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| 內容簡介： |
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环境化学实验是环境科学与工程相关专业的重要实验课。《环境化学实验》在实验的编排上，主要由基础实验和综合实验两部分组成。基础实验由水篇、大气篇和土壤篇构成，主要涉及水、大气、土壤等环境介质中化学物质的特性、存在状态、环境行为及迁移转化规律等，并涉及部分污染控制化学的内容。综合实验是设计性、研究性实验。《环境化学实验》共27个实验，是《环境化学实验》的核心内容，每个实验包括实验目的、实验原理、仪器与试剂、实验步骤、数据处理、注意事项、思考题和参考文献。另外，《环境化学实验》提供了水、大气和土壤等的相关环境质量标准，为环境化学中污染物检测和环境监测实验提供参考。
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| 目錄：
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目录
**部分 基础实验
水篇 3
实验一 苯酚光降解速率常数的测定 3
实验二 水中苯系物的挥发速率 6
实验三 对硝基苯甲腈水解速率常数的测定 10
实验四 有机化合物的正辛醇-水分配系数 13
实验五 水体富营养化程度的评价 16
实验六 水中氟化物的测定 21
实验七 Fenton试剂催化氧化酸性大红GR染料 25
实验八 邻苯二甲酸二丁酯的微生物降解 27
大气篇 30
实验九 空气中氮氧化物的日变化曲线 30
实验十 环境空气中SO2液相氧化模拟 35
实验十一 空气中氮氧化物的催化氧化净化 38
实验十二 大气中氟利昂的催化水解 41
土壤篇 45
实验十三 土壤阳离子交换量的测定 45
实验十四 菲在土壤中的有机碳标化吸附系数 49
实验十五 土壤对重金属Pb和Cd的吸附 53
实验十六 重金属在土壤-植物中的迁移和转化 56
实验十七 土壤对农药的吸附作用 60
实验十八 底泥对苯酚的吸附作用 63
实验十九 底泥中汞的形态分析 67
实验二十 腐殖酸对汞的配位作用 70
第二部分 综合实验
实验二十一 Hβ沸石对双酚A的吸附行为 75
实验二十二 二氧化钛还原氧化石墨烯复合光催化剂的制备及降解双酚A 80
实验二十三 活性炭吸附法脱除烟气中的二氧化硫 84
实验二十四 土壤脲酶活性的测定 88
实验二十五 沉积物中可转化态氮形态分析 91
实验二十六 湖泊沉积物中磷形态分析 94
实验二十七 有机酸淋洗修复重金属污染土壤 98
第三部分 附录
附录一 地表水环境质量标准（GB 3838—2002） 103
附录二 污水综合排放标准（GB 8978—1996） 110
附录三 大气污染物综合排放标准（GB 16297—1996） 120
附录四 环境空气质量标准（GB 3095—2012） 126
附录五 土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准（试行）（GB 15618—2018） 128
附录六 土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准（试行）（GB 36600—2018） 130免费在线读**部分 基础实验
水篇
实验一 苯酚光降解速率常数的测定
有机污染物在水体中的光降解强烈地影响着它们在水中的归宿，因此，对水体中有机污染物光降解的研究已成为水环境化学的一个重要领域。水体中有机污染物光降解规律的研究主要包括两方面，一是研究其降解速率及影响因素；二是研究有机污染物降解中间产物，包括中间产物的毒性大小，因为有机污染物的光降解产物可能比污染物母体本身毒性更大。苯酚是一种常见的有机污染物，普遍存在于石油、煤气等的工业废水中，因此研究天然水中苯酚的光降解对污染控制很有意义。
一、实验目的
（1）掌握苯酚的测定方法。
（2）测定苯酚在光降解作用下的降解速率，并求得速率常数。
二、实验原理
溶于水中的有机污染物，在太阳光的作用下发生化学键的断裂而被分解，不断产生自由基，其过程如下：
（1-1）
除产生活性自由基外，水体中还常存在单线态氧，使得天然水中的有机污染物不断被氧化，*终生成CO2、CH4和H2O等小分子物质。因此，光降解是天然水体有机污染物的自净途径之一。天然水体中有机污染物的光降解速率，可用式（1-2）表示：
（1-2）
式中，C为天然水中苯酚的浓度；[Ox]为天然水中的氧化基团浓度，一般为定值，认为其在反应过程中保持不变；K为比例系数。
式（1-2）积分得
（1-3）
式中，C0为天然水中苯酚的起始浓度；Ct为光照t时刻苯酚的浓度； 为光降解曲线的斜率，即光降解速率常数。绘制 关系曲线，可求得 。
本实验在含有苯酚的蒸馏水溶液中加入H2O2，模拟含苯酚废水的光降解实验。利用4-氨基安替比林（C11H13N3O，4-AAP）法测定苯酚的浓度，测定原理为酚类化合物与4-氨基安替比林在碱性条件下（pH10.0+0.2），用铁氰化钾［K3FeCN6］作氧化剂，发生络合反应产生红色的安替比林染料，在波长510nm处有**吸收，测定其吸光度。
