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北京電子科技職業(yè)學(xué)院(生物工程學(xué)院)授課教案2015~2016學(xué)年第2學(xué)期系(部)食品與環(huán)境技術(shù)系教研室環(huán)境教研室課程名稱(chēng)固體廢物與物理性污染監(jiān)測(cè)課程代碼3310270授課班級(jí)14環(huán)監(jiān)主講教師路鵬使用教材《物理性污染監(jiān)測(cè)》北京電子科技職業(yè)學(xué)院教務(wù)處制授課教案首頁(yè)2015—2016學(xué)年第2學(xué)期生物工程學(xué)院食品與環(huán)境技術(shù)系(部)環(huán)境教研室課程名稱(chēng)固體廢物與物理性污染監(jiān)測(cè)任課教師路鵬授課形式理論教學(xué)∨□課內(nèi)實(shí)踐□理實(shí)一體□習(xí)題復(fù)習(xí)□考核評(píng)價(jià)□其他活動(dòng)□課時(shí)安排2序號(hào)2授課日期2月23日月日月日月日授課班級(jí)14環(huán)監(jiān)教學(xué)內(nèi)容:1固體廢物概述1.1固體廢物的概念1.2固體廢物的來(lái)源與分類(lèi)1.3固體廢物的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀1.4固體廢物對(duì)環(huán)境的危害1.5固體廢物的管理教學(xué)目標(biāo):掌握固廢的基本組成、來(lái)源與分類(lèi)了解廢物環(huán)境的危害重點(diǎn)難點(diǎn)及解決方法:固廢的基本組成固廢的性質(zhì)反復(fù)強(qiáng)調(diào),課堂提問(wèn)授課地點(diǎn):環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)訓(xùn)室教學(xué)媒體:多媒體設(shè)備及材料:多媒體其它資源:學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)方式:教師評(píng)價(jià),學(xué)生互評(píng)作業(yè)和思考題:固廢有哪些基本性質(zhì)課后小結(jié):填表說(shuō)明:1.序號(hào),指該課程授課的順序號(hào),應(yīng)與授課計(jì)劃一致;2.授課形式在相應(yīng)的選項(xiàng)打“√”。授課教案教學(xué)內(nèi)容及過(guò)程時(shí)間分配方法及手段1.概述固廢的基本組成、來(lái)源與分類(lèi)1.1概念與性質(zhì)(1)固體廢物(solidwastes)是指在生產(chǎn)建設(shè)、日常生活和其它活動(dòng)中產(chǎn)生的對(duì)所有者無(wú)原使用價(jià)值的污染環(huán)境的固態(tài)、半固態(tài)廢棄物質(zhì)。其中包括從廢氣中分離出來(lái)的固體顆粒、垃圾、爐渣、廢制品、破損器皿、殘次品、動(dòng)物尸體、變質(zhì)食品、污泥、人畜糞便等。城市地區(qū)的固體廢物污染問(wèn)題市政建筑廢物生活垃圾工業(yè)垃圾商業(yè)垃圾農(nóng)村地區(qū)的固體廢物污染問(wèn)題塑料玻璃農(nóng)業(yè)秸稈畜牧業(yè)廢物(糞便、屠宰廢物、死尸等)(2)固體廢物性質(zhì)直接占用土地并具有一定的空間;品種繁多,數(shù)量巨大;包括了有固體外形的危險(xiǎn)液體及氣體廢物;對(duì)環(huán)境的壓力大,處理費(fèi)用高。1.2固體廢物的來(lái)源與分類(lèi)1.2.1來(lái)源 固體廢物的來(lái)源大體上可分為兩類(lèi): 一是生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的廢物(不包括廢氣和廢水),稱(chēng)為生產(chǎn)廢物; 另一類(lèi)是在產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)后在流動(dòng)過(guò)程中或使用消費(fèi)后產(chǎn)生的固體廢物,稱(chēng)生活廢物。生活廢物發(fā)生的量隨季節(jié)、生活水平、生活習(xí)慣、生活能源結(jié)構(gòu)、城市規(guī)模和地理環(huán)境等因素而變化。1.2.2分類(lèi)按組成可分為有機(jī)廢物和無(wú)機(jī)廢物;按其危害狀況可分為有害廢物(指腐蝕、腐敗、劇毒、傳染、自燃、鋒刺、爆炸、放射性等廢物)和一般廢物;按其形狀分可為固體廢物(粉狀、粒狀、塊狀)和泥狀廢物(污泥);通常按其來(lái)源分為工業(yè)固體廢物、礦業(yè)固體廢物、農(nóng)業(yè)固體廢物、有害固體廢物和城市垃圾五類(lèi)。1.3固體廢物的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀全世界產(chǎn)生21億噸/年,并以每年2%~4%的速度增長(zhǎng)我國(guó)2000城市垃圾產(chǎn)生量1.5億噸,產(chǎn)地6萬(wàn)公傾北京市固體廢棄物現(xiàn)狀特點(diǎn):固廢品種多,生活垃圾量大。80年代初用航空遙感技術(shù)測(cè)得北京城郊直徑50米以上的垃圾堆有4700個(gè),每個(gè)垃圾堆都是一個(gè)巨大的污染源1998年生活垃圾日平均達(dá)113萬(wàn)噸,年產(chǎn)量超過(guò)400萬(wàn)噸,到2000年將超過(guò)500萬(wàn)噸,周?chē)偭吭?億噸以上北京作為首都和國(guó)際大都市,迫切需要對(duì)固體廢棄物進(jìn)行處理。1.4固體廢物對(duì)環(huán)境的危害1.4.1固體廢物的污染途徑首先,固體廢物是各種污染物的終態(tài),特別是從污染控制設(shè)施排出的固體廢物,濃集了許多污染物成分。第二,在自然條件影響下,固體廢物中的一些有害成分會(huì)轉(zhuǎn)入大氣、水體和土壤,參與生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán),具有潛在的,長(zhǎng)期的危害性。1.4.2固廢對(duì)人類(lèi)環(huán)境的危害表現(xiàn):1.5固體廢物污染控制固體廢物污染控制需從兩方面著手,一是防治固體廢物污染,二是綜合利用廢物資源。主要控制措施有:1.改革生產(chǎn)工藝(1)采用清潔生產(chǎn)。(2)采用精料。(3)提高產(chǎn)品質(zhì)量和使用壽命,以使不過(guò)快地變成廢物。2.發(fā)展物質(zhì)循環(huán)利用工藝3.進(jìn)行綜合利用4.進(jìn)行無(wú)害化處理與處置20分鐘5分鐘5分鐘15分鐘15分鐘15分鐘15分鐘圖片教學(xué)啟發(fā)引導(dǎo)展示圖片啟發(fā)引導(dǎo)啟發(fā)引導(dǎo)填表說(shuō)明:1.本頁(yè)可續(xù)頁(yè);2.教學(xué)方法如:項(xiàng)目教學(xué)、案例分析、分組討論、角色扮演、啟發(fā)引導(dǎo)等;3.教學(xué)手段如:課件演示、模型講解、實(shí)物講解、掛圖講解、視頻講解、網(wǎng)絡(luò)課程等。授課教案首頁(yè)2015—2016學(xué)年第2學(xué)期生物工程學(xué)院食品與環(huán)境技術(shù)系(部)環(huán)境教研室課程名稱(chēng)固體廢物與物理性污染監(jiān)測(cè)任課教師路鵬授課形式理論教學(xué)∨□課內(nèi)實(shí)踐□理實(shí)一體□習(xí)題復(fù)習(xí)□考核評(píng)價(jià)□其他活動(dòng)□課時(shí)安排4序號(hào)2授課日期2月25日月日月日月日授課班級(jí)14環(huán)監(jiān)教學(xué)內(nèi)容:1土壤的組成及性質(zhì)1.1土壤的基本組成1.2土壤結(jié)構(gòu)與土壤剖面1.3土壤的性質(zhì)教學(xué)目標(biāo):掌握土壤的基本組成了解土壤結(jié)構(gòu)與土壤剖面重點(diǎn)難點(diǎn)及解決方法:土壤的基本組成土壤的性質(zhì)反復(fù)強(qiáng)調(diào),課堂提問(wèn)授課地點(diǎn):環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)訓(xùn)室教學(xué)媒體:多媒體設(shè)備及材料:多媒體其它資源:學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)方式:教師評(píng)價(jià),學(xué)生互評(píng)作業(yè)和思考題:土壤有哪些基本性質(zhì)課后小結(jié):填表說(shuō)明:1.序號(hào),指該課程授課的順序號(hào),應(yīng)與授課計(jì)劃一致;2.授課形式在相應(yīng)的選項(xiàng)打“√”。授課教案教學(xué)內(nèi)容及過(guò)程時(shí)間分配方法及手段土壤的組成及其性質(zhì)1.土壤概述(1)定義:土壤是陸地上具有一定肥力、能夠生長(zhǎng)植物的松散層。2.土壤的分層在既然土壤剖面中,基本的層次有:(1)枯枝落葉層(覆蓋層)(A0)(2)腐殖質(zhì)-淋溶層(A)。成土作用最活躍的一層,土壤有機(jī)質(zhì)經(jīng)腐爛、分解后再合成為腐殖質(zhì),在表如中進(jìn)行明顯的積累,并與礦物質(zhì)結(jié)合,形成顏色較深、常有團(tuán)粒狀結(jié)構(gòu)和富含養(yǎng)分的腐殖質(zhì)層(A1)。同時(shí),由于淋溶,易溶性物質(zhì)甚至難熔物質(zhì)如Fe、Al及粘土等也發(fā)生化學(xué)和機(jī)械遷移,結(jié)果在A1層下只留下難移動(dòng)的抗風(fēng)化最強(qiáng)的礦物顆粒如石英等,形成顏色淺淡(常為灰白色)、顆粒較粗、養(yǎng)分缺乏的淋溶層(灰化亞層)(A2)。(3)淀積層(B)。淀積著上層淋洗下來(lái)的物質(zhì),使質(zhì)地偏粘,土體較緊實(shí),具塊狀和棱柱狀等結(jié)構(gòu),常出現(xiàn)新生體。(4)母質(zhì)層(C)。位于淋溶、淀積層之下,由未受成土作用影響或影響甚微的風(fēng)化殘積物或堆積物組成,是形成土壤的母體或基礎(chǔ)。(5)基巖(D)。母質(zhì)層未風(fēng)化的基巖。根據(jù)土壤剖面層次構(gòu)造與土壤發(fā)育成都的相互關(guān)系,可分為一下幾類(lèi):1)發(fā)育成都很低的土壤。只有很薄的A層和C層。2)發(fā)育良好的土壤,具有完備的層次構(gòu)造,基本層次和各亞層分異明顯,層序正常。3)發(fā)育過(guò)程受干擾的埋藏土壤,即在原有土壤剖面上又覆蓋和發(fā)育了新的土壤剖面,因而使層次的組合和順序出現(xiàn)重復(fù)和多樣化。4)由于強(qiáng)烈的風(fēng)蝕和水蝕,使原來(lái)土壤上部層次消失,成為不完全的剖面構(gòu)造。3.土壤的礦物質(zhì)(1)原生礦物:母巖經(jīng)機(jī)械風(fēng)化破碎而成的碎屑物質(zhì),其中絕大多數(shù)是那些化學(xué)性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定的礦物,如石英及其他碎粒。它們主要組成土壤的砂礫和粉砂粒部分。(2)次生礦物:化學(xué)風(fēng)化和成土作用中形成的礦物,最重要和為數(shù)最多的是粘土礦物,具可塑性、膨脹性和粘結(jié)性等。土壤還包含其他含量少而且不恒定的成分。但它們極為重要,因?yàn)樗鼈優(yōu)橹参锾峁B(yǎng)分。這些成分包括鈣、鈉、鉀和鎂的化合物,氮、硫和磷的化合物(部分從有機(jī)質(zhì)中獲得,部分從母巖中獲得),以及從水和空氣中獲得的氧、氫、碳的化合物。另外,還有少量的“微量元素”,如硼、錳和碘。4.土壤的有機(jī)質(zhì)(1)普通有機(jī)質(zhì):包括動(dòng)植物的的殘?bào)w及其分解的中間產(chǎn)物,與土粒結(jié)合不緊,占土壤有機(jī)總量10~15%。