环境监测课程设计.doc

1、 环境监测课程设计 学 院 ：环境科学 学院 班 级 : 2012 级 城市环境美容专业 姓 名 : 学 号 : 指导老师 ： 完成时 间 ： 2014 年 1 月 1 日 环境监测课程设计 2 目 录 一 .序言 1.1 环境监测概述 .4 1.2 课程设计的目的 .4 1.3 校园大气环境现状 .4 1.3.1 校园地理位置 .4 1.3.2 校园污染源调查 .4 1.3.3 黄石的气象 .5 1.4 磁湖概况 .5 1.4.1 磁湖水污染调查 .5 1.4.2 磁湖的水文资料 .5 1.4.3 磁湖水质现状 .5 二、采样点的采集 .6 2.1.1 水采样点的布置原则 .6 2.1.2

2、水采样点的设置 .6 2.1.3 水采样时间 .7 2.2 校园采样点的布设 .7 2.2.1 采样点的布设原则 .7 2.2.3 采样点布设图图 2 .7 2.2.4 采样时间和采样频率 .8 三 采样方法和采样器及采集水样注意事项 .8 3.1 采集表层水样 .8 3.2 采集深层水样 .8 3.3 注意事项 .8 四 监测项目 .8 4.1 pH 值得 测定 .8 4.2 COD 的测定 .9 4.2.1 原理： .9 4.2.2 仪器和试剂 .9 4.2.3 测定步骤 .9 4.3DO 的测定 .9 4.4 Cr6+的测定 . 10 4.4.1 原理 . 10 4.4.3 试剂 . 1

3、0 4.4.4 步骤 . 11 4.4.5 计算 . 11 4.5 重金属的测定 . 11 4.5.1 铜的测定 . 11 4.5.2 铅的测定 . 12 4.5.3 锌的测定 . 13 4.5.4 镉的测定 . 14 环境监测课程设计 3 4.6 总悬浮颗粒物（ TSP）的测定 . 16 4.7 可吸入颗粒物（ PM10）的测定 . 17 4.8 二氧化硫（ SO2）的测定 . 18 4.9 二氧化氮（ NO2）的测定 . 19 五、 测定结果处理及其分析 . 20 5.1 数据处理 . 20 5.1.1 PH 值： . 20 5.1.2COD 值 . 错误 !未定义书签。 5.1.3DO

4、值 . 错误 !未定义书签。 5.1.4 Cr6+值 . 错误 !未定义书签。 5.1.5 重金属的测定 . 错误 !未定义书签。 5.1.6 大气中总悬浮颗粒物（ TSP）含量的测定 . 错误 !未定义书签。 5.1.7 大气中可吸入颗粒物 （ PM10） 含量的测定 . 错误 !未定义书签。 5.1.8 大气中 SO2的测量数据统计 . 错误 !未定义书签。 5.1.9 大气中 NO2的测量数据统计 . 错误 !未定义书签。 5.2 数据分析： . 21 5.2.2 评价方法： . 21 5.2.3 大气污染评价 . 22 2.评价方法： . 22 六治理磁湖、 保护校园环境 的对策与建议

5、 . 23 6.1 磁湖污染原因分析： . 23 6.2 磁湖治理对策与建议： . 23 6.3.1 气体的治理 . 24 6.3.2 校园生态环境的保护 . 24 七 .总结 . 25 八 .参考文献 . 25 1.水污染参考文献 . 25 2.大气污染参考文献 . 25 环境监测课程设计成绩评定表 . 27 环境监测课程设计 4 一 .序言 1.1 环境监测概述 环境监测是通过对影响环境质量因素的代表值的测定，确定环境质量（或污染程度）及其变化趋势。随着工业和科学的发展，监测对象不仅是影响环境质量的污染因子，还是延伸到对生物，生态变化的监测。 环境监测的过程一般为：现场调查监测计划设计优化

