總序國務院?關於加快發展現代職業教育的決定?指出,現代職業教育的顯著特征是深化產教融合、校企合作、工學結合,推動專業設置與產業需求對接、課程內容與職業標準對接、教學過程與生產過程對接、畢業證書與職業資格證書對接、職業教育與終身學習對接,提高人才培養質量.因此,校企合作是職業教育辦學的基本思想.
產教融合、校企合作的關鍵是課程改革.課程改革要突出專業課程的職業定向性,以職業崗位能力作為配置課程的基礎,使學生獲得的知識、技能滿足職業崗位(群)的需求.至２０１４年６月,我院各專業完成了“基於工作過程係統化”課程體係的重構,並完成了５４門優質核心課程的設計開發與教材編寫.學院以校企合作理事會為平台,充分發揮專業建設指導委員會的作用,主動邀請行業、企業的“能工巧匠”參與學院專業規劃、專業教學、實踐指導,並共同參與實訓教材的編寫.教材是實現產教融合、校企合作的紐帶,是教和學的主要載體,是教師進行教學、搞好教書育人工作的具體依據,是學生獲得係統知識、發展智力、提高思想品德、促進人生進步的重要工具.根據認知過程的普遍規律和教學過程中學生的認知特點,學生係統掌握知識一般是從對教材的感知開始的,感知越豐富,觀念越清晰,形成概念和理解知識就越容易;而且教材使學生在學習過程中獲得的知識更加係統化、規範化,有助於學生自身素質的提高.
專業建設離不開教材,一流的教材是專業建設的基礎,它為課程教學提供與人才培養目標相一致的知識與實踐能力的平台,為教師依據教學實踐要求,靈活運用教材內容,提高教學效果,完成人才培養要求提供便利.由於有了好的教材,專業建設水平也不斷提高,因此在福建省教育評估研究中心彙總公布的福建省高等職業院校專業建設質量評價結果中,我院有２６個專業全省排名進入前十名,其中有１５個專業進入前五名.麥可思公司２０１３年度?社會需求與培養質量年度報告?顯示,我院２０１２屆畢業生願意推薦母校的比例為６８％,比全國骨幹院校２０１２屆平均水平６５％高了３個百分點;畢業生對母校的滿意度為９４％,比全國骨幹院校２０１２屆平均水平９０％高了４個百分點,人才培養質量大大提升.
閩西職業技術學院院長、教授２０１５年５月前言水質監測是一門實踐性很強的應用科學.目前全國包括高職高專在內的環境類專業,絕大多數都開設了水質監測實驗課,一般都是沿用過去驗證式的實驗教材或講義,教材內容大多抽象,缺少真實情境,可操作性不強,與綜合職業能力要求有一定的距離.因此,本教材在編寫過程中進行了相應的修改,力求體現以下特色:(１)結合職業需求,以“必需、夠用”為原則,以“任務為驅動,以項目為導向”,按水質監測常規監測項目和分析方法以及崗位對環境監測人員的業務知識、能力和素質要求,形成教材的知識框架;內容由淺入深,層次分明;簡述原理簡潔、易懂,並附有較多的插圖,便於理解接受.
(２)針對高職教育特點以及社會對環境類人才專業水平與能力的要求,注重專業素質和實踐能力的培養和鍛煉,力圖體現高職高專加強實踐能力培養的特點.技能實訓部分具有創新性,大多數監測項目都經實踐檢驗,有較強的可操作性.實訓內容涵蓋水質監測的全過程和大部分工作任務.
(３)增加節後思考題,注重思考題與教材內容的聯係,結合實訓練習鞏固所學基礎知識,以達到學生畢業後具有獨立承擔環境監測任務的能力和水平的教學目標.
(４)通過內容導讀,使學生明確各章的知識點,有目的、有側重地進行學習.
本教材共１１章,分為緒論、水質監測質量保證、酸堿滴定法、絡合滴定法、重量分析法和沉澱滴定法、氧化還原滴定法、吸收光譜法、原子光譜法、色譜法、電化學分析法、水質自動監測.本教材可供高職高專院校環境類、化工類、生物類、食品類等專業的學生使用,也可作為企事業單位從事環境監測、分析檢驗等相關工作人員的參考書.
