教学大纲

《有限空间气体污染检测与净化技术》

2019-06-09

《有限空间气体污染检测与净化技术》教学大纲

课程编号：

ENV02202

课程名称：

有限空间气体污染检测与净化技术

学分/学时：

1/32

英文名称：

Gas detection and purification technology in limited space

大纲执笔人：

王亚飞

大纲审核人：

陈家庆

适用专业：

环境工程

先修课程：

环境监测、大气污染控制工程

大纲更新时间：

2017年1月

一、课程性质与定位

有限空间气体污染检测与净化技术是环境工程专业的一门专业选修课，侧重介绍有限空间内空气质量评价与相关标准、有关气体污染物的检测与净化技术的基本原理和方法，使学生了解有限空间气体污染物的种类、来源、危害和污染特性，理解气体污染物的检测分析技术的原理及应用，掌握有限空间气体的净化技术原理和设计应用以及前沿发展，结合环境工程专业特色对有限空间气体净化环保设备的理论内容进行重点学习。通过本课程的教学，使学生掌握有限空间内有关气体污染的检测与净化技术的基本概念、基本原理和实践应用，具备一定的实践操作技能，培养学生分析问题和解决问题的能力以及创新能力，能够根据所学知识分析和解决环境工程设计（有限空间）实践中面临的气体污染控制复杂问题，并能够评价该工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，从而为学习专业课程、从事专业技术工作或进行科学研究打下坚实的基础。

二、课程教学目标与达成途径

本课程的教学任务是通过课程教学、项目学习和案例研讨环节，培养学生理解有限空间内空气质量评价及标准、有关气体污染物的种类、来源、危害和污染特性以及净化技术等基本概念；掌握气体污染物的检测分析技术的原理及应用；掌握有限空间空气污染物的净化技术原理和应用；掌握一定的分析、判断、计算和实践能力；利用有限空间气体检测与净化技术知识分析和解决本专业中涉及的控制气态污染物问题，并能够评价环境工程实践中复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任。具体体现在以下方面：

课程教学目标1：掌握有限空间内气体污染检测原理及基础知识

通过课堂讲授、研讨课和布置课外作业，让学生了解有限空间内空气质量评价及标准、有关气体污染物的种类、来源、危害和污染特性以及检测技术原理等基本概念与基本理论、基本方法。

课程教学目标2：具有掌握检测实验实施以及采集数据分析的能力

①通过课堂讲授、案例教学以及课后作业，培养学生掌握有限空间气体检测技术的基础知识及其应用能力；②通过课堂研讨、案例教学以及项目学习，使学生掌握国标法气体检测设备使用、实践数据采集以及结果的理解和分析，为后续专业课程的学习做准备。

课程教学目标3：掌握有限空间内空气污染净化技术基础知识及应用能力

①通过课堂讲授、案例教学以及课后作业，培养学生掌握有限空间气体污染净化技术的基础知识及其应用能力；②通过课堂讲授和案例教学，培养学生应用本课程中的净化技术的基本理论和方法解决实际过程中控制气态污染物问题的能力；③通过项目学习，使学生具备发现、分析并解决实际过程中控制气态污染物问题的能力以及创新能力，为后续专业课程的学习做准备。

课程教学目标4：能够综合考虑社会、健康、安全、法律以及文化的影响因素，提出合理的复杂气体污染控制解决方案的能力

通过课堂讲授、项目学习和案例教学，让学生体验气体污染检测与净化技术实践和理论知识的实际应用，掌握一定的分析、判断、计算和实践能力；通过对气体检测结果可能性的分析，依据国家和地方针对社会、健康、安全、法律以及文化发布的标准对有限空间实践中存在的危害气体问题进行评价，并设计和提出解决方案，并理解应承担的责任。