6、布点样品采集运送保存分析测试数据处理综合评价等。 环境监测的目的是准确、及时、全面的反应环境质量现状及发展趋势，为环境管理、污染源控制、环境规划等提供科学依据。 1.2 课程设计的目的 1.巩固、消化环境监测课程的理论知识； 具有无机化学、有机化学、分析化学、物理化学及仪器分析等课程的基本知识，以环境监测理论教学为基础，在实际操作过程中加深对课程所学理论知识的深入理解。 2.熟悉环境监测的全过程；针对校园空气状况进行监测，从而了解校园的大气以及大气状况观察分析大气中有害物质的分布，对空气质量进行评述并提出保护校园环境质量的对策与建议，利用我们所学的知识来解决实际问题。 3.掌握了从前期的准备工

7、作如收集环境背景资料、监测环境的水文资料、配药品，实验仪器的准 备和环境监测从布点、采样、样品处理、数据处理到分析评价等一系列工作程序。 4.针对湖北黄石市城中湖磁湖水质进行 PH值、 DO 、 COD、 Cr6+等的监测，进而了解黄石市磁湖的水质状况，提出保护磁湖水质的对策和建议，利用我们所学的专业知识来解决实际的问题。 5.掌握常规监测项目的监测原理、方法、操作技能； 6.培养进行现场调查和操作动手的能力； 7.熟悉在监测过程进行质量保证的方法； 8.培养具备制定和实施污染源调查、环境影响评价、治理工程所必需的监测方案的能力。 1.3 校园大气环境现状 1.3.1 校园地理位置 黄石理工学

8、院坐 落在我国著名的工业重镇、并有“江南明珠”之称的湖 北省第二大城市 黄石市。校园位于黄石经济开发区青龙山下，磁湖之滨，山清水秀，风景怡人。占地面积 2189 亩，校舍建筑面积 52 万平方米。 1.3.2 校园污染源调查 据调查，黄石理工在校人数为 2 万人，食堂有 5个，还有一些开水锅炉，校内还有一个较大的驾校。其次还有校外的餐厅，居民区，矿山，施工工程，及来往的车辆等，这些都会对学校环境造成较大的影响。其中食堂和开水锅炉还有施工工程建设带来的污染物主要是粉尘和 SO2，而驾校和校外的车辆则主要会带来一些 氮氧化合污染物。 环境监测课程设计 5 1.3.3 黄石的气象 黄石地处中纬度，太

9、阳辐射季节性差别大，远离海洋，陆面多为矿山群，春夏季下垫面粗糙且增湿快，对流强，加之受东亚季风环流影响，其气候特征冬冷夏热、四季分明 ， 光照充足，热能丰富，雨量充沛，为典型的亚热带 东亚大陆性气候。 黄石年平均气温 17 。最热月（ 7 月）平均 29.2 ，最冷月（ 1 月）平均 3.9 。无霜期年平均 264 天，年平均降水量 1382.6 毫米，年平均降雨日 132 天左右，全年日照1666.4-2280.9 小时，占全年月日可照 射时数的 31 -63 。境内多东南风，年平均风速为每秒 2.17 米。全境气候温和、湿润，冬寒期短，水热条件优越，有利农作物生长。但由于大气环流、地形、季

10、节变换，气候各要素年际、年内变化较大，因而倒春寒、大暴雨、强风、伏秋连旱等灾害性天气时有发生。 1.4 磁湖概况 1.4.1 磁湖水污染调查 磁湖旁边有居民区、酒店、工厂、医院产生的生活污水、工业废水及含有大量细菌病毒的废水未加处理就直接排入磁湖且有人在磁湖经行养殖业，也影响了磁湖的水质。水质欠佳，但无明显差别。 校园周围的磁湖水污染业主要是来自学校内部、附近 的餐饮业以及教师住宅区的生活污水，这些生活污水大部分经过管道未加处理就直接排入磁湖。水中的污染物主要有有机污染物。本次监测的主要项目有 PH、 COD、 DO、六价铬和重金属，其中中门、磁湖韵、东门的前面磁湖岸线是我们主要监测的对象，也

