环境同位素水文地质（642044）实验教学大纲
01．教学单位名称：环境与资源学院
02．实验中心名称：水利工程与地下水实验教学中心
03．课程名称：环境同位素水文地质
04．课程代码：642044
05．课程类别：专业教育课
06．课程性质：必修/选修
07．课程学时：48学时，其中含实验4学时
08．课程学分：3
09．面向专业：地下水科学与工程、水文与水资源工程
10．实验课程的教学任务、要求和教学目的
教学任务
通过实验的方式，使学生亲自操作，掌握地下水中溶解无机碳14C同位素的现场取样方法；通过室内演示的方式，使学生了解地下水中3H同位素的前处理流程，掌握3H的测试原理和测试方法。通过这些基本的实验，可以使学生理解和掌握水文地质领域中常用环境同位素的测试原理、取样方法、前处理流程和测试方法。
教学要求
（1）要求学生系统掌握14C同位素的现场取样方法；
（2）要求学生了解3H同位素的前处理方法，掌握3H的测试方法；
（3）要求学生掌握放射性同位素测试仪器——液体闪烁计数仪的测试原理；
（4）要求学生明确实验目的，掌握实验原理和方法、实验操作步骤，熟悉实验仪器，并学会整理实验数据，能够完成实验报告的编写。
教学目的
通过环境同位素水文地质实验教学环节，使学生掌握14C的现场取样方法，了解 3H的前处理流程、测试原理和测试方法，从而使学生了解环境同位素的测试原理和样品准备过程，加深学生关于地下水循环研究中环境同位素示踪作用的认识，并掌握数据处理方法，培养学生的动手能力和解决实际问题的能力。
11．学生应掌握的实验技术及实验能力
（1）掌握各项实验的目的、原理；
（2）了解实验仪器和实验的操作步骤；
（3）学会整理、计算和分析实验数据，编写实验报告。
12．开设实验项目
共开设2个实验项目。
综合性实验的主要目的是培养、训练学生的探索性实验能力。在试验操作过程中，由教师讲解基本原理、实验的目的和意义及要求达到的目标。
演示性实验的主要目的是让学生更加直观地学习常用放射性同位素的测试原理和流程，与书本的字面知识相结合，达到更好的教学效果。
开设实验项目一览表
|
实验项目编号
|
实验项目名称
|
实验类型
|
实验性质
|
实验学时
|
每组人数
|
首次开出年月
|
|
64204401
|
14C同位素取样实验
|
综合性
|
必做
|
2
|
3
|
201403
|
|
64204402
|
3H同位素测试实验
|
演示性
|
必做
|
2
|
3
|
201403
|
（1）Clark, Fritz(著),张慧,张新基(译).2006.水文地质学中的环境同位素. 郑州:黄河水利出版社.
、 （2）王恒纯.1991.同位素水文地质概论.北京:地质出版社.
（3）International Atomic Energy Agency and United Nations Educational,
Scientific and Cultural Organization. Environmental Isotopes in
the Hydrological Cycle: Principles and Applications. International
Atomic Energy Agency, 2000.
14．考核要求、考核方式及成绩评定标准
考核要求
掌握实验内容和基本操作，正确完成实验内容，获得实验数据，独立编写实验报告。
考核方式
根据实验过程中学生的实验操作规范性、实验记录的规范性；实验结果的合理性；实验报告中实验内容的完整性、对实验现象、实验结果分析的准确性评定分数。
成绩评定标准
（1）实验操作规范性（20%）
（2）实验记录规范性（5%）
（3）实验结果的合理性（40%）
（4）实验报告中内容的完整性（5%）
（5）对实验现象、实验结果分析的准确性（30%）
15．执笔人
杨峰田 讲师
16．制定日期
20141015
17．审核人
鲍新华 副教授
18．审核日期
20141020
19．学院审定程序说明
由地下水科学与工程系制定，系主任审核；经学院教学委员会审核批准。
20．学院审定日期
20141024
环境同位素水文地质(642044)实验项目卡1
|
1
|
课程名称
|
环境同位素水文地质
|
|
2
|
课程编号
|
642044
|
|
3
|
实验项目名称
|