表1 毕业要求指标点实现矩阵

专业毕业要求

指标点

课程教学目标

达成途径

4.2掌握基本的实验方法和实验数据处理方法，能够正确采集、整理实验数据，具备实施实验和实验结果分析的基本能力。

课程教学目标1、2

课堂讲授：重点突出、思路清晰、注重师生互动交流，及时掌握学生学习情况，关注每一个学生的学习；

研讨课：将有限空间空气污染检测涉及的相关内容作为研讨课内容，通过学生课前自学，提交自学报告，小组研讨交流，小组制作PPT进行汇报，掌握教学内容；

课后作业：每个章节课后都留有保证巩固学习内容的课后作业，并全批全改，及时反馈。

项目学习：组建3-4人项目小组，通过查阅文献和国家标准，让学生结合自己所了解和从事的环保知识和实践，促进学生理解和掌握检测技术和评价环境工程实践中复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任，每个小组完成一个有限空间空气污染检测与净化实例，撰写项目报告（如VOC泄漏应急方案设计等）。

6.2能够评价环境工程实践中复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任。

课程教学目标1、2、3、4

课堂讲授：重点突出、思路清晰、注重师生互动交流，及时掌握学生学习情况，关注每一个学生的学习；

课后作业：每个章节课后都留有保证巩固学习内容的课后作业，并全批全改，及时反馈。

研讨课：将有限空间空气污染检测与净化涉及的相关内容作为研讨课内容，通过学生课前自学，提交自学报告，小组研讨交流，小组制作PPT进行汇报，掌握教学内容；

项目学习：组建3-4人项目小组，通过查阅文献和国家标准，让学生结合自己所了解和从事的环保知识和实践，促进学生理解和掌握检测技术和评价环境工程实践中复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任，每个小组完成一个有限空间空气污染检测与净化实例，撰写项目报告（如移动空间VOC超标应急方案设计等）。
 

三、内容提要与学时安排

序号

教学内容

教学要求

学时

对应的教学目标

1

1有限空间气体污染的基本概念

1.1有限空间空气污染；

1.2有限空间空气污染预防；

1.3我国有限空间空气污染控制对策。

 

了解：有限空间空气污染的现状。

掌握：有限空间空气污染的基本概念和性质；理解有限空间空气污染预防的重要性。

牢固掌握：有限空间空气污染物种类和污染特性。

 

2

1、4

2

2有限空间空气污染的产生、健康效应和污染特性

2.1有限空间空气污染源概述；

2.2有限空间空气污染源的调查；

2.3有限空间空气污染物暴露量与潜在剂量的关系；

2.4 20种主要污染物的污染特性。

 

了解：有限空间空气污染源概述；有限空间空气污染源的调查。

掌握：有限空间主要的空气污染源与健康效应；掌握几种典型有限空间空气污染源和分散特性；有限空间空气污染物暴露量与潜在剂量的关系。

牢固掌握：几种典型有限空间空气污染源和分散特性；有限空间空气污染物暴露量与潜在剂量的关系。

2

1、4

3

3.空气质量评价及相关标准

3.1空气质量评价；

3.2环境空气质量标准以及污染物控制标准；

3.3装饰装修材料相关标准；

3.4建筑工程室内环境污染控制规范；

3.5车间，移动空间和石油化工行业等几种典型空间空气污染相关标准与控制规范。

了解：了解环境空气质量标准以及污染物控制标准。

掌握：空气质量评价方法和指标；掌握装饰装修材料相关标准；建筑工程室内环境污染控制规范；几种典型空间空气污染相关标准与控制规范。

牢固掌握：空气质量评价方法和指标；几种典型空间空气污染相关标准与控制规范。

 

2

1、4

4

4.有限空间空气污染的检测与分析

4.1 13种主要的空气污染（甲醛、总挥发性有机物、苯系物、苯并芘、总烃、颗粒物、臭氧、放射性污染物-氡及其子体、氨、一氧化碳、氮氧化物、二氧化硫、细菌总数）；

4.2不同空气污染物的国标法检测分析技术；

4.3不同空气污染物的便携式检测分析技术；

4.4不同空气污染物的在线检测分析技术；

4.5几种主要的检测分析仪器的使用、校正、维修和保养。

了解：其他污染物的检测方法

掌握：甲醛、苯系物、总烃、总挥发性有机物、颗粒物和臭氧的检测分析方法；几种主要污染物的检测分析技术的原理和方法；几种主要的检测分析仪器使用、校正、维修和保养。

牢固掌握：甲醛、苯系物、总烃、总挥发性有机物、颗粒物和臭氧的检测分析方法；几种主要的检测分析仪器使用、校正、维修和保养。

 