11、是重点监测对象。 1.4.2 磁湖的水文资料 磁湖位于市城区中心，是黄石最大的浅水湖泊，属长江水系区。磁湖风景区已被列为八大重点风景区。风景优美及游览调蓄渔业工业用水等多功能于一体。其东段通过胜阳港于长江相通。其主要水文资料见表 1 表 1 径流面积 （ km2） 湖泊面积 （ km2） 平均水深 （ m） 湖体面积 （万 m2） 警戒水位 （ m） 最高 水（ m） 中等 最低 62.8 8 2 1.75 1748 18.5 23.0 18.0 18.0 1.4.3 磁湖水质现状 随着城市人口增加及工业的发展，水质污染日趋严重，湖面面积逐年减少。近几年来对磁湖沿岸已进行了部分整治，清除了陈家

12、湾、牧羊湖两片水域的 100 万立方米的淤泥，截流了磁湖南岸的部分工业和生活污水，湖面面积缩小的趋势得到遏制。但由于磁湖与长江水域隔开，水体不能得到置换，更容易导致水华的暴发 ,加之长期受到污染，水体生态已非常脆弱。磁湖现已是独立的内陆湖泊，水体长期接纳含重金属污染物工业废水，外来物种需很长时间才能适应，水生生态系统一旦遭到破坏，很难恢复。磁湖水容量小，水生生态系统承载能力非常弱，水质的变化对水生生物的冲击大，水体的生物多样性以降低，如现在湖体鱼的种类和数量已明显减少。 因此，应及时对污染状况进行调查分析，剖析潜在的生态风险，为进一步治理磁湖环境监测课程设计 6 提供依据。 磁湖的水污染主要来

13、自工业废水，附近居民的生活污水，养殖场的污水以及 周边 校园的排放污水。 二、采样点的采集 2.1.1 水采样点的布置原则 在确定和优化地表水监测点位时，应遵循尺度范围原则，信息量原则和经济性，代表性，可控性及不断优化的原则 。监测点应能很好的代表和反应水系区域的水环境质量状况，并能反映水污染的特征而且要考虑实际采样的可行性和方便性。 2.1.2 水采样点的设置 设置断面后，应根据水面的宽度确定端面上的采样垂线，再根据采样垂线的深度决定采样点的位置和数目。 对江河湖库的每个监测断面，当宽度小于 50m 时，只设一个中泓垂线；当水面宽 50100m 时，在左右近岸有明显水流出各 设一条垂线；水面

14、宽 1001000m时，设左、中、右三条垂线；水面宽大于 1500m 时，至少设 5 条等距离采样垂线；较宽的河口应酌情增加垂线数。 在一条垂线上，当水深 5m 时，只在水面下 0.5m 处设一个采样点；水深不足 1m时，在 1/2 水深处设采样点；水深 510 时，在水面下 0.5m 处和河底以上 0.5m 处各设一个采样点；水深 10m 时，设三个采样点，即水面下 0.5m 处，河底以上 0.5m 处及 1/2 水深处各设一个采样点。 如果存在间温层，应先测定不同深处的水温，溶解氧等参数，确定成层后再确定采样点的位置。采样点分布如 图 1 图 1 环境监测课程设计 7 2.1.3 水采样时

15、间 按地表水环境质量标准决定采样时间如下： 从 2013 年 12 月 09 日起到 12 月 19 日连续采样 11 天，每天上午 09： 00、 中午12： 00、下午 15:00 各采样一次。 2.2 校园采样点的布设 2.2.1 采样点的布设原则 (1)在污染源比较集中地地方、主导风向比较明显的情况下，应将污染源的下风向作为主要监测范围，布设较多的采样点，上风向布设量点作为对照； (2)污染源较密集 ，人口密度较大的地区要适当增设采样点； (3)采样点的会走位应该视野应该比较开阔，采样口水平线与周围的建筑物高度的夹角应不大于 30； (4)各个采样点的设置条件尽可能一致或标准化，使其获