存在于土壤中的復(fù)雜有機(jī)物,在土壤微生物和水的等的作用下,分解為簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物、中間產(chǎn)物,最后變?yōu)镃O2、H2O、NH3、CH4等和簡(jiǎn)單的礦物質(zhì)(鹽類(lèi)等最終產(chǎn)物。)(2)腐殖質(zhì):在土壤有機(jī)質(zhì)分解為簡(jiǎn)單化合物的同時(shí),其中間產(chǎn)物再經(jīng)微生物參與下發(fā)生生物化學(xué)作用,合稱(chēng)為一種新的含氮多的高分子有機(jī)化合物—腐殖質(zhì),腐殖質(zhì)與土粒結(jié)合緊密,占土壤有機(jī)質(zhì)總量的85~90%,是一種暗色、酸性、富含氮素的較穩(wěn)定的高分子有機(jī)化合物。5.土壤的水分和空氣(1)土壤的水分:土壤水是地表水和地下水之間的過(guò)渡環(huán)節(jié),主要來(lái)源于大氣降水和人工灌溉,如地下水位較高,也是補(bǔ)給的來(lái)源。按土壤水分存在的形式和狀態(tài)及其與土壤的關(guān)系,可分為一下各種主要類(lèi)型。1)束縛水:①吸濕水(緊束縛水,不能為植物所利用);②膜狀水(松束縛水,稍有活動(dòng)性,極少數(shù)水分可供植物利用,為植物出現(xiàn)永久性凋萎時(shí)的土壤含水率)。2)自由水:①毛管水,又分為毛管懸著水(與地下水無(wú)聯(lián)系,降水和灌溉補(bǔ)給)和毛管上升水(地下水層上升補(bǔ)給)。②重力水,又分為下滲重力水(土壤中不能保持,植物不能利用)和側(cè)移重力水。水分從外界向土壤中輸入經(jīng)歷了一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程。大氣降水向地面降落的過(guò)程中,首先一部分被植被截留,到達(dá)地表的一部分形成地表徑流和地面蒸發(fā),最后滲入土壤內(nèi)的水分約占5.5%。進(jìn)入土壤的水分,一部分被植物根系吸收,一部分下滲補(bǔ)給地下水或變?yōu)闇y(cè)向水流,剩下的則形成土壤蓄存的水分,根據(jù)水分收支平衡不同,土壤水分狀況類(lèi)型可劃分為:淋溶型和周期淋溶型、非淋溶型和弱淋溶型、滲出型、停滯型和凍結(jié)型等幾類(lèi)土壤。(2)土壤的空氣:土壤空氣主要來(lái)自大氣。土壤空氣主要成分與大氣基本相同,不同點(diǎn)在與土壤空氣氧氣含量少,二氧化碳含量高,一些通氣不良的土壤這種情況更加顯著。空氣是土壤重要的肥力因子,在常溫常壓下,大氣中氧的分壓高于土壤,而大氣中二氧化碳的分壓低于土壤,從而氧和二氧化碳以擴(kuò)散的形式分別進(jìn)入土壤和逸出大氣,使大氣和土壤中的氧和二氧化碳保持一定的比例。這種交換稱(chēng)為土壤的呼吸。若土壤中的大孔隙多,通透性好,氣體交換就強(qiáng),反之則弱。土壤中死的和活的有機(jī)質(zhì)數(shù)量多,生物化學(xué)作用強(qiáng)烈,氣體交換也強(qiáng)。水的滲入能把土壤中的空氣壓縮和排除,溶解于水中的氣體如氧氣等也可增加土壤中汽體含量。同時(shí),土壤的蒸發(fā)、滲漏和排水,又可使新的空氣進(jìn)入土壤中而進(jìn)行更新。6.土壤的主要性質(zhì)(1)土壤的吸收性:土壤中的微團(tuán)聚體、土層的細(xì)微孔隙和單個(gè)高度分散膠粒等的表面,具有吸收和保持氣體和液體的分子、離子或其他膠粒等的功能,稱(chēng)為土壤的吸收性能。通常,土壤中存在著5種吸收功能:①生物吸收;②機(jī)械吸收;③物理吸收;④化學(xué)吸收;⑤物理化學(xué)吸收。(2)土壤的溶液:大氣降水中通常含有少量的CO2、O2和其他物質(zhì),進(jìn)入土體后對(duì)固體物質(zhì)有較大的溶解性,從而成為土壤溶液。土壤溶液中言有各種無(wú)機(jī)鹽類(lèi)及可溶性有機(jī)化合物。土壤溶液是土壤的“血液”。1)土壤溶液的濃度:3~6g/l或<10~12g/l,大多數(shù)植物發(fā)育良好,<1~2g/l,無(wú)機(jī)養(yǎng)分部族;>10~12g/l,大多數(shù)作物受抑制;>20~15g/l,作物不正常死亡。2)土壤溶液的酸堿性:強(qiáng)酸性土(pH<4.5),酸性土(pH4.6~6.5),中性土(pH6.6~7.5),堿性土pH7.6~8.5),強(qiáng)堿性土(pH>8.5)。我國(guó)土壤的pH值大體在長(zhǎng)江沂南紅、黃壤為酸性和強(qiáng)酸性,除東北地區(qū),北部和山區(qū)森林土壤類(lèi)型外,長(zhǎng)江以北大部分地區(qū)為中型和堿性土壤。(3)土壤的氧化還原特性:土壤中的鐵、錳、碳、硫、磷等在通氣良好條件下,以氧化態(tài)出現(xiàn),當(dāng)土壤澆水時(shí),由于通氣不好,則轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛢r(jià)物質(zhì),以還原態(tài)存在。這種變化影響土壤養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化,對(duì)一般元素(有其變價(jià)的金屬元素)而言,往往在低價(jià)還原態(tài)易被吸收,而在氧化態(tài)則呈不溶態(tài)。第一節(jié)土壤的組成與性質(zhì)一、土壤組成土壤是由固體、液體和氣體三相共同組成的多相體系。土壤溶質(zhì)的種類(lèi)和含量導(dǎo)致土壤溶液組成成分和濃度的變化,并影響土壤溶液和土壤的性質(zhì)。土壤固相包括土壤礦物質(zhì)和土壤有機(jī)質(zhì)。土壤礦物質(zhì)占土壤的絕大部分,約占土壤固體總質(zhì)量的90%以上。土壤有機(jī)質(zhì)約占固體總重量的1%—10%,一般在可耕性土壤中約占5%,且絕大部分在土壤表層。土壤液相是指土壤中水分及其水溶物。土壤有無(wú)數(shù)孔隙充滿空氣,即土壤氣相,典型土壤約有35%的體積是充滿空氣的孔隙。所以土壤具有疏松的結(jié)構(gòu)。典型土壤隨深度呈現(xiàn)不同的層次。最上層為覆蓋層(A0),由地面上的枯枝落葉所構(gòu)成。第二層為淋溶層(A),是土壤中生物最活躍的一層,土壤有機(jī)質(zhì)大部分在這一層,金屬離子和粘土顆粒在此層被淋溶得最顯著。第三層為沉淀層(B),它接納來(lái)自上一層淋溶出來(lái)的有機(jī)物、鹽類(lèi)和粘土顆粒類(lèi)物質(zhì)。C層也叫母質(zhì)層,是由風(fēng)化的成土母巖構(gòu)成。母質(zhì)層下面為未風(fēng)化的基巖,常用D層表示。所謂淋溶(leaching),是指污染物隨滲透水在土壤中沿土壤垂直剖面向下的運(yùn)動(dòng),是污染物在水-土壤顆粒之間吸附—解吸或分配的一種綜合行為。而淋溶層則是指由于淋溶作用使物質(zhì)下移所經(jīng)過(guò)的土層,也可稱(chēng)過(guò)濾層,是土壤中生物最活躍的一層,有機(jī)質(zhì)大部分在這一層。評(píng)價(jià)污染物淋溶性能的指標(biāo)一般使用最大淋溶深度,是指土層中污染物的殘留濃度為500ppb時(shí),污染物所能達(dá)到的最大深度。1、土壤礦物質(zhì)土壤礦物質(zhì)是巖石經(jīng)過(guò)物理風(fēng)化和化學(xué)風(fēng)化形成的。按其成因類(lèi)型可將土壤礦物分成兩類(lèi):一類(lèi)是原生礦物,它們是各種巖石(主要是巖漿巖)受到程度不同的物理風(fēng)化而未經(jīng)化學(xué)風(fēng)化的碎屑物,其原來(lái)的化學(xué)組成和結(jié)晶結(jié)構(gòu)都沒(méi)有改變;另一類(lèi)是次生礦物,它們大多數(shù)是由原生礦物經(jīng)化學(xué)風(fēng)化(三個(gè)歷程:氧化、水解和酸性水解)后形成的新礦物,其化學(xué)組成和晶體結(jié)構(gòu)都有所改變。在土壤形成過(guò)程中,原生礦物以不同的數(shù)量與次生礦物混合成為土壤礦物質(zhì)。(1)原生礦物原生礦物主要有石英、長(zhǎng)石類(lèi)、云母類(lèi)、輝石、角閃石、橄欖石、赤鐵礦、磁鐵礦、磷灰石、黃鐵礦等。其中前五種最常見(jiàn)。土壤中原生礦物的種類(lèi)和含量,隨母質(zhì)的類(lèi)型、風(fēng)化強(qiáng)度和成土過(guò)程的不同而異。土壤中0.001-1mm的砂和粉砂幾乎全部是原生礦物。在原生礦物中,石英最難風(fēng)化,長(zhǎng)石次之,輝石、角閃石、黑云母易風(fēng)化。因而石英常成為較粗的顆粒,遺留在土壤中,構(gòu)成土壤的沙粒部分;輝石、角閃石和黑云母在土壤中殘留較少,一般都被風(fēng)化為次生礦物。土壤中最主要的原生礦物有四類(lèi):硅酸鹽類(lèi)礦物、氧化物類(lèi)礦物、硫化物類(lèi)礦物和磷酸鹽類(lèi)礦物。其中硅酸鹽類(lèi)礦物占巖漿巖重量的80%以上。(2)次生礦物:土壤中次生礦物的種類(lèi)很多,不同的土壤所含的次生礦物的種類(lèi)和數(shù)量也不盡相同。通常根據(jù)其性質(zhì)與結(jié)構(gòu)可分為三類(lèi):簡(jiǎn)單鹽類(lèi)、三氧化物類(lèi)和次生鋁硅酸鹽類(lèi)。次生礦物中的簡(jiǎn)單鹽類(lèi)屬水溶性鹽,易淋溶流失,一般土壤中較少,多存在于鹽漬土中。三氧化物和次生鋁硅酸鹽是土壤礦物中最細(xì)小的部分,粒徑小于0.25μm,一般稱(chēng)之為次生粘土礦物。土壤很多重要物理、化學(xué)過(guò)程和性質(zhì)都和土壤所含的粘土礦物,特別是次生鋁硅酸鹽的種類(lèi)和數(shù)量有關(guān)。2、土壤有機(jī)質(zhì)(1)概要介紹土壤有機(jī)質(zhì)是土壤中含碳有機(jī)化合物的總稱(chēng)。一般占土壤固相總重量的10%以下,卻是土壤的重要組成部分,是土壤形成的主要標(biāo)志,對(duì)土壤性質(zhì)有很大的影響。土壤有機(jī)質(zhì)主要來(lái)源于動(dòng)植物和微生物殘?bào)w。可以分為兩大類(lèi),①非腐殖物質(zhì):指的是組成有機(jī)體的各種有機(jī)化合物,如蛋白質(zhì)、糖、樹(shù)脂、有機(jī)酸等。占10%-15%。②腐殖質(zhì):占85%-90%。腐殖質(zhì)是地表分布最廣的天然有機(jī)物,是動(dòng)植物殘?bào)w在土地微生物的作用下,通過(guò)復(fù)雜的反應(yīng)轉(zhuǎn)化而成的暗色、無(wú)定形、難于分解、組成復(fù)雜的高分子有機(jī)物。包括:富里酸、胡敏酸、胡敏素。其中,富里酸溶于(2)提取方法土壤或沉積物不溶物可溶物用堿液提取用酸處理用乙醇提?。?)測(cè)定方法:K2Cr2O7-H2SO4氧化法用定量的重鉻酸鉀-硫酸溶液,在電砂浴加熱條件下,使土壤中的有機(jī)碳氧化,剩余的重鉻酸鉀用硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,并以二氧化硅為添加物作試劑空白標(biāo)定,根據(jù)氧化前后氧化劑質(zhì)量差值,計(jì)算出有機(jī)碳量,再乘以系數(shù)1.724,即為土壤有機(jī)質(zhì)含量。3、土壤水分土壤水分是土壤的重要組成部分,主要來(lái)源于大氣降水、灌溉和地下水。水進(jìn)入土壤以后,由于土壤顆粒表面的吸附力和微細(xì)孔隙的毛細(xì)管力,可將一部分水保持住。但不同土壤保持水分的能力不同。砂土由于土質(zhì)疏松,孔隙大,水分容易滲漏流失;粘土土質(zhì)細(xì)密,孔隙小,水分不容易滲漏流失。氣候條件對(duì)土壤水分含量影響也很大。①吸濕水:?jiǎn)挝惑w積的土壤具有的土壤顆粒表面積很大,因而具有很強(qiáng)的吸附力,能將周?chē)h(huán)境中水汽分子吸附于自身表面。這種束縛在土粒表面的水分即吸濕水。②毛管水:土壤顆粒間的細(xì)小的空隙可視為毛管,土壤中薄膜水達(dá)最大后,多余的水分是由毛管力吸持在土壤的細(xì)小孔隙中,稱(chēng)為毛管水。③重力水:毛管力隨著毛管直徑增大而減小。土壤中較大直徑的孔隙為非毛管孔隙。若土壤的含水量超過(guò)了土壤的田間持水量,多余的水分不能被毛管力吸持,在重力作用下將沿著非毛管孔隙下滲,這部分土壤水稱(chēng)為重力水。