6

1、2

5

5. 有限空间空气净化技术原理

5.1纤维过滤技术；

5.2吸附法；

5.3等离子体技术；

5.4光催化氧化法；

5.5催化氧化法；

5.6静电除尘技术；

5.7生物过滤技术；

5.8臭氧法；

5.9fenton法；

5.10负离子法；

5.11吸收法。

了解：纤维过滤器性能和影响因素；催化氧化技术基础；生物过滤技术的应用研究；负离子法的基础知识；吸收法的基础知识。

掌握：吸附性能参数的测定以及应用；等离子体净化原理和分解产物的控制；光催化技术基础和光催化制品；静电除尘技术的应用；臭氧法的应用；fenton法的应用。

牢固掌握：纤维过滤器性能和影响因素；吸附性能参数的测定以及应用；等离子体净化原理和分解产物的控制；臭氧法的应用；fenton法的应用。

6

3

6

6. 有限空间空气净化设备设计与应用

6.1通风过滤器的设计与应用；

6.2吸附设备的设计与应用；

6.3等离子体设备的设计与应用；

6.4光催化氧化设备的设计与应用；

6.5催化氧化设备的设计与应用；

6.6静电除尘设备的设计与应用；

6.7吸收设备的设计与应用。

6.8工艺流程密封技术

了解：过滤器的设计步骤和设计规范；催化氧化设备的设计步骤和设计规范；石油化工行业工艺连接密封设计与应用。

掌握：吸附设备的设计步骤和设计规范；等离子体净化设备的设计步骤和设计规范；光催化设备的设计步骤和设计规范；静电除尘设备的设计步骤和设计规范。

牢固掌握：过滤器的设计与选材及应用；吸附设备的设计与应用；催化氧化设备设计与应用；石油化工行业工艺流程的泄漏检测与修复的设计、执行与管理。

 

8

3、4

7

案例讨论一：人居室内空间空气污染物的检测与净化方案案例

让学生研讨气体污染检测发现分析与净化方案设计的实际应用，掌握一定的分析、判断、计算和实践能力；通过案例，对气体检测方案设计实施与分析，依据国家和地方针对社会、健康、安全、法律以及文化发布的标准对有限空间实践中存在的危害气体问题进行评价，并设计和提出合理解决方案，并理解应承担的责任。

2

1、2、3、4

8

案例讨论二：石油化工行业VOCs泄漏检测与修复案例

2

1、2、3、4

9

案例讨论三：移动空间空气污染的检测与净化方案案例

2

1、2、3、4

10

项目学习

分组进行、分工协作。通过查阅资料和讨论，分别基于几种典型的有限空间存在的空气污染问题，在原处理设备或构筑物基础上设计检测与净化设备，写出主要的设计步骤，并列出主要的计算过程。每个小组完成一个相对完整的项目，撰写项目报告，培养学生综合应用前面所学知识进行单片机系统方案设计，具备初步的解决复杂工程实际问题的能力。

课外完成

1、2、3、4
 

注：了解要求包括识别和回忆指能从记忆库中找到相关的知识、概念、术语或材料与当前的信息进行比较、确认，能记住并能不加理解的列出、描述这些知识、概念、术语或材料；掌握指能对所学的内容作归纳、分类、解释，总结、推断和一定程度的发挥；牢固掌握指能选择正确的程序应用、实施所学到的内容，并能进行必要的计算或决断； 综合应用指能将所学的内容分解并找出它们的相互关系和构成；或能计划、创造、建造或有改变的重构；或能作评论、总结、估计、预测、评估、论证和答辩。

四、教学方式

课堂讲授为主，网络多媒体教学、教学网站为辅，充分利用网络和数字化技术制作丰富多彩的教学和辅导材料，注重基本知识、气体检测与净化技术原理和基本仪器设备；课程教学过程注重系统总结和考核，通过检测案例和工程实例锻炼学生的综合能力。