16、得的监测数据只有可比性； (5)采样的高度根据检测母的而定，研究大气污染对人体的危害，应该将采样器或者测定仪器设置于常人呼吸带的高度，即在采样口应在离地面 1.5m-2m 处。 综上所述，在校园中布点应根据污染物类型，数量，位置，排放浓度以及校园地形，功能区以及人口密集现象，地形及其他客观原因确定布点位置和数目。据校园污染源的特点，建议使用功能区布点法。 2.2.2 采样点布设情况表 表 2 检测项目 检测地点 SO2 NO2 PM10 TSP 中门 1 1 1 1 东门 1 1 1 1 系办 1 1 1 1 2.2.3 采样点布设图 图 2 环境监测课程设计 8 2.2.4 采样时间和采样频

17、率 时间： 12月 919 日，每天早上 9： 00，中午 12:00，下午 16:00 各采样一次。 频率：连续采样十一天，每天采样三次； 三 采样方法和采样器及采集水样注意事项 3.1 采集表层水样 ： 可用适当的容器和塑料桶等直接采集。 3.2 采集深层水样 ： 可用建议采水器、深层采水器、采水泵、自动采水器等。我们使用采样器，将其沉降至所需深度（可从提绳上的标度看出），上提提绳打开瓶塞，带水充满采样瓶后提出 。 3.3 注意事项 （ 1） 测定悬浮物、 PH、溶解氧、生化需氧量、油类、硫化物、余氯、放射性、微生物等项目需要单独采样；其中，测定溶解氧、生化需氧量和有机污染物等项目的水样必

18、须充满容器； PH、电导率、溶解氧等项目宜在现场测定。另外，采样时还需同步测量水文参数和气象参数。 （ 2） 采 样时必须认真填写采样登记表；每个水样瓶都应贴上标签填写采样点编号、采样日期和时间、测定项目等；要塞紧瓶塞，必要时还要密封。 四 监测项目 表 3 监测项目 监测因子 使用方法 PH值 pH S-3C型酸度计 COD 重铬酸钾法 DO 电化学探头法 Cr6+ 二苯碳酰二肼分光光度法 Pb2+、 Cu2+、 Cd2+、 Zn2+等 原子吸收分光光度法 TSP 重量法 PM10 重量法 SO2 甲醛缓冲溶液 -副玫瑰苯胺分光光度法 NO2 盐酸萘乙二胺吸收分光光度法 4.1 pH 值得测

19、定 （ 1） 实验原理 PH 值由测量电池的电动势而得。该电池通常有饱和甘汞电极为参比电极，玻璃电极为指示电极所组成。在 25，溶液中每变化 1个 PH 单位，电位差改变为 59.16 毫伏，据此在仪器上直接以 PH 的读数表示。温度差异在仪器上补偿装置。 （ 2）实验仪器 PH 计、标准溶液 环境监测课程设计 9 （ 3）实验步骤 先将水样与标准溶液调到同一温度，记录测定温度，并将仪器温渡补偿旋纽调至该温度上。用标准溶液校正仪器，该标准溶液与水样 pH 相差不超过 2 个 pH 单位。从标准溶液中取出电极，彻底冲洗并用滤纸吸干。再将电极浸入第二个标准 溶液中，其 pH 大约与第一个标准溶液相

20、差 3 个 pH单位，如果仪器响应的示值与第二个标准溶液的 pH（ S）值之差大于 0.1pH 单位，就要检查仪器、电极或标准溶液是否存在问题。当三者均正常时，方可用于测定样品。测定样品时，先用蒸馏水认真冲洗电极，再用水样冲洗，然后将电极浸入样品中，小心摇动或进行搅拌使其均匀，静置，待读数稳定时记下 pH 值。 4.2 COD 的测定 4.2.1 原理： 在强酸性溶液中，准确加入过量的重铬酸钾标准溶液，加热回流，将水样中还原性物质（主要是有机物）氧化，过量的重铬酸钾以试亚铁灵作指示剂，用硫酸亚铁安标准溶液回滴，根据所消耗的重铬酸钾标准溶液量计算水样化学需氧量。 4.2.2 仪器和试剂： 250

