物质存在的形态
还原态 CH4 H2S Fe2+ S NH4+ NO2- ,有机物等； 氧化态 CO2 Fe(OH)3 SO42- O2 NO3- 等；
天然水体的pe 天然水体的pe
(一)决定电位
若某个单体系的含量比其它体系高得多，则此 时该单体系电位几乎等于混合复杂体系的pe, 称决定电位。 一般情况下，天然水中溶解氧 溶解氧是决定电位，有 溶解氧 机物积累的厌氧环境中，有机物 有机物是决定电位。 有机物
水环境化学教学大纲
附件1：教学大纲的基本格式和内容Appendix：Format and Content of Course Syllabus（教学大纲封面）（Cover Page of Course Syllabus）中山大学本科教学大纲Undergraduate Course Syllabus学院（系）School (Department)：环境科学与工程学院课程名称Course Title：水环境化学二〇一六年水环境化学教学大纲Course Syllabus: (Aquatic Environmental Chemistry) （编写日期：16年7月）(Date: 7/12/2016)一、课程基本说明I. Basic Information二、课程基本内容II. Course Content（一）课程内容i. Course Content（含学时分配，学时分配要落实到“章”或“节”，并对各章节的重点、难点内容加以必要的说明）(Please provide a course calendar; specify which chapter or section the class hour would cover; provide necessary information on the key points, difficult points and other points you think necessary to clarify in each week)章内容学时第一章水环境化学过程 9第二章天然水主要化学成分 9第三章主要水体化学 9第四章水污染 3第五章有机物转化与降解 6第六章重金属的迁移转化 9第七章典型持久性有机污染物 3第八章持久性有机污染物归趋模式 3第九章水环境修复 3（二）教学环节安排ii. The Organization of the Course（对各种教学环节的安排如：实验、实习、习题课、作业等以及本课程与其他相关课程的联系、分工等作必要说明）(Provide necessary information on the organization of the course, including the experiment, field trip, in-class assignment, after-class assignment, and the relationship between this course and other courses; )（三）教学方法iii. Teaching Methodology（包括课堂讲授、提问研讨，课后习题和答疑等情况）(Specify the methods of in-classroom instruction, Q&A session and after-class assignment) 为进一步理解环境学的基本知识，培养学生的科研创新能力，要求学生查阅文献资料、撰写课程论文，并在课外交流讨论。
水环境化学实验报告
污水中酸度和碱度的测定一、目的和要求(1)了解酸度和碱度的基本概念。
(2)掌握酸度和碱度的测定方法。
二、原理水中酸度和碱度均是衡量水质的重要指标，现将它们的定义和测定方法简述如下：1．酸度酸度是指水中含有能与强碱发生中和作用的物质的总量，主要来自水样中存在的强酸、弱酸和强酸弱碱盐等物质。
酸度采用氢氧化钠标准溶液滴定水样测得。
通常把用甲基橙作为指示剂滴定的酸度(pH 4.3)称为甲基橙酸度或强酸酸度；用酚酞作为指示剂滴定的酸度(pH 8.3)称为酚酞酸度或总酸度。
2．碱度碱度是指水中含有能与强酸发生中和作用的全部物质，主要来自水样中存在的碳酸盐、重碳酸盐及氢氧化物等。
碱度可用盐酸标准溶液进行滴定，其反应为2OH H H O -++→323CO H HCO -+-+→ 322HCO H H O CO -++→+↑用酚酞作为指示剂的滴定结果称为酚酞碱度，表示氢氧化物已经中和，32CO -全部转化为3HCO -。
以甲基橙作为指示剂的滴定结果称为甲基橙碱度或总碱度。
通过计算可以求出相应的碳酸盐、重碳酸盐和氢氧根离子的含量，但对废水、污水等由于其组分复杂，这种计算是没有实际意义的。
酸度和碱度单位常用mg L 表示，现在常以碳酸钙的mg L 表示。
此时l mg L 的酸度或碱度相当于50mg L 的碳酸钙。
三、实验步骤 1．酸度的测定I)酚酞酸度取25.0mL 水样于250mL 锥形瓶中，加2滴酚酞指示剂，以0.020mol L 氢氧化钠溶液滴定至溶液粉红色不退，准确读出消耗氢氧化钠溶液的毫升数(1V =18.5mL )。
2)甲基橙酸度取25.0mL 水样于250mL 锥形瓶中，加入2滴甲基橙，用氢氧化钠溶液滴定至溶液呈黄色，准确读出消耗氢氧化钠溶液的毫升数(2V =11.7mL )。
2．碱度的测定吸取10.0mL 水样于250mL 锥形瓶中，加入2滴酚酞指示剂，以0.0200mol L盐酸滴定至溶液粉红色刚退去，准确读出消耗盐酸溶液的毫升数(3V =24.8mL )，随后再加入2滴甲基橙指示剂，继续用盐酸滴定至溶液橙红色，准确读出消耗盐酸的毫升数(4V =4.8mL )。
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《水环境化学实验》教学大纲
课程编号：
适用专业：05水产养殖本科
学时数：10
学分数：
执笔人：徐大勇
编写日期：2007年1月
一.课程的性质和目的
《水环境化学实验》是水产养殖专业教学计划中的一门重要的专业基础课，是《水环境化学》课程教学内容的一部分，是后续专业课的前期课程。
本课程的教学目的是，通过实验使学生掌握养殖水域化学组成的测定方法和有代表性常用化学分析仪器的使用方法；掌握养殖水域的水质调查方法，能够利用水质调查结果综合分析水质特点、优劣及与渔业利用的关系。
二.课程的教学内容要求及学时分配
实验一水体碱度的测定（2学时）
内容要求：熟悉天然水碱度测定基本原理和方法，酸碱平衡指示剂的指示原理和滴定操作的基本技能，学习试剂的配制和光电天平的使用。
实验报告要有理论分析，实验总结。
适合于1个同学单独完成。
实验二水体硬度的测定（2学时）
内容要求：熟悉天然水硬度测定基本原理和方法，掌握滴定操作的基本技能，了解影响滴定结果的因素。
实验报告要有理论分析，实验总结。
适合于1个同学单独完成。
实验三天然水溶解氧的测定（2学时）
内容要求：重点掌握碘量法测定溶解氧的原理、方法、注意事项，掌握亚硝酸氮干扰的原理及消除方法，了解溶氧测定的干扰因素。
学习试剂的配制操作和天平的使用。
实验报告要有理论分析，实验总结。
适合于1个同学单独完成。
实验四水体化学耗氧量的测定（高锰酸钾氧化法）（2学时）
内容要求：掌握碱性高锰酸钾法测定COD的原理和操作步骤，复习巩固天平的使用方法和基准试剂的配制方法。
实验报告要有理论分析，实验总结。
实验五水体氨态氮的测定（2学时）
内容要求：掌握奈氏法的测定原理和方法，比色分析的基本原理和分光光度计的使用，学习用Zn(OH)2絮凝法或蒸馏法预处理水样。
实验报告要有理论分析，实验总结。
实验六养殖水体的水质综合分析（3学时）
内容要求：掌握影响养殖水体水质的主要水化指标及其测定方法，并能对指标进行综合分析。
实验报告要有理论分析及其分析结果。
三、课程成绩的考核办法
水质化学实验成绩按照实验课上学生平时的实验预习准备情况、实验操作的正确性、实验报告的质量等综合给出。
每次实验成绩评定等级依次为：A、B、C、D等。
四、参考教材
1.陈佳荣主编，水化学实验指导书，北京：中国农业出版社，1996.5。