（1-4）
三、仪器与试剂
1. 仪器
光降解实验装置（图1-1）；紫外-可见分光光度计。
图1-1 光降解实验装置图
1. 400W高压汞灯；2和3. 分别为石英水套的进水口和出水口；4. 污染物（含苯酚废水）；
5. 搅拌子；6. 磁力搅拌器；7. 光线
2. 试剂
（1）1000mgL苯酚标准储备液：称取1.0000g精制苯酚，用无酚蒸馏水溶解，转移至1L褐色容量瓶中，用无酚蒸馏水稀释至刻度，1mL此溶液相当于1mg苯酚。
（2）50mgL苯酚标准中间液：取苯酚标准储备液5.00mL用容量瓶稀释至100mL。
（3）氨-氯化铵缓冲溶液：称取20g氯化铵溶于100mL浓氨水中。
（4）1% 4-氨基安替比林溶液：称取1g 4-氨基安替比林溶于水，稀释至100mL，储于棕色瓶中，在冰箱内可保存1周。
（5）4%铁氰化钾溶液：称取4g铁氰化钾溶于水，稀释至100mL，储于棕色瓶中，在冰箱内可保存1周。
（6）0.36% H2O2溶液：取3.00mL浓H2O2（30%）稀释至250mL。
（7）待降解苯酚溶液：取1000mgL的苯酚标准储备液25.00mL于500mL容量瓶中，用二次蒸馏水稀释至刻度，摇匀待用。
四、实验步骤
1. 绘制苯酚吸光度对浓度的标准曲线
分别取50mgL的苯酚标准中间液0.00mL、0.50mL、1.50mL、2.00mL和2.50mL于25mL比色管中，依次加入少量二次蒸馏水、0.50mL缓冲溶液、1.00mL 1% 4-氨基安替比林溶液，混匀，再加入1.00mL 4%铁氰化钾溶液，混匀，稀释定容至25.00mL，放置15min后，在分光光度计510nm波长处，用1cm比色皿，以空白溶液为参比，测量吸光度。以吸光度对浓度作图绘制标准曲线。
2. 光降解实验
（1）将500mL待降解的苯酚溶液置于1000mL烧杯中，加入2.0mL 0.36%的H2O2溶液，混匀，此溶液即为模拟的含苯酚天然水样。
（2）按装置图1-1所示，把400W高压汞灯放入石英冷阱中，开启循环冷凝水，然后把上述水样置于磁力搅拌器上，开启磁力搅拌器，打开高压汞灯控制器进行降解实验。分别在0min、10min、20min、30min、40min、50min、60min时取5.00mL样品于25mL比色管中，按实验步骤1测定吸光度。
五、数据处理
（1）绘制标准曲线，获得回归方程，并由标准曲线计算不同时间光降解溶液中苯酚所对应的浓度值。
（2）以lnC0Ct为纵坐标，时间为横坐标，绘制lnC0Ct-t曲线，曲线斜率即为光降解速率常数。
六、注意事项
（1）进行光降解实验时，先开启冷凝水，再打开高压汞灯控制器。
（2）汞灯关闭5min后才能重新启动，否则会缩减其使用寿命。
七、思考题
（1）制作模拟的含苯酚天然水样时，为什么要加入H2O2？如果不加H2O2，对实验结果有何影响？
（2）研究苯酚的光降解有何实际意义？
（3）影响有机污染物光降解速率常数的因素有哪些？试举例说明。
参考文献
董德明， 朱利中. 2009. 环境化学实验[M]. 第二版. 北京： 高等教育出版社.
江锦花. 2011. 环境化学实验[M]. 北京： 化学工业出版社.
张燕. 2009. 天然水体中pH对酚类污染物光解的影响[D]. 大连： 大连理工大学.
实验二 水中苯系物的挥发速率
水环境中有机污染物随自身的物理化学性质和环境条件的不同而具有不同的迁移和转化方式，如挥发、微生物降解、生物富集、光降解、水解及吸附等。挥发作用是指有机物从溶解态转向气态的过程，如从水相转移至气相或从土壤中转移至气相等行为。研究表明，挥发作用是疏水性有机污染物，特别是高挥发性有机污染物自水体进入空气的主要迁移途径。
水中有机污染物的挥发符合一级动力学方程，其挥发速率常数可通过实验求得，其数值的大小受温度、污染物的结构和性质、其他污染物的存在以及水和水体表面大气的物理性质（如流速、深度和湍流等）影响。测定水中有机污染物的挥发速率，对研究其在环境中的归趋具有重要意义。描述水中有机污染物挥发过程的理论有双膜理论、C. T. Chiou挥发速率模式和D. Mackay挥发速率模式等多种理论。本实验以C. T. Chiou等修正的Knudsen方程作为理论依据。
一、实验目的
（1）了解影响有机污染物挥发速率的主要因素。
（2）了解有机污染物的挥发过程及其规律。
（3）掌握水中有机污染物挥发速率的测定方法。
二、实验原理
水中有机物的挥发符合一级动力学方程，即
（2-1）
式中，Kv为挥发速率常数；C为水中有机物的浓度；t为挥发时间。
由此可求得有机物挥发一半所需的时间（t12）为
（2-2）
C. T. Chiou等提出的有机物挥发速率方程为
（2-3）
式中，Q为单位时间、单位面积的挥发量； 为有机物在该液体表面的浓度与在本体相中浓度的比值；β为与大气压及空气湍流有关的挥发系数（无量纲），表示在一定的空气压力及湍流的情况下，空气对该组分挥发的阻力；P为在实验温度下有机物的分压，Pa；
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