④膜狀水:當(dāng)吸濕水大最大數(shù)量后,土粒已無(wú)足夠力量吸附空氣中活動(dòng)力較強(qiáng)的水汽分子,只能吸持周?chē)h(huán)境中處于液態(tài)的水分子。有這種吸著力吸持的水分使吸濕水外面的薄膜逐漸加厚,形成連續(xù)的水膜,故稱(chēng)為膜狀水。土壤水分并非純水,實(shí)際上是土壤中各種成分和污染物溶解形成的溶液,即土壤溶液。因此土壤水分既是植物養(yǎng)分的主要來(lái)源,也是進(jìn)入土壤的各種污染物向其他環(huán)境圈層(如水圈、生物圈等)遷移的媒介。土壤溶液是土壤與環(huán)境間物質(zhì)交換的載體,是物質(zhì)遷移與運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ),也是植物根系獲取養(yǎng)分最基本的途徑。由于土壤溶液與土壤固相構(gòu)成了一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡體系,因此,土壤溶液的組成在一定程度上反映了發(fā)生在土壤中的各種反應(yīng)。4、土壤中的空氣土壤空氣組成與大氣基本相似,主要成分都是N2、O2和CO2。其差異主要表現(xiàn)在:①土壤空氣存在于相互隔離的土壤空孔隙中,是一個(gè)不連續(xù)的體系。②在O2和CO2含量上有很大的差異。土壤空氣中CO2含量比大氣中高得多。大氣中CO2含量為0.02%-0.03%,而土壤空氣中CO2含量一般為0.15%-0.65%,甚至高達(dá)5%,這主要因?yàn)樯锖粑饔煤陀袡C(jī)物分解產(chǎn)生。氧的含量低于大氣,而水蒸氣的含量比大氣中高得多。③土壤空氣中還含有少量還原性氣體,如CH4、H2S、H2、NH3等。如果是被污染的土壤,其空氣中還可能存在污染物。20分鐘5分鐘5分鐘15分鐘15分鐘15分鐘10分鐘5分鐘啟發(fā)引導(dǎo)展示圖片啟發(fā)引導(dǎo)啟發(fā)引導(dǎo)圖片教學(xué)啟發(fā)引導(dǎo)啟發(fā)引導(dǎo)啟發(fā)引導(dǎo)啟發(fā)引導(dǎo)填表說(shuō)明:1.本頁(yè)可續(xù)頁(yè);2.教學(xué)方法如:項(xiàng)目教學(xué)、案例分析、分組討論、角色扮演、啟發(fā)引導(dǎo)等;3.教學(xué)手段如:課件演示、模型講解、實(shí)物講解、掛圖講解、視頻講解、網(wǎng)絡(luò)課程等。授課教案首頁(yè)2015—2016學(xué)年第2學(xué)期生物工程學(xué)院食品與環(huán)境技術(shù)系(部)環(huán)境教研室課程名稱(chēng)固體廢物與物理性污染監(jiān)測(cè)任課教師路鵬授課形式理論教學(xué)∨□課內(nèi)實(shí)踐□理實(shí)一體□習(xí)題復(fù)習(xí)□考核評(píng)價(jià)□其他活動(dòng)□課時(shí)安排2序號(hào)4授課日期3月1日月日月日月日授課班級(jí)14環(huán)監(jiān)教學(xué)內(nèi)容:1固廢樣品的采集與制備教學(xué)目標(biāo):了解固廢樣品的采集與制備重點(diǎn)難點(diǎn)及解決方法:固廢樣品的采集固廢樣品的制備反復(fù)強(qiáng)調(diào),課堂提問(wèn)授課地點(diǎn):環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)訓(xùn)室教學(xué)媒體:多媒體設(shè)備及材料:多媒體其它資源:學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)方式:教師評(píng)價(jià),學(xué)生互評(píng)作業(yè)和思考題:固廢樣品的采集有哪些基本要求課后小結(jié):填表說(shuō)明:1.序號(hào),指該課程授課的順序號(hào),應(yīng)與授課計(jì)劃一致;2.授課形式在相應(yīng)的選項(xiàng)打“√”。授課教案教學(xué)內(nèi)容及過(guò)程時(shí)間分配方法及手段樣品的采集(一)采樣工具包括:尖頭鋼鍬、鋼尖鎬(腰斧)、采樣鏟(采樣器)、具蓋采樣桶或內(nèi)襯塑料的采樣袋。(二)采樣程序
1、據(jù)固體廢物批量大小確定份樣(由一批廢物中的一個(gè)點(diǎn)或一個(gè)部位,按規(guī)定量取出的樣品)個(gè)數(shù)。2、據(jù)固體廢物的最大粒度(95%以上能通過(guò)的最小篩孔尺寸)確定份樣量。3、根據(jù)采樣方法,隨機(jī)采集份樣,組成總樣,并認(rèn)真填寫(xiě)采樣記錄表。(三)份樣數(shù):按表4-3確定應(yīng)采份樣個(gè)數(shù)。(四)份樣量:按表4-4確定每個(gè)份樣應(yīng)采的最小重量。所采的每個(gè)份樣量應(yīng)大致相等,其相對(duì)誤差不大于20%。液態(tài)的廢物的份樣量以不小于100mL的采樣瓶(或采樣器)所盛量為宜。二)采樣方法1、現(xiàn)場(chǎng)采樣:確定樣品的批量,然后計(jì)算出采樣間隔,進(jìn)行流動(dòng)間隔采樣。
采樣間隔≤批量(t)/規(guī)定的份樣數(shù)2、運(yùn)輸車(chē)及容器采樣:車(chē)數(shù)不多于規(guī)定的份樣數(shù),每車(chē)采份樣數(shù)按下式計(jì)算:每車(chē)應(yīng)采份樣數(shù)=規(guī)定份樣數(shù)/車(chē)數(shù)
--車(chē)數(shù)多于規(guī)定的份樣數(shù),按表4-5選出最少的采樣車(chē)數(shù),然后從所選車(chē)中各隨機(jī)采集一個(gè)份樣。--車(chē)中,采樣點(diǎn)應(yīng)均勻分布在車(chē)廂的對(duì)角線上,端點(diǎn)距車(chē)角應(yīng)大于0.5m,表層去掉30cm。--對(duì)于一批若干容器盛裝的廢物,選取最少容器數(shù),并且每個(gè)容器中均隨機(jī)采兩個(gè)樣品。3、廢渣堆采樣法:按表4-3確定的份樣數(shù),確定采樣點(diǎn)數(shù),在每點(diǎn)上從0.5-1.0m深處各隨機(jī)采樣一份。樣品的制備(一)制樣工具:粉碎機(jī)(破碎機(jī))、藥碾、鋼錘、標(biāo)準(zhǔn)套篩、十字分樣板、機(jī)械縮分器。(二)制樣要求:
1、在制樣全過(guò)程中,應(yīng)防止藥品產(chǎn)生任何化學(xué)變化和污染。若制樣過(guò)程中,可能對(duì)樣品的性質(zhì)產(chǎn)生顯著影響,則應(yīng)盡量保持原來(lái)狀態(tài)。2、濕樣品應(yīng)在室溫下自然干燥,使其達(dá)到適于破碎、篩分、縮分的程度。3、制備的樣品應(yīng)過(guò)篩后(篩孔為5mm),裝瓶備用。(三)制樣程序:1、粉碎:用機(jī)械或人工方法把全部樣品逐級(jí)破碎,通過(guò)5mm篩孔。粉碎過(guò)程中,不可隨意丟棄難于破碎的粗粒。2、縮分:將樣品于清潔、平整不吸水的板面上堆成圓錐型,每鏟物料自圓錐頂端落下,使均勻地沿錐尖散落,不可使圓錐中心錯(cuò)位。反復(fù)轉(zhuǎn)堆,至少三周,使其充分混合。然后將圓錐頂端輕輕壓平,攤開(kāi)物料后,用十字板自上壓下,分成四等份,取兩個(gè)對(duì)角的等份,重復(fù)操作數(shù)次,直至不少于1kg試樣為止。(2)樣品的保存1、密封保存2、貼標(biāo)簽標(biāo)簽上應(yīng)注明:編號(hào)、廢物名稱(chēng)、采樣地點(diǎn)、批量、采樣人、制樣人、時(shí)間;特殊樣品:可采用冷凍或充惰性氣體等方法保存;3、制備好的樣品,一般有效保存期為三個(gè)月,易變質(zhì)的試樣不受此限制。20分鐘25分鐘30分鐘15分鐘啟發(fā)引導(dǎo)啟發(fā)引導(dǎo)啟發(fā)引導(dǎo)啟發(fā)引導(dǎo)啟發(fā)引導(dǎo)課堂提問(wèn)啟發(fā)引導(dǎo)填表說(shuō)明:1.本頁(yè)可續(xù)頁(yè);2.教學(xué)方法如:項(xiàng)目教學(xué)、案例分析、分組討論、角色扮演、啟發(fā)引導(dǎo)等;3.教學(xué)手段如:課件演示、模型講解、實(shí)物講解、掛圖講解、視頻講解、網(wǎng)絡(luò)課程等。授課教案首頁(yè)2015—2016學(xué)年第2學(xué)期生物工程學(xué)院食品與環(huán)境技術(shù)系(部)環(huán)境教研室課程名稱(chēng)固體廢物與物理性污染監(jiān)測(cè)任課教師路鵬授課形式理論教學(xué)□課內(nèi)實(shí)踐∨□理實(shí)一體□習(xí)題復(fù)習(xí)□考核評(píng)價(jià)□其他活動(dòng)□課時(shí)安排4序號(hào)4授課日期3月3日月日月日月日授課班級(jí)14環(huán)監(jiān)教學(xué)內(nèi)容:2固廢樣品的采集與制備(固廢)教學(xué)目標(biāo):掌握固廢樣品的采集與制備重點(diǎn)難點(diǎn)及解決方法:固廢樣品的采集與制備授課地點(diǎn):環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)訓(xùn)室教學(xué)媒體:多媒體設(shè)備及材料:多媒體其它資源:學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)方式:教師評(píng)價(jià),學(xué)生互評(píng)作業(yè)和思考題:采樣應(yīng)注意哪些問(wèn)題樣品預(yù)處理的方法課后小結(jié):填表說(shuō)明:1.序號(hào),指該課程授課的順序號(hào),應(yīng)與授課計(jì)劃一致;2.授課形式在相應(yīng)的選項(xiàng)打“√”。教學(xué)內(nèi)容及過(guò)程時(shí)間分配方法及手段1
固廢樣品的采集與處理
固廢樣品的采集是固廢分析工作中的一個(gè)重要環(huán)節(jié),是直接影響著分析結(jié)果和結(jié)論是否正確的一個(gè)先決條件。由于固廢特別是農(nóng)業(yè)固廢本身的差異很大,采樣誤差要比分析誤差大得多,因此必須重視采集有代表性的樣品。另外,要根據(jù)分析目的不同而采用不同的采樣和處理方法。1—1.1
固廢樣品的采集1
采集時(shí)間和工具采樣時(shí)要特別注意時(shí)間因素,同一時(shí)間內(nèi)采取的土樣分析結(jié)果才能相互比較。常用的采樣工具有鐵锨、管形土鉆和螺旋土鉆。2
固廢樣品采集的方法采樣的方法因分析目的不同而不同。(1)固廢剖面樣品。研究固廢基本理化性質(zhì),按固廢層次采樣。一般每層采樣1kg,分別裝入袋中并做好標(biāo)記。(2)固廢物理性質(zhì)樣品。如果是進(jìn)行固廢物理性質(zhì)的測(cè)定,必須采集原狀固廢樣品。在取樣過(guò)程中,要?jiǎng)內(nèi)ネ翂K外面直接與土鏟接觸部分。(3)固廢鹽分動(dòng)態(tài)樣品。研究鹽分在固廢剖面中的分布和變動(dòng)時(shí),可從地表起每10cm或20cm采集一個(gè)樣品。采樣點(diǎn)的分布方式主要有:對(duì)角線取樣法(圖1):適用于面積不大,地勢(shì)平坦,肥力均勻的地塊。棋盤(pán)式取樣法(圖2):適用于中等面積,地勢(shì)平坦、地形完整,但地力不均勻的地塊。之字形取樣法(圖3):適用于面積較大,地勢(shì)不平坦地形多變的地塊。如果采來(lái)的固廢樣品數(shù)量太多,可用四分法將多余的固廢棄去,一般保留1kg左右的即可。四分法的方法是:將采集的固廢樣品弄碎混合并鋪成四方形,然后劃對(duì)角線分成四等份,取其對(duì)角的兩份,其余兩份棄去。如果所得的樣品仍然很多,可再用四分法處理,直到所需數(shù)量為止。取土樣1kg裝袋,袋內(nèi)外各放一標(biāo)簽,上面用鉛筆寫(xiě)明編號(hào)、采集地點(diǎn)、地形、固廢名稱(chēng)、時(shí)間、深度、作物、采集人等,采完后將坑或鉆眼填平。×
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圖1
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圖2