本教材由閩西職業技術學院梁玉蘭任主編,閩西職業技術學院王曉明、鍾彬揚任副主編,閩西職業技術學院的馬勝蘭參與了教材的編寫.具體分工為:梁玉蘭編寫第一章、第二章、第三章、第五章、第十一章;王曉明編寫第四章、第六章、第九章;鍾彬揚編寫第七章、第八章、第十章;馬勝蘭參與參加了第十一章圖件製作工作.全書由梁玉蘭統稿.
龍岩市環境監測站陳克華通審了全書,並提出了許多寶貴意見.另外,在編寫過程中得到了閩西職業學院的大力支持,在此一並表示誠摯感謝.
由於編者水平有限,加之編寫時間較短,書中難免存在錯誤與疏漏,望同行和讀者批評、指正.
編者２０１５年４月目錄目錄第一章緒
論１１１水資源與水體汙染１１１１水資源１１１２水體汙染２１２水質監測和監測技術概述４１２１水質監測的目的４１２２水質監測的分類４１２３水質汙染及監測的特點５１２４水質監測技術概述７１２５水質監測分析方法９１３水質監測項目與水質標準１０１３１水質監測項目１０１３２水質標準１５第二章水質監測質量保證１９２１質量保證的意義和內容１９２２監測采樣過程的質量保證２０２２１水質監測方案的製定２０２２２水樣的采集與保存２４２３監測實驗室的質量保證２８２３１名詞解釋２８２３２實驗室基礎３２２３３水樣的預處理３３２３４實驗室分析質量保證３７２４監測數據處理的質量保證３９技能實訓水質監測方案的製定４３第三章酸堿滴定法４５３１酸堿指示劑４５３１１酸堿指示劑的變色原理４５３１２指示劑的變色範圍４６１
３１３常用酸堿指示劑和混合指示劑４７３２酸堿標準溶液的配製和標定４９３２１酸標準溶液４９３２２堿標準溶液４９３３酸堿滴定的終點誤差５０３４酸堿滴定的應用５１３４１堿度５１３４２酸度５６技能實訓水樣中堿度的測度(總堿度、重碳酸鹽和碳酸鹽)５８第四章絡合滴定法６２４１絡合平衡６２４１１絡合物的穩定常數６２４１２溶液中各級絡合物的分布６３４２常用絡合劑６４４２１簡單絡合物６４４２２螯合物６５４２３乙二胺四乙酸６６４２４乙二胺四乙酸的螯合物６７４３絡合滴定的基本原理６７４３１絡合滴定曲線６８４３２終點誤差７０４３３準確滴定判別式７１４３４分別滴定判別式７１４４絡合滴定在水質分析中的應用７２４４１直接滴定法７２４４２返滴定法７２４４３置換滴定法７３４４４間接滴定法７４技能實訓自來水中硬度的測定７５第五章重量分析法和沉澱滴定法７８５１重量分析法７８５１１概述７８５１２重量分析法７８５２沉澱滴定法８０５２１概述８０２國家骨幹高職院校項目建設成果目錄５２２莫爾法８１５２３佛爾哈德法８２技能實訓一水樣中懸浮性固體的測定８６技能實訓二沉澱滴定法測定水樣中的氯化物８８第六章氧化還原滴定法９１６１氧化還原平衡９１６１１氧化還原反應和電極電位９１６１２條件電極電勢９２６２影響氧化還原反應速率的因素９４６２１氧化還原反應的複雜性９４６２２影響氧化還原反應速率的因素９５６３氧化還原滴定法９６６３１氧化還原反應的滴定曲線９６６３２氧化還原指示劑９８６４氧化還原滴定法在水質分析中的應用１００６４１重鉻酸鉀法１００６４２高錳酸鉀法１０１６４３碘量法１０３６４４氧化還原滴定結果的計算１０６技能實訓一水樣中化學需氧量的測定１０８技能實訓二水樣中五日生化需氧量的測定１１１第七章吸收光譜法１１８７１可見分光光度法１１８７１１概述１１８７１２基本原理１１９７１３可見分光光度計的結構和組成１２２７１４可見分光光度法在水質監測中的應用１２４７２紫外可見分光光度法１２４７２１概述１２４７２２基本原理１２５７２３紫外可見分光光度計的結構和組成１２７７２４紫外可見分光光度法在水質監測中的應用１２９７３原子熒光光譜法１３０７３１概述１３０７３２基本原理１３０３