21、mL 全玻璃回流装置、加热装置（电炉）、 25mL 酸式滴定管、锥形瓶、容量瓶、移液管、重铬酸钾标准溶液、试亚铁灵指示剂、硫酸亚铁铵标准溶液。 4.2.3 测定步骤 1. 取 20.00ml 混合均匀的水样置于 250ml 磨口的回流锥形瓶中，准确加入 10.00ml 重铬酸钾标准溶液及数粒小玻璃珠或沸石，连接磨口回流冷凝管，从冷凝管上口慢慢地加入30ml 硫酸 -硫酸银溶液，轻轻摇动锥形瓶使溶液混匀，加热回流 2h（至开始沸腾时计时）。 2. 冷却后，用 90ml 水冲洗冷凝管壁，取下锥形瓶。溶液总体积不得少于 140ml，否则因酸性太大，滴定终点不明显。 3. 溶液再度冷却后，加 3 滴试

22、亚铁灵试剂，用硫酸亚铁铵标准溶液滴定，溶液的颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点，记录硫酸亚铁铵标准溶液的用量。 4. 取样的同时，去 20.00ml 重蒸馏水，按同样的操作步骤作空白试验。记录滴定空白时硫酸亚铁铵标准溶液的用量。 4.2.4 计算： CODCr（ O2， mg/L） =(V0-V1) C 8 1000/V 式中： C-硫酸亚铁铵标准溶液的浓度， mol/L； V0-滴定空白时硫酸亚 铁铵标准溶液的用量， ml； V1-滴定水样时硫酸亚铁铵标准溶液的用量， ml； V-水样的体积， ml； 8-氧（ 1/20）摩尔质量， g/mol。 4.3DO 的测定 原理：测定溶解氧的电极由

23、一个附有感应器的薄膜和一个温度测量及补偿的内置热敏电阻组成。电极的可渗透薄膜为选择性薄膜，把待测水样和感应器隔开，水和可溶性物质不能透过，只允许氧气通过。当给感应器供应电压时，氧气穿过薄膜发生还原反应，产生微弱的扩散电流，该扩散电流在一定温度下与水中氧的浓度成正比，通过测量电流值 可知溶解氧浓度。 适用范围：适用于天然水、污水和盐水，如果用于测定海水或港湾水这类盐水，须对含盐量进行校正。本方法不仅可以用于实验室内测定，还可用于现场测定自动在线连续监测。 环境监测课程设计 10 电化学探头法具有操作简便、快速和干扰少等优点，并可实现现场监测和在线监测，应用十分广泛。 4.4 Cr6+的测定 4.

24、4.1 原理 在酸性溶液中，六价铬离子与二苯碳酰二肼反应生成紫红化合物，其最大吸收波长为 540nm，吸光度与浓度的关系符合比尔定律，可用分光光度法测定。 4.4.2 仪器 1分光光度计、比色皿（ 1cm、 3cm）。 2 50ml 具塞比色管、移液管、容量瓶等。 4.4.3 试剂 1丙酮。 2（ 1+1）硫酸。 3（ 1+1）磷酸 4 0.2%（ m/V）氢氧化钠溶液。 5氢氧化锌共沉淀剂：称取硫酸锌（ ZnSO4 7H2O） 8g,溶于 100ml 水中 ,称取氢氧化钠 2.4g,溶于新煮沸冷却的 120ml 水中 .将以上两溶液混合。 6 4%高锰酸钾溶液。 7铬标准贮备液：称取于 120oc 干燥 2h 的重铬酸钾（优级纯） 0.2829，用水溶解后，移入 1000ml 容量瓶中，用水稀释至标 线，摇匀。此溶液 1ml 含 0.10mg 六价铬。 阴极： O2 + 2H2O + 4e = 4OH- 阳极： 4Ag+ 4Cl- = 4AgCl + 4e 根据分子氧透过薄膜的扩散速率来测定水中的溶解氧。外电路接通时，有扩散电流通过，大小与 O2 浓度，阴极面积、膜性质、厚度有关。 I = KC (I C)