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圖3
1—1.2
固廢樣品的處理固廢樣品的處理包括風(fēng)干、去雜、磨細(xì)、過(guò)篩、混勻、裝瓶保存和登記等操作過(guò)程。1
風(fēng)干和去雜采回的樣,除特殊要求鮮樣外,一般要及時(shí)風(fēng)干。其方法是將固廢樣品放在陰涼干燥通風(fēng)、又無(wú)特殊的氣體(如氯氣、氨氣、二氧化硫等)、無(wú)灰塵污染的室內(nèi),把樣品弄碎后平鋪在干凈的牛皮紙上,攤成薄薄的一層,并且經(jīng)常翻動(dòng),加速干燥。切忌陽(yáng)光直接曝曬或烘烤。在土樣稍干后,要將大土塊捏碎(尤其是粘性固廢),以免結(jié)成硬塊后難以磨細(xì)。為樣品風(fēng)干做準(zhǔn)備。主要儀器固廢篩、土鉆、牛皮紙、木塊、廣口瓶、米尺、鐵锨、固廢袋、標(biāo)簽、鉛筆。學(xué)生分組采集處理固廢樣品20分鐘25分鐘45分鐘啟發(fā)引導(dǎo)課堂討論啟發(fā)引導(dǎo)教師演示授課教案首頁(yè)2015—2016學(xué)年第2學(xué)期生物工程學(xué)院食品與環(huán)境技術(shù)系(部)環(huán)境教研室課程名稱(chēng)固體廢物與物理性污染監(jiān)測(cè)任課教師路鵬授課形式理論教學(xué)□課內(nèi)實(shí)踐∨□理實(shí)一體□習(xí)題復(fù)習(xí)□考核評(píng)價(jià)□其他活動(dòng)□課時(shí)安排2序號(hào)5授課日期3月8日月日月日月日授課班級(jí)14環(huán)監(jiān)教學(xué)內(nèi)容:固廢樣品的采集與制備教學(xué)目標(biāo):掌握固廢樣品的采集與制備重點(diǎn)難點(diǎn)及解決方法:固廢樣品的采集與制備授課地點(diǎn):環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)訓(xùn)室教學(xué)媒體:多媒體設(shè)備及材料:多媒體其它資源:學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)方式:教師評(píng)價(jià),學(xué)生互評(píng)作業(yè)和思考題:固廢背景值采樣應(yīng)注意哪些問(wèn)題固廢樣品預(yù)處理的方法課后小結(jié):填表說(shuō)明:1.序號(hào),指該課程授課的順序號(hào),應(yīng)與授課計(jì)劃一致;2.授課形式在相應(yīng)的選項(xiàng)打“√”。教學(xué)內(nèi)容及過(guò)程時(shí)間分配方法及手段
1—1.2
固廢樣品的處理固廢樣品的處理包括風(fēng)干、去雜、磨細(xì)、過(guò)篩、混勻、裝瓶保存和登記等操作過(guò)程。復(fù)習(xí)前次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1
風(fēng)干和去雜采回的樣,除特殊要求鮮樣外,一般要及時(shí)風(fēng)干。其方法是將固廢樣品放在陰涼干燥通風(fēng)、又無(wú)特殊的氣體(如氯氣、氨氣、二氧化硫等)、無(wú)灰塵污染的室內(nèi),把樣品弄碎后平鋪在干凈的牛皮紙上,攤成薄薄的一層,并且經(jīng)常翻動(dòng),加速干燥。切忌陽(yáng)光直接曝曬或烘烤。在焚燒底渣稍干后,要將大塊捏碎(尤其是粘性固廢),以免結(jié)成硬塊。焚燒底渣樣品風(fēng)干后,應(yīng)揀出鐵絲以及固廢中的石子、磚、陶等碎片,若過(guò)多,將其揀出并稱(chēng)重,記下所占的百分?jǐn)?shù)。2
磨細(xì)、過(guò)篩和保存進(jìn)行物理分析時(shí),取風(fēng)干樣100—200g,放在牛皮紙上,用木塊碾碎,放在有蓋底的18號(hào)篩(孔徑1mm)中,使之通過(guò)1mm的篩子,留在篩上的土塊再倒在牛皮紙上重新碾磨。如此反復(fù)多次,直到全部通過(guò)為止。不得拋棄或遺漏,但石礫切勿壓碎。篩子上的石礫應(yīng)揀出稱(chēng)重并保存,以備石礫稱(chēng)重計(jì)算之用。同時(shí)將過(guò)篩的土樣稱(chēng)重,以計(jì)算石礫重量百分?jǐn)?shù),然后將過(guò)篩后的固廢樣品充分混合均勻后盛于廣口瓶中,作為固廢顆粒分析以及其它物理性質(zhì)測(cè)定之用?;瘜W(xué)分析時(shí),取風(fēng)干好的土樣如以上方法將其研碎,并使其全部通過(guò)18號(hào)篩(孔徑1mm)。所得的固廢樣品,可用以測(cè)定速效性養(yǎng)分、pH值等。測(cè)定全磷、全氮和有機(jī)質(zhì)含量時(shí),可將通過(guò)18號(hào)篩的固廢樣品,進(jìn)一步研磨,使其全部通過(guò)60號(hào)篩(孔徑0.25mm)。測(cè)定全鉀時(shí),應(yīng)將全部通過(guò)100號(hào)篩(孔徑0.149mm)的固廢樣品,作為其分析用。研磨過(guò)篩后的固廢樣品混勻后,裝入廣口瓶中。樣品裝入廣口瓶后,應(yīng)貼上標(biāo)簽,并注明其樣號(hào)、土類(lèi)名稱(chēng)、采樣地點(diǎn)、采樣深度、采樣日期、篩孔徑、采集人等。一般樣品在廣口瓶?jī)?nèi)可保存半年至一年。瓶?jī)?nèi)的樣品應(yīng)保存在樣品架上,盡量避免日光、高溫、潮濕或酸堿氣體等的影響,否則影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。主要儀器固廢篩、牛皮紙、木棍、自封袋、標(biāo)簽、鉛筆。學(xué)生分組采集處理固廢樣品20分鐘20分鐘25分鐘25分鐘提問(wèn)前次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容啟發(fā)引導(dǎo)課堂討論授課教案首頁(yè)2015—2016學(xué)年第2學(xué)期生物工程學(xué)院食品與環(huán)境技術(shù)系(部)環(huán)境教研室課程名稱(chēng)固體廢物與物理性污染監(jiān)測(cè)任課教師路鵬授課形式理論教學(xué)□課內(nèi)實(shí)踐∨□理實(shí)一體□習(xí)題復(fù)習(xí)□考核評(píng)價(jià)□其他活動(dòng)□課時(shí)安排4序號(hào)6授課日期3月10日月日月日月日授課班級(jí)14環(huán)監(jiān)教學(xué)內(nèi)容:固廢含水量的測(cè)定教學(xué)目標(biāo):掌握固廢含水量的測(cè)定重點(diǎn)難點(diǎn)及解決方法:準(zhǔn)確的確定固廢恒重點(diǎn)授課地點(diǎn):環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)訓(xùn)室教學(xué)媒體:多媒體設(shè)備及材料:烘箱,鋁盒,土篩,電子天平,其它資源:學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)方式:教師評(píng)價(jià),學(xué)生互評(píng)作業(yè)和思考題:完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告課后小結(jié):填表說(shuō)明:1.序號(hào),指該課程授課的順序號(hào),應(yīng)與授課計(jì)劃一致;2.授課形式在相應(yīng)的選項(xiàng)打“√”。授課教案教學(xué)內(nèi)容及過(guò)程時(shí)間分配方法及手段一.任務(wù)的布置1.固廢(垃圾焚燒廠底渣)含水量的測(cè)定。2.實(shí)驗(yàn)任務(wù)及講義的詳解(1)學(xué)生以小組為單位,先閱讀情境講義。(2)在閱讀的基礎(chǔ)上老師帶領(lǐng)學(xué)生一起詳解情境講義,包括原理、方法和步驟。(3)學(xué)生提問(wèn)及答疑學(xué)生經(jīng)過(guò)老師詳解情境講義之后,對(duì)一些不明白或不清楚的地方向老師提問(wèn)或互相討論。二.實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行1.實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作每一小組非采樣的同學(xué)在采樣同學(xué)去采樣過(guò)程中,開(kāi)展實(shí)訓(xùn)前的準(zhǔn)備工作2.固廢含水量的測(cè)定
吸濕水是風(fēng)干樣品水分的含量,是各項(xiàng)分析結(jié)果計(jì)算的基礎(chǔ)。固廢吸濕水的測(cè)定測(cè)定原理風(fēng)干固廢樣品中的吸濕水在105±2℃的烘箱中可被烘干,從而可求出固廢失水重量占烘干后土重的百分?jǐn)?shù)。在此溫度下,自由水和吸濕水都被烘干,然而固廢有機(jī)質(zhì)不能被分解。
測(cè)定步驟1.取一干凈又經(jīng)烘干的有標(biāo)號(hào)的鋁盒(或稱(chēng)量瓶)在分析天平上稱(chēng)重為A。2.然后加入風(fēng)干土樣5—10g(精確到0.0001g),并精確稱(chēng)出鋁盒與土樣的總重量B。3.將鋁盒蓋斜蓋在鋁盒上面呈半開(kāi)啟狀態(tài),放入烘箱中,保持烘箱內(nèi)溫度105±2℃,烘6小時(shí)。4.待烘箱內(nèi)溫度冷卻到50℃時(shí),將鋁盒從烘箱中取出,并放入干燥器內(nèi)冷卻至室溫稱(chēng)重,然后再啟開(kāi)鋁盒蓋烘2小時(shí),冷卻后稱(chēng)其恒重為C。前后兩次稱(chēng)重之差不大于3mg。結(jié)果計(jì)算該土樣吸濕水的含量(%)=[(B-A)-(C-A)/(C-A)×100%=[(濕土重-烘干土重)/烘干土重×100%注意事項(xiàng)(1)要控制好烘箱內(nèi)的溫度,使其保持在105±2℃,過(guò)高過(guò)低都將影響測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。(2)干燥器內(nèi)所放的干燥劑要在充分干燥的情況下方可放入烘干土樣。否則干燥劑要重新烘干或更換后方可放入干燥器中。主要儀器鋁盒、分析天平(0.0001g)、角匙、烘箱、坩堝鉗、干燥器、瓷盤(pán)3.實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)及報(bào)告的完成15分鐘20分鐘5-10分鐘10分鐘35分鐘35分鐘35分鐘20分鐘方法:?jiǎn)l(fā)引導(dǎo)手段:集中講授方法:學(xué)生自學(xué)和老師講授相結(jié)合手段:集中講授和個(gè)別答疑方法:講授、示范+實(shí)練手段:實(shí)訓(xùn)教學(xué)填表說(shuō)明:1.本頁(yè)可續(xù)頁(yè);2.教學(xué)方法如:項(xiàng)目教學(xué)、案例分析、分組討論、角色扮演、啟發(fā)引導(dǎo)等;3.教學(xué)手段如:課件演示、模型講解、實(shí)物講解、掛圖解、視頻講解、網(wǎng)絡(luò)課程等。授課教案首頁(yè)2015—2016學(xué)年第2學(xué)期生物工程學(xué)院食品與環(huán)境技術(shù)系(部)環(huán)境教研室課程名稱(chēng)固體廢物與物理性污染監(jiān)測(cè)任課教師路鵬授課形式理論教學(xué)□課內(nèi)實(shí)踐∨□理實(shí)一體□習(xí)題復(fù)習(xí)□考核評(píng)價(jià)□其他活動(dòng)□課時(shí)安排2序號(hào)7授課日期3月15日月日月日月日授課班級(jí)14環(huán)監(jiān)教學(xué)內(nèi)容:5固廢pH值的測(cè)定教學(xué)目標(biāo):掌握固廢pH值的測(cè)定掌握pH計(jì)的使用方法重點(diǎn)難點(diǎn)及解決方法:固廢浸提液的制備pH計(jì)的校準(zhǔn)授課地點(diǎn):環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)訓(xùn)室教學(xué)媒體:多媒體設(shè)備及材料:酸度計(jì)其它資源:學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)方式:教師評(píng)價(jià),學(xué)生互評(píng)作業(yè)和思考題:完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告課后小結(jié):填表說(shuō)明:1.