14C同位素取样实验
|
|
4
|
实验项目编号
|
64204401
|
|
5
|
网络实验
|
0
|
|
6
|
每组人数
|
3
|
|
7
|
计划学时数
|
2
|
|
8
|
实验性质
|
必做
|
|
9
|
实验目的
|
掌握14C同位素的现场取样方法，掌握14C定年原理与数据处
理方法，从而加深对地下水定年原理的理解。
|
|
10
|
实验内容
|
（1）了解14C同位素取样方法的原理，熟悉取样装置和药品；
（2）14C同位素现场取样；
（3）14C同位素数据解释。
|
|
11
|
实验原理
|
采用液体闪烁仪进行14C测试需要2.5 g碳，取样时需对地
下水中的溶解无机碳进行现场沉淀, 反应方程为：
SrCl2+HCO3-=SrCO3↓ +2Cl-。实验中向反应容器中加入
NaOH溶液将样品调至pH>10的碱性条件，并加入硫酸亚铁（FeSO4.7H2O）和聚丙烯酰胺溶液，以利于沉淀生成。
|
|
12
|
实验类型
|
1.演示性□；2.验证性□；3.综合性√；4.设计性；5.研究性□。
|
|
13
|
实验者层次
|
本科生
|
|
14
|
实验仪器设备
|
50 L塑料桶、铁架台、移液管、吸耳球、玻璃棒、锥形瓶、烧杯
|
|
15
|
实验套数
|
35
|
|
16
|
开出时间
|
201403
|
|
17
|
教学单位名称
|
环境与资源学院
|
|
18
|
教学单位编号
|
64
|
|
19
|
实验单位名称
|
水利工程与地下水实验教学中心
|
|
20
|
实验中心编号
|
|
|
21
|
实验地名称
|
地下水长期观测试验场
|
|
22
|
实验地编号
|
朝阳校区地质宫后侧
|
|
23
|
一次性材料品名
|
盐酸、酚酞、甲基橙、氯化锶、氢氧化钠、硫酸亚铁、聚丙烯酰胺、玻璃棒、取样瓶、一次性塑胶手套、实验报告纸、标签纸
|
|
24
|
一次性材料
|
20元/人
|
|
25
|
面向专业
|
地下水科学与工程、水文与水资源工程
|
|
26
|
实验项目卡制定人
|
杨峰田
|
|
27
|
实验项目卡审核人
|
苏小四
|
环境同位素水文地质(642044)实验项目卡2
|
1
|
课程名称
|
环境同位素水文地质
|
|
2
|
课程编号
|
642044
|
|
3
|
实验项目名称
|
3H
同位素测试实验
|
|
4
|
实验项目编号
|
64204402
|
|
5
|
网络实验
|
0
|
|
6
|
每组人数
|
3
|
|
7
|
计划学时数
|
2
|
|
8
|
实验性质
|
必做
|
|
9
|
实验目的
|
了解 3H的前处理流程，掌握3H的测试原理和测试方法，从
而使学生了解环境同位素的测试原理和样品准备过程。
|
|
10
|
实验内容
|
（1）了解 3H的前处理流程；
（2）掌握液体闪烁仪的测试原理和测试方法；
|
|
11
|
实验原理
|
（1）3H的前处理流程：将500 ml水样蒸馏除盐后，在碱性
环境下电解富集，然后加入PbCl2，再次蒸馏至PH为中性。
（2）液体闪烁仪的测试原理和测试方法：液体闪烁计数器主要测定发生β核衰变的放射性核素，依据液体闪烁剂分子吸收射线能量所产生荧光效应进行衰变计数。
|
|
12
|
实验类型
|
1.演示性√；2.验证性□；3.综合性□；4.设计性；5.研究性□。
|
|
13
|
实验者层次
|
本科生
|
|
14
|
实验仪器设备
|
液体闪烁计数仪、冰柜、电热套、圆底烧瓶、电极
|
|
15
|
实验套数
|
1
|
|
16
|
开出时间
|
201403
|
|
17
|
教学单位名称
|
环境与资源学院
|
|
18
|
教学单位编号
|
64
|
|
19
|
实验单位名称
|
水利工程与地下水实验教学中心
|
|
20
|
实验中心编号
|
|
|
21
|
实验地名称
|
环境同位素实验室
|
|
22
|
实验地编号
|
前卫北区理化楼139、140、145
|
|
23
|
一次性材料品名
|
液体闪烁液、过氧化钠、氯化铅、实验报告纸
|
|
24
|
一次性材料
|
10元/人
|
|
25
|
面向专业
|
地下水科学与工程、水文与水资源工程
|
|
26
|
实验项目卡制定人
|
杨峰田
|
|
27
|
实验项目卡审核人
|
苏小四
|