７３３原子熒光光度計結構１３２７３４原子熒光光譜法在水質監測中的應用１３４７４紅外吸收光譜法１３５７４１概述１３５７４２基本原理１３６７４３紅外光譜儀的結構和組成１４２７４４紅外吸收光譜法的應用１４３技能實訓一可見分光光度法測定水樣中的氨氮１４５技能實訓二紫外可見分光光度法測定水樣中的總氮１４８技能實訓三原子熒光光譜法測定水樣中的砷１５０技能實訓四非分散紅外分光光度法測定水樣中的礦物油１５２第八章原子光譜法１５５８１原子吸收光譜法１５５８１１概述１５５８１２基本原理１５６８１３原子吸收光譜法的定量依據１５６８１４原子吸收光譜分析過程１５６８１５原子吸收光譜儀的主要部件１５７８１６原子吸收光譜法在水質監測中的應用１６２８２電感耦合等離子體—原子發射光譜法１６３８２１概述１６３８２２電感耦合等離子體發射光譜儀(ICPＧAES)發射光譜理論１６４８２３ICP原子發射光譜儀器結構１６５８２４ICPＧAES光譜法的特點及應用１６８８３ICPＧMS光譜法１６９８３１概述１６９８３２結構和組成１６９８３３ICPＧMS發展簡史及應用範圍１７５技能實訓一原子吸收光譜法測定水樣中的銅含量１７７技能實訓二電感耦合等離子體發射光譜法測定水樣中的銅、鉛、鋅１７９技能實訓三ICPＧMS光譜法測定水樣中的１６種元素１８０第九章色譜法１８３９１氣相色譜法１８３９１１色譜法概述１８３９１２氣相色譜的流程和裝置１８４４國家骨幹高職院校項目建設成果目錄９１３氣相色譜儀的組成１８５９１４氣相色譜法的應用１８７９２高效液相色譜法１８８９２１特點１８８９２２高效液相色譜法的主要類型及其分離原理１８９９２３高效液相色譜儀的組成與特點１９０９２４高效液相色譜法在水質分析中的應用１９２９３色譜—質譜法１９３９３１GCＧMS聯用技術的原理１９３９３２GCＧMS係統的組成１９４９３３GCＧMS聯用技術的應用１９５技能實訓離子色譜法測定水樣中的無機陰離子１９５第十章電化學分析法２００１０１離子選擇電極法２００１０１１概述２００１０１２離子選擇性電極與膜電位２０１１０１３離子選擇性電極的選擇性及分類２０２１０１４直接電位法測定離子活度或濃度的方法２０４１０１５影響測定的因素２０６１０１６離子選擇電極法在環境監測中的應用２０８１０２溶出伏安法２０９１０２１概述２０９１０２２溶出伏安法的基本原理２０９１０２３溶出伏安法中的工作電極２１０１０２４溶出峰電流的性質２１１技能實訓一離子選擇電極法測定水樣中的氟化物２１２技能實訓二陽極溶出伏安法測定水樣中的鉛鎘含量２１４第十一章水質自動監測２１７１１１水質自動監測係統概述２１７１１２水質自動監測係統的構成２１７１１２１采水單元２１７１１２２配水單元２１７１１２３水質監測分析單元２１８１１２４控製單元２１８１１２５輔助單元２１８１１３水質自動監測技術發展概述２１９５
１１３１國外水質自動監測技術發展概況２１９１１３２國內水質自動監測技術發展概況２２０１１４水質自動監測儀器２２１１１４１水溫監測儀２２１１１４２電導率監測儀２２１１１４３pH監測儀２２２１１４４溶解氧監測儀２２２１１４５濁度監測儀２２２１１４６高錳酸鹽指數監測儀２２３１１４７COD監測儀２２４１１４８微生物傳感器BOD監測儀２２４１１４９TOC監測儀２２６１１４１０UV(紫外)吸收監測儀２２６１１４１１其他汙染物監測儀器２２６參考文獻２２９６國家骨幹高職院校項目建設成果第一章緒論第一章緒論內容導讀本章主要介紹了與水質監測相關的基本知識,為後麵各章節的學習打下一定的基礎,同時使讀者了解水質監測技術的現狀.