序號(hào),指該課程授課的順序號(hào),應(yīng)與授課計(jì)劃一致;2.授課形式在相應(yīng)的選項(xiàng)打“√”。授課教案教學(xué)內(nèi)容及過(guò)程時(shí)間分配方法及手段一.任務(wù)的布置1.焚燒底渣與學(xué)校周?chē)程幫寥繮H值比較。2.實(shí)驗(yàn)任務(wù)及講義的詳解(1)學(xué)生以小組為單位,先閱讀情境講義。(2)在閱讀的基礎(chǔ)上老師帶領(lǐng)學(xué)生一起詳解情境講義,包括原理、方法和步驟。(3)學(xué)生提問(wèn)及答疑學(xué)生經(jīng)過(guò)老師詳解情境講義之后,對(duì)一些不明白或不清楚的地方向老師提問(wèn)或互相討論。二.實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行1.實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作每一小組非采樣的同學(xué)在采樣同學(xué)去采樣過(guò)程中,開(kāi)展實(shí)訓(xùn)前的準(zhǔn)備工作2.固廢PH值的測(cè)定預(yù)備實(shí)驗(yàn)采用pH試紙對(duì)pH值進(jìn)行初步的測(cè)定固廢pH值的測(cè)定-電位測(cè)定法方法原理:用水浸提液或固廢懸液測(cè)定pH值時(shí),應(yīng)用指示電極PHS—3C復(fù)合電極測(cè)定該試液或懸液的電位差。由于電極的電位是固定的,因而該電位差的大小取決于試液中的氟離子活度,在酸度計(jì)上可直接讀出pH值。主要儀器:pH酸度計(jì)試劑配制:(1)pH4.01標(biāo)準(zhǔn)緩沖液。稱(chēng)取經(jīng)105℃烘干的苯二甲酸氫鉀(KHC8H4O4)10.21g,用蒸餾水溶解后稀釋至1000ml。(2)pH6.87標(biāo)準(zhǔn)緩沖液。稱(chēng)取在45℃烘干的磷酸二氫鉀(KH2PO4)3.39g和無(wú)水磷酸氫二鈉(Na2HPO4)3.53g,溶解在蒸餾水中,定容至1000ml。(3)pH9.18標(biāo)準(zhǔn)緩沖液。稱(chēng)3.80g硼砂(Na2B4O7·10H2O)溶于蒸餾水中,定容至1000ml。此溶液的pH值容易變化,應(yīng)注意保存。15分鐘20分鐘5-10分鐘45分鐘方法:?jiǎn)l(fā)引導(dǎo)手段:集中講授方法:學(xué)生自學(xué)和老師講授相結(jié)合手段:集中講授方法:講授、示范+實(shí)練手段:實(shí)訓(xùn)教學(xué)填表說(shuō)明:1.本頁(yè)可續(xù)頁(yè);2.教學(xué)方法如:項(xiàng)目教學(xué)、案例分析、分組討論、角色扮演、啟發(fā)引導(dǎo)等;3.教學(xué)手段如:課件演示、模型講解、實(shí)物講解、掛圖解、視頻講解、網(wǎng)絡(luò)課程等。授課教案首頁(yè)2015—2016學(xué)年第2學(xué)期生物工程學(xué)院食品與環(huán)境技術(shù)系(部)環(huán)境教研室課程名稱(chēng)固體廢物與物理性污染監(jiān)測(cè)任課教師路鵬授課形式理論教學(xué)□課內(nèi)實(shí)踐∨□理實(shí)一體□習(xí)題復(fù)習(xí)□考核評(píng)價(jià)□其他活動(dòng)□課時(shí)安排4序號(hào)8授課日期3月17日月日月日月日授課班級(jí)14環(huán)監(jiān)教學(xué)內(nèi)容:固廢鈣鎂離子含量的測(cè)定教學(xué)目標(biāo):掌握固廢中鈣鎂離子含量的測(cè)定能夠正確使用滴定管進(jìn)行樣品滴定能夠正確的選擇指示劑及判斷滴定終點(diǎn)重點(diǎn)難點(diǎn)及解決方法:緩沖溶液的配制滴定終點(diǎn)的判斷授課地點(diǎn):環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)訓(xùn)室教學(xué)媒體:多媒體設(shè)備及材料:滴定管其它資源:學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)方式:教師評(píng)價(jià),學(xué)生互評(píng)作業(yè)和思考題:完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告課后小結(jié):填表說(shuō)明:1.序號(hào),指該課程授課的順序號(hào),應(yīng)與授課計(jì)劃一致;2.授課形式在相應(yīng)的選項(xiàng)打“√”。授課教案教學(xué)內(nèi)容及過(guò)程時(shí)間分配方法及手段一.任務(wù)的布置1.某處固廢鈣鎂離子含量的測(cè)定。2.實(shí)驗(yàn)任務(wù)及講義的詳解(1)學(xué)生以小組為單位,先閱讀情境講義。(2)在閱讀的基礎(chǔ)上老師帶領(lǐng)學(xué)生一起詳解情境講義,包括原理、方法和步驟。(3)學(xué)生提問(wèn)及答疑學(xué)生經(jīng)過(guò)老師詳解情境講義之后,對(duì)一些不明白或不清楚的地方向老師提問(wèn)或互相討論。二.實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行1.實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作每一小組非采樣的同學(xué)在采樣同學(xué)去采樣過(guò)程中,開(kāi)展實(shí)訓(xùn)前的準(zhǔn)備工作2.固廢鈣鎂離子含量的測(cè)定方法原理
EDTA能與多種金屬陽(yáng)離子在不同的pH條件下形成穩(wěn)定的絡(luò)合物,而且反應(yīng)與金屬陽(yáng)離子的價(jià)數(shù)無(wú)關(guān)。用EDTA滴定鈣、鎂時(shí),應(yīng)首先調(diào)節(jié)待測(cè)液的適宜酸度,然后加鈣、鎂指示劑進(jìn)行滴定。在pH10并有大量銨鹽存在時(shí),將指示劑加入待測(cè)液后,首先與鈣、鎂離子形成紅色絡(luò)合物,使溶液呈紅色或紫紅色。當(dāng)用EDTA進(jìn)行滴定時(shí),由于EDTA對(duì)鈣、鎂離子的絡(luò)合能力遠(yuǎn)比指示劑強(qiáng),因此,在滴定過(guò)程中,原先為指示劑所絡(luò)合的鈣、鎂離子即開(kāi)始為EDTA所奪取,當(dāng)溶液由紅色變?yōu)樘m色時(shí),即達(dá)到滴定終點(diǎn)。鈣、鎂離子全部被EDTA絡(luò)合。在pH12,無(wú)銨鹽存在時(shí),待測(cè)液中鎂將沉淀為氫氧化鎂。故可用EDTA單獨(dú)滴定鈣,仍用酸性鉻藍(lán)K—萘酚綠B作指示劑,終點(diǎn)由紅色變?yōu)樘m色。試劑
(1)0.01mol/LEDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液:稱(chēng)取3.720克EDTA二鈉鹽溶解于無(wú)二氧化碳的蒸餾水中,微熱溶解,冷卻后定容到1升,再用標(biāo)準(zhǔn)鈣標(biāo)定。(2)氨緩沖液:稱(chēng)取氯化銨33.75克,溶于150毫升無(wú)二氧化碳蒸餾水中,加濃氫氧化銨(比重0.90)285毫升混合,然后加水稀釋至500毫升,此溶液pH為10。(3)K—B指示劑:先稱(chēng)取50克無(wú)水硫酸鉀放在瑪瑙研缽中研細(xì),然后分別稱(chēng)取0.5克酸性鉻藍(lán)K,1克萘酚綠B,放于瑪瑙研缽中,繼續(xù)進(jìn)行研磨,混合均勻。(4)鉻黑T指示劑:0.5克鉻黑T與100克烘干的NaCl共研至極細(xì),貯于棕色瓶中。(5)鈣指示劑:0.5克鈣指示劑(C21H14O7N2S)與50克NaCl研細(xì)混勻,貯于棕色瓶中。(6)2mol/LNaOH溶液:0.8克NaOH溶于100ml無(wú)二氧化碳水中。操作步驟1
Ca2++Mg2+合量的測(cè)定:吸取待測(cè)液25.00ml于150ml三角瓶中,加pH10氨緩沖液2ml,搖勻后加K—B指示劑或鉻黑T指示劑1小勺(約0.1克),用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至由酒紅色突變?yōu)榧兯{(lán)色為終點(diǎn)。記錄EDTA溶液的用量為V1。2
Ca2+的測(cè)定:另吸取固廢浸出液25ml于三角瓶中,加1:1HCl1滴,充分搖動(dòng)煮沸1分鐘趕出CO2,冷卻后,加2mol/LNaOH2ml,搖勻,用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,接近終點(diǎn)時(shí)須逐滴加入,充分搖動(dòng),直至溶液由酒紅色突變?yōu)榧兯{(lán)色,記錄EDTA溶液的體積為V2。結(jié)果計(jì)算固廢鈣,mmol1/2Ca2+/kg=2×V2/W×100Ca2+,%=Ca2+,mmol1/2Ca2+/kg×0.0200固廢鎂,mmol1/2Mg2+/kg=2M(V1-V2)/W×100Mg2+,%=Mg2+,mmol1/2Mg2+/kg×0.0122式中:V1和V2—滴定(Ca2++Mg2+)和Ca2+時(shí)所消耗的EDTA標(biāo)準(zhǔn)液ml數(shù);M—EDTA的摩爾濃度,折合為1/2Ca2+或1/2Mg2+摩爾濃度時(shí)須乘2;W—與吸取浸出液相當(dāng)?shù)臉悠分?g)0.0200和0.0122—Ca2+和Mg2+摩爾質(zhì)量,mg/mmol。15分鐘5-10分鐘30分鐘45分鐘45分鐘方法:?jiǎn)l(fā)引導(dǎo)手段:集中講授方法:學(xué)生自學(xué)和老師講授相結(jié)合手段:集中講授和個(gè)別答疑方法:講授、示范+實(shí)練手段:實(shí)訓(xùn)教學(xué)填表說(shuō)明:1.本頁(yè)可續(xù)頁(yè);2.教學(xué)方法如:項(xiàng)目教學(xué)、案例分析、分組討論、角色扮演、啟發(fā)引導(dǎo)等;3.教學(xué)手段如:課件演示、模型講解、實(shí)物講解、掛圖解、視頻講解、網(wǎng)絡(luò)課程等。授課教案首頁(yè)2015—2016學(xué)年第2學(xué)期生物工程學(xué)院食品與環(huán)境技術(shù)系(部)環(huán)境教研室課程名稱(chēng)固體廢物與物理性污染監(jiān)測(cè)任課教師路鵬授課形式理論教學(xué)∨□課內(nèi)實(shí)踐□理實(shí)一體□習(xí)題復(fù)習(xí)□考核評(píng)價(jià)□其他活動(dòng)□課時(shí)安排2序號(hào)10授課日期3月22日月日月日月日授課班級(jí)14環(huán)監(jiān)教學(xué)內(nèi)容:2土壤污染及其防治教學(xué)目標(biāo):掌握土壤污染的防治方法重點(diǎn)難點(diǎn)及解決方法:土壤主要污染物監(jiān)測(cè)及其防治方法授課地點(diǎn):環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)訓(xùn)室教學(xué)媒體:設(shè)備及材料:多媒體其它資源:學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)方式:教師評(píng)價(jià),學(xué)生互評(píng)作業(yè)和思考題:土壤主要污染物的危害及防治方法土壤污染監(jiān)測(cè)的目的和意義土壤監(jiān)測(cè)方法有哪幾類(lèi)我國(guó)土壤土壤污染現(xiàn)狀課后小結(jié):填表說(shuō)明:1.序號(hào),指該課程授課的順序號(hào),應(yīng)與授課計(jì)劃一致;2.