基于工作任务构建课程体系；在理论课程中根据课程特点采用任务驱动、案例教学法进行教学方法创新；课程采用“理论-案例实践一体化”的教学模式。

五、建议教材或参考书

建议教材：吴忠标. 室内空气污染及净化技术. 化学工业出版社, 2005.1

参考书：

1. José A. Orosa. INDOOR AND OUTDOOR AIR POLLUTION. India, 2011.6

2. 杜峰 空气环境监测与治理实用技术. 机械工业出版社. 2011.2

3. 姚仲鹏. 空气净化原理设计与应用. 中国科协. 2013.5

六、学生成绩评定方法

本课程的考核（考试与考查相结合）以考核学生能力培养目标的达成为主要目的，以检查学生对各知识点的掌握程度以及应用为重要内容。能力目标达成评价与考核总成绩中，期末考试成绩占60%，平时（含平时作业、案例研讨、项目学习）考查占40%。具体要求如下：

1. 学生在提交所有作业、项目学习和完成案例研讨后才能参加考试。

2. 课程评分类型：百分制。

3. 结课考核方式：闭卷。

4. 总成绩组成：平时作业(包括：参与研讨的积极性、通过随堂测试所反映的注意力集中度和对新知识的敏感度以及理解与应用能力、课后作业所反映的学习态度和思考问题解决问题的深入程度等)占总成绩的10%，案例研讨课成绩占10%，项目学习成绩占20%，期末考试占总成绩的60%。

表2 课程教学目标评价矩阵

成绩组成

考核/评价环节

分值

考核/评价细则

对应的教学目标

平时成绩

40%

平时作业

10

主要考核学生对每节课知识点的复习、理解和掌握程度。计算全部作业的平均成绩再按10%计入总成绩。

1、2、3、4

案例研讨

10

主要评价学生应用本课程中的净化技术的基本理论和方法解决实际过程中控制气态污染物问题的能力。按10%计入总成绩。

1、2、3、4

项目学习

20

根据小组项目设计报告、小组成员互评，综合评价学生的各项能力。按20%计入总成绩，具体见评分标准。

1、2、3、4

期末考试

60%

期末考试卷面成绩

60

根据课程教学目标和学时安排，主要考核有限空间气体污染的基本概念、检测的基本原理和方法、空气净化技术的基础知识和基本应用等内容，以卷面成绩的60%计入课程总成绩。考试的题型为：基本概念题和综合应用题。

1、2、3、4

 

项目学习评分标准：

教学目标

考核内容

评价依据

评价标准

优

良

中

及格

不及格

具有初步分析检测方案设计与实施分析能力，并具有运用计算机辅助设计和分析软件。

方案设计能力；

方案实施能力；

软件应用能力；

设计报告；

设计表现；

按设计任务书要求独立完成全部内容并准确无误，方案设计正确；有较强的文章组织能力和文字表达能力；设计方案准确无误，布局合理，符合国家标准；能正确合理的分析设计有限空间气体污染检测与净化方案，阐述非常准确、清晰，准确回答问题。

整体方案设计满足要求，检测与净化设备满足要求，布局符合要求，设计较合理，原理论述清楚，文章组织能力和文字表达能力较好；答辩阐述合理，语言表达基本正确，能运用所学知识理论联系实际，回答问题较好。

 

整体方案设计无误，但有的地方设计不太满足要求。原理论述较清楚。无原则性错误，检测与净化布局尚可；答辩论述较正确，语言表达较准确，但有部分地方阐述模糊，回答部分问题。

整体方案设计基本合理，检测设备选择有误，检测与净化布局不太符合规则。说明书中有论述错误的地方；论述较合理，回答问题不准确。

整体方案设计不符合设计要求，原理论述不清。说明书不符合规范；全部设计内容不详。

具有应用净化技术相关知识能力，评价社会、人文、法律、技术经济等因素影响，培养学生初步的解决复杂工程问题能力。

评价环境工程实践中复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任。

 

设计报告；

设计表现；

七、毕业要求达成度评价依据与方法

指标点

评价依据

评价方法

4.2

期末考试成绩、平时成绩（上课中的回答问题、课堂练习、作业、项目学习、案例研讨课）。

期末考试成绩占60%、平时成绩占40%（上课中的回答问题、课堂练习和作业成绩占10%，案例研讨课成绩占10%，项目学习成绩占20%），总分100分

 

6.2

期末考试成绩、平时成绩（上课中的回答问题、课堂练习、作业、项目学习、案例研讨课）。

期末考试成绩占60%、平时成绩占40%（上课中的回答问题、课堂练习和作业成绩占10%，案例研讨课成绩占10%，项目学习成绩占20%），总分100分