通過本章的學習,要求掌握水體汙染的概念和類型;了解水質監測的目的和分類、水質汙染和水質監測的特點、水質汙染物監測的常用技術以及水質監測優先汙染物和水質監測項目;掌握水質監測項目分析方法的選擇原則;熟悉環境標準,靈活運用環境標準.
１１水資源與水體汙染１１１水資源水是人類社會的寶貴資源,分布於由海洋、江、河、湖和地下水、大氣水分及冰川共同構成的地球圈中.據估計,地球上存在的總水量大約為１３７×１０９km３,其中,海水約占９７３％,淡水僅占２７％.淡水不但占的比例小,而且大部分存在於地球南、北極的冰川、冰蓋中,可利用的淡水資源隻有河流、淡水湖和地下水的一部分,總計不到總量的１％.自然界中水資源分布情況見表１Ｇ１.
表１Ｇ１自然界中水資源分布情況％
％總水域分布比()淡水量分布比()海水９７３冰蓋、冰川７７２淡水２７地下水、土壤水２２４湖泊、沼澤０３５大氣００４００１河流水資源是指人類可利用的水,即符合人類利用要求的水,或者在現代技術經濟條件下,通過工程措施或淨化處理可利用的水,主要是陸地上的地表水和地下水的淺層部分,深層地下水和海水一般不作為水資源.
就我國而言,淡水資源人均不超過２５４５m３,不到世界人均值的１\/４,按國際上一般人口的標準,人均年擁有水量在２０００~１０００００m３時,將出現幹旱季節的用水現象;人均年擁１
有水量在１０００~２００００m３時,會出現缺水現象;少於１０００m３時,將出現嚴重缺水的局麵.我國３００多個大中城市中有１８０個城市缺水,其中５０多個城市嚴重缺水;而且水資源分布不均勻,我國的北方和西北地區出現資源型缺水.
水是人類賴以生存的主要物質之一,除飲用外,更大量地用於生活和工農業生產.隨著世界人口的增長及工農業的發展,用水量也在日益增加.工業發達國家的用水量幾乎每十年翻一番.此外,由於人類的生產和生活活動,大量工業廢水、生活汙水、農業回流水及其他廢棄物未經處理直接排入水體,造成江、河、湖、地下水等水源的汙染,引起水質惡化,使水資源顯得更加緊張,亦使保護水資源顯得更加重要.
１１２水體汙染(一)水體汙染概念水體汙染是指某種物質進入水體,導致水體的化學、物理、生物或者放射性等方麵特性的改變,從而影響水的有效利用,危害人體健康或者破壞生態環境,造成水質惡化的現象.水體汙染有多種含義,但其基本要點是指在一定時期內引入水體中的某種汙染物所造成的不良效應.造成水體汙染的因素是多方麵的,如向水體排放未經妥善處理的城市汙水和工業廢水,使用化肥、農藥及城市地麵的汙染物進入水體,其他汙染物被雨水衝刷隨地麵徑流進入水體,隨大氣擴散的有毒物質通過重力沉降或降水過程而進入水體等.
(二)水體汙染源類型常見的水汙源分類有下列幾種.
按汙染源排放時間分類有連續性汙染源、間斷性汙染源和瞬時性汙染源.連續性汙染源又可分為連續均勻性汙染源和連續非均勻性汙染源.
按汙染源在空間分布方式分類有點汙染源(如城市汙水和工礦企業與船舶等廢水排放口)和非點汙染源(如農田排水、地表徑流).