授課形式在相應(yīng)的選項(xiàng)打“√”。授課教案教學(xué)內(nèi)容及過(guò)程時(shí)間分配方法及手段2.2土壤樣品的采集2.2.1污染土壤樣品采集(1)污染調(diào)查采集污染土壤樣品之前,首先要進(jìn)行污染調(diào)查。調(diào)查內(nèi)容包括:①自然條件,如成土母質(zhì)、地形、植被水文、氣候等;②農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況,如土地利用情況,作物生長(zhǎng)與產(chǎn)量、耕作、水利、肥料、農(nóng)藥等;③土壤性狀,如土壤類(lèi)型、層次特征、分布及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特性等;④污染歷史與現(xiàn)狀,如水、氣、農(nóng)藥、肥料等途徑的影響,以及礦床的影響等。(2)采樣點(diǎn)布設(shè)采樣地點(diǎn)的選擇應(yīng)具有代表性。因?yàn)橥寥辣旧碓诳臻g分布上具有一定的不均勻性,故應(yīng)多點(diǎn)采樣、均勻混合,以使所采樣品具有代表性。采樣地如面積不大,在2~3畝以內(nèi),可在不同方位選擇5~10個(gè)有代表性的采樣點(diǎn)。如果面積較大,采樣點(diǎn)可酌情增加。采樣點(diǎn)的布設(shè)應(yīng)盡量照顧土壤的全面情況,不可太集中。下面介紹幾種常用采樣布點(diǎn)方法,見(jiàn)圖1。圖1土壤采樣布點(diǎn)法①對(duì)角線布點(diǎn)法[圖1(a)]:該法適用于面積小、地勢(shì)平坦的受污水灌溉的田塊。布點(diǎn)方法是由田塊進(jìn)水口向?qū)蔷€引一斜線,將此對(duì)角線三等分,每等分中央點(diǎn)作為采樣點(diǎn)。但由于地形等其它情況,也可適當(dāng)增加采樣點(diǎn)。②梅花形布點(diǎn)法[圖1(b)]:該法適用于面積較小、地勢(shì)平坦、土壤較均勻的田塊,中心點(diǎn)設(shè)在兩對(duì)角線相交處,一般設(shè)5~10個(gè)采樣點(diǎn)。③棋盤(pán)式布點(diǎn)法[圖1(c)]:適宜于中等面積、地勢(shì)平坦、地形開(kāi)闊、但土壤較不均勻的田塊,一般設(shè)10個(gè)以上采樣點(diǎn)。此法也適用于受固體廢物污染的土壤,因?yàn)楣腆w廢物分布不均勻,應(yīng)設(shè)20個(gè)以上采樣點(diǎn)。④蛇形布點(diǎn)法[圖1(d)]:這種布點(diǎn)方法適用于面積較大、地勢(shì)不很平坦、土壤不夠均勻的田塊。布設(shè)采樣點(diǎn)數(shù)目較多。(3)采樣深度如果只是一般了解土壤污染情況,采樣深度只需取20cm的耕層土壤和耕層以下的土層(20~40cm)土樣。如果了解土壤污染深度,則應(yīng)按土壤剖面層次分層取樣。采樣時(shí)應(yīng)由下層向上層逐層采集。首先挖一個(gè)1m×1.5m左右的長(zhǎng)方形土坑,深度達(dá)潛水區(qū)(約2m左右)或視情況而定。然后根據(jù)土壤剖面的顏色、結(jié)構(gòu)、質(zhì)地等情況劃分土層。在各層內(nèi)分別用小鏟切取一片片土壤,根據(jù)監(jiān)測(cè)目的,可取分層試樣或混合體。用于重金屬項(xiàng)目分析的樣品,需將接觸金屬采樣器的土壤棄去。(4)采樣時(shí)間采樣時(shí)間隨測(cè)定項(xiàng)目而定。如果只了解土壤污染情況,并隨時(shí)采集土壤測(cè)定。有時(shí)需要了解土壤上生長(zhǎng)的植物受污染的情況,則可依季節(jié)變化或作物收獲期采集土壤和植物樣品。一年中在同一地點(diǎn)采集兩次進(jìn)行對(duì)照。(5)采樣量具體需要多少土壤數(shù)量視分析測(cè)定項(xiàng)目而定,一般只要1~2kg即可。對(duì)多點(diǎn)均量混合的樣品可反復(fù)按四分法棄取,最后留下所需的土量,裝入塑料袋或布袋中。(6)采樣注意事項(xiàng)①采樣點(diǎn)不能設(shè)在田邊、溝邊、路邊或肥堆邊;②將現(xiàn)場(chǎng)采樣點(diǎn)的具體情況,如土壤剖面形態(tài)特征等做詳細(xì)記錄。③現(xiàn)場(chǎng)填寫(xiě)標(biāo)鑒兩張(地點(diǎn)、土壤深度、日期、采樣人姓名),一張放入樣品袋內(nèi),一張?jiān)跇悠房诖稀?.2.2土壤背景值樣品采集土壤中有害元素自然本底值是環(huán)境保護(hù)和環(huán)境科學(xué)的基本資料,是環(huán)境影響評(píng)價(jià)的重要依據(jù)。區(qū)域性環(huán)境本底調(diào)查中,首先要摸清當(dāng)?shù)赝寥李?lèi)型和分布規(guī)律,樣點(diǎn)選擇必須包括主要類(lèi)型土壤并遠(yuǎn)離污染源,而且同一類(lèi)型土壤應(yīng)有3~5個(gè)重復(fù)樣點(diǎn),以便檢驗(yàn)本底值的可靠性。土壤背景值調(diào)查采樣要特別注意成土母質(zhì)的作用,因?yàn)椴煌寥滥纲|(zhì)常使土壤的組成和含量發(fā)生很大的差異。與污染土壤采樣不同之處,是同一個(gè)樣點(diǎn)并不強(qiáng)調(diào)采集多點(diǎn)混合樣,而是選取發(fā)育典型、代表性強(qiáng)的土壤采樣。采樣深度一般采集1m以內(nèi)的表土和芯土,對(duì)于發(fā)育完好的典型剖面,應(yīng)按發(fā)生層分別采樣,以研究各種元素在土體內(nèi)的分配。3土壤樣品的制備與保存2.3.1土樣的風(fēng)干除測(cè)定游離揮發(fā)酚、銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、低價(jià)鐵等不穩(wěn)定項(xiàng)目需要新鮮土樣外,多數(shù)項(xiàng)目需用風(fēng)干土樣。因?yàn)轱L(fēng)干土樣較易混合均勻,重復(fù)性、準(zhǔn)確性都比較好。從野外采集的土壤樣品運(yùn)到實(shí)驗(yàn)室后,為避免受微生物的作用引起發(fā)霉變質(zhì),應(yīng)立即將全部樣品倒在塑料薄膜上或瓷盤(pán)內(nèi)進(jìn)行風(fēng)干。當(dāng)達(dá)半干狀態(tài)時(shí)把土塊壓碎,除去石塊、殘根等雜物后鋪成薄層,經(jīng)常翻動(dòng),在陰涼處使其慢慢風(fēng)干,切忌陽(yáng)光直接曝曬。樣品風(fēng)干處應(yīng)防止酸、堿等氣體及灰塵的污染。2.3.2磨碎與過(guò)篩進(jìn)行物理分析時(shí),取風(fēng)干樣品100~200g,放在木板上用圓木棍輾碎,經(jīng)反復(fù)處理使土樣全部通過(guò)2mm孔徑的篩子,將土樣混均儲(chǔ)于廣口瓶?jī)?nèi),作為土壤顆粒分析及物理性質(zhì)測(cè)定。作化學(xué)分析時(shí),一般常根據(jù)所測(cè)組分及稱(chēng)樣量決定樣品細(xì)度。分析有機(jī)質(zhì)、全氮項(xiàng)目,應(yīng)取一部分已過(guò)2mm篩的土,用瑪瑙或有機(jī)玻璃研缽繼續(xù)研細(xì),使其全部通過(guò)60號(hào)篩(0.25mm)。用原子吸收光度法測(cè)Cd、Cu、Ni等重金屬時(shí),土樣必須全部通過(guò)100號(hào)篩(尼龍篩)。研磨過(guò)篩后的樣品混勻、裝瓶、貼標(biāo)簽、編號(hào)、儲(chǔ)存。2.3.3土樣保存將風(fēng)干土樣、沉積物或標(biāo)準(zhǔn)土樣等貯存于潔凈的玻璃或聚乙烯容器之內(nèi),在常溫、陰涼、干燥、避陽(yáng)光、密封(石膜涂封)條件下保存。一般土壤樣品需保存半年至一年。45分鐘45分鐘45分鐘啟發(fā)引導(dǎo)啟發(fā)引導(dǎo)啟發(fā)引導(dǎo)啟發(fā)引導(dǎo)啟發(fā)引導(dǎo)操作演示啟發(fā)引導(dǎo)填表說(shuō)明:1.本頁(yè)可續(xù)頁(yè);2.教學(xué)方法如:項(xiàng)目教學(xué)、案例分析、分組討論、角色扮演、啟發(fā)引導(dǎo)等;3.教學(xué)手段如:課件演示、模型講解、實(shí)物講解、掛圖解、視頻講解、網(wǎng)絡(luò)課程等。授課教案首頁(yè)2015—2016學(xué)年第2學(xué)期生物工程學(xué)院食品與環(huán)境技術(shù)系(部)環(huán)境教研室課程名稱(chēng)固體廢物與物理性污染監(jiān)測(cè)任課教師路鵬授課形式理論教學(xué)∨□課內(nèi)實(shí)踐□理實(shí)一體□習(xí)題復(fù)習(xí)□考核評(píng)價(jià)□其他活動(dòng)□課時(shí)安排4序號(hào)10授課日期3月24日月日月日月日授課班級(jí)14環(huán)監(jiān)教學(xué)內(nèi)容:2固廢污染及其防治教學(xué)目標(biāo):掌握固廢污染的來(lái)源,主要污染物監(jiān)測(cè)及其防治方法重點(diǎn)難點(diǎn)及解決方法:固廢主要污染物監(jiān)測(cè)及其防治方法授課地點(diǎn):環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)訓(xùn)室教學(xué)媒體:設(shè)備及材料:多媒體其它資源:學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)方式:教師評(píng)價(jià),學(xué)生互評(píng)作業(yè)和思考題:固廢主要污染物的危害及防治方法固廢污染監(jiān)測(cè)的目的和意義固廢監(jiān)測(cè)方法有哪幾類(lèi)我國(guó)固廢固廢污染現(xiàn)狀課后小結(jié):填表說(shuō)明:1.序號(hào),指該課程授課的順序號(hào),應(yīng)與授課計(jì)劃一致;2.授課形式在相應(yīng)的選項(xiàng)打“√”。授課教案教學(xué)內(nèi)容及過(guò)程時(shí)間分配方法及手段1.固廢的污染源1施肥引起的污染主要是由于施肥不當(dāng)而造成的固廢污染。例如,長(zhǎng)期施用硫酸銨肥料,銨離子被固廢膠體吸附,慢慢地被作物吸收,而硫酸根逐漸累積在固廢里,時(shí)間久了,酸性不斷加強(qiáng),固廢就會(huì)板結(jié),從而不利于作物生長(zhǎng)。又如,對(duì)固廢施用垃圾、糞便和生活污水時(shí),如果不進(jìn)行適當(dāng)?shù)南緶缇幚?,有可能造成固廢的生物學(xué)污染,使固廢成為傳播某些流行病的疫源。2污水灌溉引起的污染污水灌溉農(nóng)田,國(guó)外始于1859年,近年來(lái)發(fā)展較快。在我國(guó)隨著工業(yè)化的發(fā)展,污水灌田也在逐步擴(kuò)大。污水灌溉農(nóng)田,在農(nóng)業(yè)上可以起到增水、增肥、增產(chǎn)、省工、省電和降低成本的好處;同時(shí),還可以減輕污水對(duì)地表水的污染。但是,利用污水灌田,如果處理不當(dāng),會(huì)使農(nóng)產(chǎn)品、固廢和地下水受到污染。如,污水灌田能使固廢中鎘明顯積累,通過(guò)稻米直接危害人體健康;同時(shí)還會(huì)造成固廢中銅、鉛、鋅、鉻等含量的增高。又如,污水中油分過(guò)大、洗滌劑過(guò)多,會(huì)使它們覆蓋在稻田表面,隔斷氧的供應(yīng),促進(jìn)固廢的還原作用產(chǎn)生硫化氫,使固廢理化性狀?lèi)夯?,從而危害作物生長(zhǎng),輕則莖桿矮小、根枝減少,青米、黃米、畸形米增加,產(chǎn)米率明顯下降,重者就發(fā)黃枯死。3金屬污染固廢重金屬來(lái)源主要有:空氣溶膠、農(nóng)藥、磷酸鹽、污水以及礦區(qū)廢物等??諝馊苣z中進(jìn)入固廢的重金屬有汞、鎘、鉻、鉛、鎳、銅、鋅等;農(nóng)藥中常含有銅、鉛、汞、鎘、錳、鋅等;施用磷酸鹽常帶進(jìn)不同數(shù)量的幾種重金屬,如鉻、鎘、錳、鉛等;有機(jī)廢物、陰溝污泥、礦區(qū)排水都含有一定量的重金屬,亦會(huì)污染固廢。4農(nóng)藥污染施用農(nóng)藥時(shí),一部分直接落入固廢地面,一部分則通過(guò)作物落葉、降水而進(jìn)入固廢。如果農(nóng)藥在固廢中積累的速度超過(guò)了固廢的自凈能力,就會(huì)引起固廢污染。農(nóng)藥的種類(lèi)繁多,主要分為有機(jī)氯農(nóng)藥和有機(jī)磷農(nóng)藥兩大類(lèi)。一些農(nóng)藥,象六六六、DDT、砷化物等,分解速度慢,可以在固廢中殘留18個(gè)月以上。農(nóng)藥一般施于固廢表層,且因其溶解度較小,加上固廢的吸附作用,使農(nóng)藥很難向土層下部移動(dòng),因此,農(nóng)藥絕大多數(shù)都積累在表層20cm以內(nèi)。5其他原因造成的污染工業(yè)固體廢物、生活垃圾等堆積在固廢上,使大量有機(jī)和無(wú)機(jī)污染物隨之進(jìn)入固廢,造成固廢污染。此外,在自然界中某些元素的富集中心在礦床周?chē)?,往往形成自然擴(kuò)散暈,使附近固廢中某些元素的含量超過(guò)一般固廢的含量范圍,這種污染源稱(chēng)為自然污染源。固廢污染的特點(diǎn)固廢污染有以下幾個(gè)特點(diǎn): ⑴隱蔽性和潛伏性固廢污染是污染物在固廢中長(zhǎng)期積累過(guò)程。其后果要通過(guò)長(zhǎng)期攝食由污染固廢生產(chǎn)的植物產(chǎn)品的人體和動(dòng)物的健康狀況才能反映出來(lái)。因此,固廢污染具有隱蔽性和潛伏性,不像大氣和水體污染那樣易為人們所覺(jué)察。 ⑵不可逆性和長(zhǎng)期性污染物進(jìn)入固廢環(huán)境后,便與復(fù)雜的固廢組成物質(zhì)發(fā)生一系列遷移轉(zhuǎn)化作用。其中,許多污染作用為不可逆過(guò)程,污染物最終形成難溶化合物沉積在固廢中。因而,固廢一旦遭受污染,極難恢復(fù)。如,我國(guó)沈陽(yáng)撫順污水灌溉區(qū)固廢污染后,采用了施加改良劑、深翻、清水灌溉、種植特種植物等各種措施,經(jīng)十多年的努力,付出了大量勞動(dòng)和代價(jià),但收效甚微。2固廢污染物的測(cè)定2.1監(jiān)測(cè)項(xiàng)目環(huán)境是個(gè)整體,污染物進(jìn)入哪一部分都會(huì)影響整個(gè)環(huán)境。因此,固廢監(jiān)測(cè)必須與大氣、水體和生物監(jiān)測(cè)相結(jié)合才能全面客觀地反映實(shí)際。確定固廢中優(yōu)先監(jiān)測(cè)物的依據(jù)是國(guó)際學(xué)術(shù)聯(lián)合會(huì)環(huán)境問(wèn)題科學(xué)委員會(huì)(SCOPE)提出的“世界環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”草案,該草案規(guī)定,空氣、水源、固廢以及生物界中的物質(zhì)都應(yīng)與人群健康聯(lián)系起來(lái)。固廢中優(yōu)先監(jiān)測(cè)物有以下兩類(lèi):第一類(lèi):汞、鉛、鎘、DDT及其代謝產(chǎn)物與分解產(chǎn)物,多氯聯(lián)苯;第二類(lèi):石油產(chǎn)品,DDT以外的長(zhǎng)效性有機(jī)氯、四氯化碳酸醋酸衍生物、氯化脂肪族,砷、鋅、硒、鉻、鎳、錳、釩,有機(jī)磷化合物及其它活性物質(zhì)(抗菌素、激素、致畸性物質(zhì)、催畸性物質(zhì)和誘變物質(zhì))等。我國(guó)固廢常規(guī)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目中,金屬化合物有鎘、鉻、銅、汞、鉛、鋅;非金屬無(wú)機(jī)化合物有砷、氰化物、氟化物、硫化物等;有機(jī)化合物有苯并(a)芘、三氯乙醛、油類(lèi)、揮發(fā)酚、DDT、六六六等。2.2固廢樣品的采集2.2.1污染固廢樣品采集(1)污染調(diào)查采集污染固廢樣品之前,首先要進(jìn)行污染調(diào)查。調(diào)查內(nèi)容包括:①自然條件,如成土母質(zhì)、地形、植被水文、氣候等;②農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況,如土地利用情況,作物生長(zhǎng)與產(chǎn)量、耕作、水利、肥料、農(nóng)藥等;③固廢性狀,如固廢類(lèi)型、層次特征、分布及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特性等;④污染歷史與現(xiàn)狀,如水、氣、農(nóng)藥、肥料等途徑的影響,以及礦床的影響等。(2)采樣點(diǎn)布設(shè)采樣地點(diǎn)的選擇應(yīng)具有代表性。因?yàn)楣虖U本身在空間分布上具有一定的不均勻性,故應(yīng)多點(diǎn)采樣、均勻混合,以使所采樣品具有代表性。采樣地如面積不大,在2~3畝以內(nèi),可在不同方位選擇5~10個(gè)有代表性的采樣點(diǎn)。如果面積較大,采樣點(diǎn)可酌情增加。采樣點(diǎn)的布設(shè)應(yīng)盡量照顧固廢的全面情況,不可太集中。下面介紹幾種常用采樣布點(diǎn)方法,見(jiàn)圖1。圖1固廢采樣布點(diǎn)法①對(duì)角線布點(diǎn)法[圖1(a)]:該法適用于面積小、地勢(shì)平坦的受污水灌溉的田塊。布點(diǎn)方法是由田塊進(jìn)水口向?qū)蔷€引一斜線,將此對(duì)角線三等分,每等分中央點(diǎn)作為采樣點(diǎn)。但由于地形等其它情況,也可適當(dāng)增加采樣點(diǎn)。②梅花形布點(diǎn)法[圖1(b)]:該法適用于面積較小、地勢(shì)平坦、固廢較均勻的田塊,中心點(diǎn)設(shè)在兩對(duì)角線相交處,一般設(shè)5~10個(gè)采樣點(diǎn)。③棋盤(pán)式布點(diǎn)法[圖1(c)]:適宜于中等面積、地勢(shì)平坦、地形開(kāi)闊、但固廢較不均勻的田塊,一般設(shè)10個(gè)以上采樣點(diǎn)。此法也適用于受固體廢物污染的固廢,因?yàn)楣腆w廢物分布不均勻,應(yīng)設(shè)20個(gè)以上采樣點(diǎn)。④蛇形布點(diǎn)法[圖1(d)]:這種布點(diǎn)方法適用于面積較大、地勢(shì)不很平坦、固廢不夠均勻的田塊。布設(shè)采樣點(diǎn)數(shù)目較多。(3)采樣深度如果只是一般了解固廢污染情況,采樣深度只需取20cm的耕層固廢和耕層以下的土層(20~40cm)土樣。如果了解固廢污染深度,則應(yīng)按固廢剖面層次分層取樣。采樣時(shí)應(yīng)由下層向上層逐層采集。首先挖一個(gè)1m×1.5m左右的長(zhǎng)方形土坑,深度達(dá)潛水區(qū)(約2m左右)或視情況而定。然后根據(jù)固廢剖面的顏色、結(jié)構(gòu)、質(zhì)地等情況劃分土層。在各層內(nèi)分別用小鏟切取一片片固廢,根據(jù)監(jiān)測(cè)目的,可取分層試樣或混合體。用于重金屬項(xiàng)目分析的樣品,需將接觸金屬采樣器的固廢棄去。(4)采樣時(shí)間采樣時(shí)間隨測(cè)定項(xiàng)目而定。如果只了解固廢污染情況,并隨時(shí)采集固廢測(cè)定。有時(shí)需要了解固廢上生長(zhǎng)的植物受污染的情況,則可依季節(jié)變化或作物收獲期采集固廢和植物樣品。一年中在同一地點(diǎn)采集兩次進(jìn)行對(duì)照。(5)采樣量具體需要多少固廢數(shù)量視分析測(cè)定項(xiàng)目而定,一般只要1~2kg即可。對(duì)多點(diǎn)均量混合的樣品可反復(fù)按四分法棄取,最后留下所需的土量,裝入塑料袋或布袋中。30分鐘30分鐘25分鐘15分鐘25分鐘30分鐘25分鐘啟發(fā)引導(dǎo)視頻講解分組討論啟發(fā)引導(dǎo)啟發(fā)引導(dǎo)啟發(fā)引導(dǎo)啟發(fā)引導(dǎo)填表說(shuō)明:1.本頁(yè)可續(xù)頁(yè);2.教學(xué)方法如:項(xiàng)目教學(xué)、案例分析、分組討論、角色扮演、啟發(fā)引導(dǎo)等;3.教學(xué)手段如:課件演示、模型講解、實(shí)物講解、掛圖解、視頻講解、網(wǎng)絡(luò)課程等。授課教案首頁(yè)2015—2016學(xué)年第2學(xué)期生物工程學(xué)院食品與環(huán)境技術(shù)系(部)環(huán)境教研室課程名稱(chēng)固體廢物與物理性污染監(jiān)測(cè)任課教師路鵬授課形式理論教學(xué)∨□課內(nèi)實(shí)踐□理實(shí)一體□習(xí)題復(fù)習(xí)□考核評(píng)價(jià)□其他活動(dòng)□課時(shí)安排2序號(hào)11授課日期3月29日月日月日月日授課班級(jí)14環(huán)監(jiān)教學(xué)內(nèi)容:2固廢污染及其防治教學(xué)目標(biāo):掌握固廢污染的防治方法重點(diǎn)難點(diǎn)及解決方法:固廢主要污染物監(jiān)測(cè)及其防治方法授課地點(diǎn):環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)訓(xùn)室教學(xué)媒體:設(shè)備及材料:多媒體其它資源:學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)方式:教師評(píng)價(jià),學(xué)生互評(píng)作業(yè)和思考題:固廢主要污染物的危害及防治方法固廢污染監(jiān)測(cè)的目的和意義固廢監(jiān)測(cè)方法有哪幾類(lèi)我國(guó)固廢固廢污染現(xiàn)狀課后小結(jié):填表說(shuō)明:1.序號(hào),指該課程授課的順序號(hào),應(yīng)與授課計(jì)劃一致;2.授課形式在相應(yīng)的選項(xiàng)打“√”。授課教案教學(xué)內(nèi)容及過(guò)程時(shí)間分配方法及手段2.4固廢樣品測(cè)定2.4.1對(duì)固廢監(jiān)測(cè)結(jié)果的要求固廢中污染項(xiàng)目的測(cè)定,屬痕量分析和超痕量分析,尤其是固廢環(huán)境的特殊性,所以更須注意監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。固廢與大氣、水體不同,大氣和水皆為流體,污染物進(jìn)入后易混合,在一定條件及范圍內(nèi),污染物分布比較均勻,相比之下,比較容易采集具有代表性的樣品。而固廢是固、氣、液三相組成的分散體系,污染物進(jìn)入固廢后流動(dòng)、遷移、混合較難,所以不同采樣點(diǎn)的分布往往差別很大。因此其監(jiān)測(cè)中采樣誤差對(duì)結(jié)果的影響往往大于分析誤差,一般監(jiān)測(cè)值相差10%~20%是允許的。固廢分析結(jié)果以mg/kg(烘干土)表示。2.4.2測(cè)定方法固廢樣品的測(cè)定方法與水質(zhì)、大氣的測(cè)定方法基本一樣。下面介紹幾種常用分析方法:(1)重量法:適用于測(cè)定固廢水分;(2)容量法:適用于浸出物中含量較高的成分測(cè)定,如Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-等;(3)原子吸收分光光度法:適用于金屬如銅、鉛、鋅、鎘、汞等組分的測(cè)定;(4)氣相色譜法:適用于有機(jī)氯、有機(jī)磷、有機(jī)汞等農(nóng)藥的測(cè)定。8.2.4.3固廢樣品的預(yù)處理固廢污染監(jiān)測(cè)與大氣及水中污染物測(cè)定方法最不相同之處是樣品的預(yù)處理非常復(fù)雜。測(cè)定固廢中重金屬成分時(shí),溶解固廢樣品有兩類(lèi)方法:一類(lèi)為堿熔法。堿熔法是利用堿性熔劑在高溫下與試樣發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),將被測(cè)組分轉(zhuǎn)變?yōu)橐兹芙獾姆磻?yīng)產(chǎn)物。常用的有碳酸鈉堿熔法和偏硼酸鋰(LiBO2)熔融法。堿熔法的特點(diǎn)是分解樣品完全,缺點(diǎn)是:添加了大量可溶性鹽,易引入污染物質(zhì);有些重金屬如Cd、Cr等在高溫熔融易損失(如溫度大于450℃時(shí),Cd易揮發(fā)損失)等。另一類(lèi)是酸溶法,測(cè)定固廢中重金屬時(shí)常選用酸液進(jìn)行固廢樣品的消化,消化的作用是:溶解固體物質(zhì)、破壞和除去固廢中的有機(jī)物,將各種形態(tài)的金屬變?yōu)橥环N可測(cè)態(tài)。為了加速固廢中被測(cè)物質(zhì)的溶解,除使用混合酸外,還可在酸性溶中加入其它氧化劑或還原劑。測(cè)定固廢中可溶性組分、有機(jī)物、農(nóng)藥時(shí),避免用強(qiáng)酸、強(qiáng)堿處理樣品,常用溶劑萃取分離法。如測(cè)定酚時(shí),可用水與30%乙醇將含量較低的游離酚直接從固廢中提取出來(lái)。又如,有機(jī)氯農(nóng)藥如六六六、DDT采用石油醚-丙酮混合液提取。樣中某些金屬、非金屬組分的溶解、測(cè)試方法見(jiàn)表8-2。表2固廢樣品某些金屬、非金屬的溶解、測(cè)定方法元素溶解方法測(cè)定方法最低檢出限(μg/kg)AsHNO3-H2SO4消化二乙基二硫代氨基甲酸銀比色法0.5CdHNO3-HF-HClO4消化石墨爐原子吸收法0.002CrHNO3-H2SO4-H3PO4消化HNO3-HF-HClO4消化二苯碳酰二肼比色法原子吸收法0.252.5CuHCl-HNO3-HClO4消化HNO3-HF-HClO4消化原子吸收法原子吸收法1.01.0HgH2SO4-KMnO4消化HNO3-H2SO4-V2O5消化冷原子吸收法冷原子吸收法0.0070.002MnHNO3-HF-HClO4消化原子吸收法5.0PbHCl-HNO3-HClO4消化HNO3-HF-HClO4消化原子吸收法石墨爐原子吸收法1.01.0氟化物Na2CO3-Na2O2熔融法F-選擇電極法5.0氰化物Zn(AC)2-酒石酸蒸餾分離法異煙酸-吡唑啉酮分光光度法0.05硫化物鹽酸蒸餾分離法對(duì)氨基二甲基苯胺比色法2.0有機(jī)氯農(nóng)藥(DDT、六六六)石油醚-丙酮萃取分離法氣相色譜法(電子捕獲檢測(cè)器)40有機(jī)磷農(nóng)藥三氟甲烷萃致取分離法氣相色譜法402.4.4固廢監(jiān)測(cè)實(shí)例(1)固廢含水量測(cè)定無(wú)論采用新鮮或風(fēng)干樣品,都需測(cè)定固廢含水量,以便計(jì)算固廢中各種成分按烘干土為基準(zhǔn)時(shí)的測(cè)定結(jié)果。測(cè)定方法:用百分之一精度的天平稱(chēng)取土樣20~30g,置于鋁盒中,在105℃下烘4~5h至恒重。按下式計(jì)算水分重量占烘干土質(zhì)量的百分?jǐn)?shù):水分(%)=(烘干前重-烘干后重)/烘干后重×100(2)固廢中鋅、銅、鎘的測(cè)定——AAS法①標(biāo)準(zhǔn)溶液制備:制備各種重金屬標(biāo)準(zhǔn)溶液推薦使用光譜純?cè)噭挥糜谌芙馔翗拥母鞣N酸皆選用高純或光譜純級(jí);稀釋用水為蒸餾去離子水。使用濃度低于0.1mg/ml的標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí),應(yīng)于臨用前配制或稀釋。標(biāo)準(zhǔn)溶液在保存期間,若有混濁或沉淀生成時(shí)須重新配制。②土樣預(yù)處理:稱(chēng)取0.5~1g土樣于聚四氟乙烯坩堝中,用少許水潤(rùn)濕,加入HCl在電熱板上加熱消化(<450℃,防止Cd揮發(fā)〕,加入HNO3繼續(xù)加熱,再加入HF加熱分解SiO2及膠態(tài)硅酸鹽。最后加入HClO4加熱(<200℃)蒸至近干,冷卻,用稀HNO3浸取殘?jiān)?、定容。同時(shí)作全程序空白實(shí)驗(yàn)。③Cu、Zn、Cd標(biāo)準(zhǔn)系列混合溶液的配制:各元素標(biāo)準(zhǔn)工作溶液是通過(guò)逐次稀釋其標(biāo)準(zhǔn)貯備液而得。注意:配制標(biāo)準(zhǔn)系列溶液時(shí),所用酸和試劑的量應(yīng)與待測(cè)液中所含酸和試劑的數(shù)量相等,以減少背景吸收所產(chǎn)生的影響。④采用AAS法測(cè)定Cu、Zn、Cd:測(cè)定工作參數(shù)見(jiàn)表8-4。⑤結(jié)果計(jì)算鎘或銅、鋅(mg/kg)=M/W式中:M——自標(biāo)準(zhǔn)曲線中查得鎘(銅、鋅)含量,μg;W——稱(chēng)量土樣干重量,g。(3)固廢中鉻的測(cè)定——二苯碳酰二肼分光光度法①標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制:用鉻標(biāo)準(zhǔn)溶液配制標(biāo)準(zhǔn)系列,測(cè)吸光值,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線;②土樣消化:稱(chēng)取土樣0.5~2g于聚四氟乙烯坩堝中,加水潤(rùn)濕,加H3PO4及H2SO4,待劇烈反應(yīng)停止后,置于電熱板上加熱到冒白煙。冷卻,加入HNO3、HF繼續(xù)加熱至冒濃白煙除盡HF,加水浸取,定容。同時(shí)進(jìn)行全程序試劑空白試驗(yàn)。③顯色與測(cè)定:在酸性介質(zhì)中加KMnO4將Cr3+氧化為Cr6+,并用NaN3除去KMnO4。加二苯碳酰二肼顯色劑,于波長(zhǎng)540nm處比色測(cè)定。④結(jié)果計(jì)算:鉻(mg/kg)=M/W(3)式中:M——從標(biāo)準(zhǔn)曲線中查得鉻含量,μg;W——稱(chēng)量土樣干重量,g。(4)固廢中苯并(a)芘的測(cè)定取5~10g土樣(40目)進(jìn)行乙?;瘜游黾埛蛛x,然后用熒光分光光度法進(jìn)行測(cè)定。其分析流程見(jiàn)圖。苯并(a)芘分析流程圖(5)固廢甲基汞的測(cè)定世界固廢中汞的含量平均值為0.03~0.1mg/kg。我國(guó)固廢汞的背景值為0.4mg/kg。汞主要分布于固廢表層(20cm)范圍內(nèi),以無(wú)機(jī)汞和有機(jī)汞兩種形態(tài)存在。在還原性條件及嫌氣微生物作用下,無(wú)機(jī)汞可轉(zhuǎn)化為甲基汞等有機(jī)汞。汞的甲基化不但大大加強(qiáng)了汞的毒性,而且加強(qiáng)了汞的遷移能力,如固廢膠體對(duì)汞的吸附減弱、甲基汞較易發(fā)生大氣和水遷移等。因此,加強(qiáng)對(duì)固廢中重金屬汞特別是甲基汞的監(jiān)測(cè)顯得尤為必要。固廢中甲基汞(CH3Hg+)的測(cè)定。固廢→HCl浸→苯萃取→反萃取→HCl酸化→苯萃取→相分離→GC檢測(cè)25分鐘25分鐘15分鐘25分鐘啟發(fā)引導(dǎo)啟發(fā)引導(dǎo)啟發(fā)引導(dǎo)啟發(fā)引導(dǎo)啟發(fā)引導(dǎo)操作演示啟發(fā)引導(dǎo)啟發(fā)引導(dǎo)填表說(shuō)明:1.本頁(yè)可續(xù)頁(yè);2.教學(xué)方法如:項(xiàng)目教學(xué)、案例分析、分組討論、角色扮演、啟發(fā)引導(dǎo)等;3.教學(xué)手段如:課件演示、模型講解、實(shí)物講解、掛圖解、視頻講解、網(wǎng)絡(luò)課程等。授課教案首頁(yè)2015—2016學(xué)年第2學(xué)期生物工程學(xué)院食品與環(huán)境技術(shù)系(部)環(huán)境教研室課程名稱(chēng)固體廢物與物理性污染監(jiān)測(cè)任課教師路鵬授課形式理論教學(xué)∨□課內(nèi)實(shí)踐□理實(shí)一體□習(xí)題復(fù)習(xí)□考核評(píng)價(jià)□其他活動(dòng)□課時(shí)安排4序號(hào)11授課日期3月31日月日月日月日授課班級(jí)14環(huán)監(jiān)教學(xué)內(nèi)容:2焚燒底渣中鉀鈉離子的測(cè)定并與土壤比較教學(xué)目標(biāo):掌握速效鉀浸提與測(cè)定方法重點(diǎn)難點(diǎn)及解決方法:浸提方法對(duì)結(jié)果的影響授課地點(diǎn):環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)訓(xùn)室教學(xué)媒體:設(shè)備及材料:多媒體其它資源:學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)方式:教師評(píng)價(jià),學(xué)生互評(píng)作業(yè)和思考題:1.土壤中的速效鉀包括哪幾種形態(tài)?土壤鉀元素豐缺主要決定于哪些因素?2.土壤鉀鈉離子監(jiān)測(cè)方法有哪幾類(lèi)兩種方法測(cè)定土壤鉀的方法,其評(píng)價(jià)指標(biāo)為什么不一樣?課后小結(jié):填表說(shuō)明:1.序號(hào),指該課程授課的順序號(hào),應(yīng)與授課計(jì)劃一致;2.授課形式在相應(yīng)的選項(xiàng)打“√”。授課教案教學(xué)內(nèi)容及過(guò)程時(shí)間分配方法及手段實(shí)驗(yàn)?zāi)康募罢f(shuō)明根據(jù)鉀存在的形態(tài)和作物吸收利用的情況,可分為水溶性鉀、交換性鉀和粘土礦物中固定的鉀三類(lèi),前兩類(lèi)可被當(dāng)季作物吸收利用,統(tǒng)稱(chēng)為“速效性鉀”,后一類(lèi)是土壤鉀的主要貯藏形態(tài),不能被作物直接吸收利用,按其粘土礦物的種類(lèi)和對(duì)作物的有效程度,有的是難交換性的“中效性鉀”,有的是非交換性的“遲效性鉀”和“無(wú)效性鉀”。各種形態(tài)的鉀彼此能相互轉(zhuǎn)化,經(jīng)常保持著動(dòng)態(tài)平衡,稱(chēng)之為“土壤鉀的平衡”。土壤全鉀的含量只能說(shuō)明土壤鉀總貯量的豐缺,不能說(shuō)明對(duì)當(dāng)季作物的供鉀情況一般土壤中全鉀并不少,但速效性鉀則僅20~200mgkg-1K,不到全鉀量(華北平原耕層土壤全鉀大約在1.7~2.2%K,或2.0~2.6%K2O)的1~2%。為了判斷土壤鉀供應(yīng)情況[注1]以及確定是否需用鉀肥及其施用量,土壤速效鉀的測(cè)定是很有意義的。土壤速效鉀的95%左右是交換性鉀,水溶性鉀僅占極少部分,由于土壤交換性鉀的浸出量依從于浸提劑的陽(yáng)離子種類(lèi),因此用不同浸提劑測(cè)定土壤速效鉀的結(jié)果也不一致而且穩(wěn)定性也不同。目前國(guó)內(nèi)外廣泛采用的浸提劑是1molL-1NH4Ac溶液。因此NH4+和K+的半徑相近,以NH4+取代交換性K+時(shí)所得結(jié)果比較穩(wěn)定,重現(xiàn)性好,能將土壤表面的交換性鉀和粘土礦物晶格間非交換性鉀分開(kāi),不因淋洗次數(shù)或浸提時(shí)間的增加而明顯增加出的鉀量。另外待測(cè)液可直接用火焰光計(jì)測(cè)定而無(wú)干擾。在無(wú)火焰光度計(jì)時(shí),可用1molL-1NaNO3浸提—四苯硼鈉比濁法測(cè)定土壤速效鉀此法測(cè)值1molL-1NH4Ac法低,分級(jí)指標(biāo)須另訂。一、1molL-1NH4Ac浸提—火焰光度法 1.方法原理用中性的1molL-1NH4Ac溶液浸提土壤時(shí),NH4+與土壤膠體表面的K+進(jìn)行交換,連同水溶性K+一起進(jìn)入溶液。浸出液中的K可直接用火焰光度法測(cè)定?;鹧婀舛确ǖ脑碓斠?jiàn)土壤全鉀測(cè)定一節(jié)。 2.試劑配制(1)1molL-1NHAc(pH7.0)77.08gCH3COONH4(化學(xué)純),溶于900ml水,用稀Hac或NH4OH調(diào)節(jié)至pH7.0,然后稀釋至1升。調(diào)節(jié)pH值的具體方法如下:取出50ml1molL-1NH4Ac溶液,以1∶1NH4OH或1∶4HAc調(diào)至pH7.0(用pH計(jì)測(cè)試)。根據(jù)50mlNH4Ac所用NH4OH或HAc的ml數(shù),算出所配溶液的大概需要量,將全部溶液調(diào)至pH7.0。(2)K標(biāo)準(zhǔn)溶液[2]0.1907gKCl(分析純,110℃烘干2h)溶于1molL-1NH4Ac溶液中,并用此溶液定容
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