校園空氣質量監測實驗報告(doc12頁)x
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校園空氣質量檢測
綜合實驗報告
學
院
學生姓名
專
業
學
號
年
級
指導老師
2011/12/2
校園空氣質量監測
基于我國城市空氣以煤煙型污染為主的現狀， 規定用SO2、NOx和TSP三項主要污染物指標
計算空氣污染指數(API)，表征空氣質量狀況。
一、實驗目的和要求
1、 根據布點采樣原則，選擇適宜方法進行布點，確定采樣頻率及采樣時間，掌握測定空
氣中SO2、NOx和TSP的采樣和監測方法。
2、 根據三項污染物監測結果，計算空氣污染指數 (API)，描述空氣質量狀況。
3、 預習教材第三章中的相關內容，在預習報告中列出實驗方案和操作步驟，分析影響 測定準確度的因素及控制方法。
二、空氣中 SO2 的測定
測定空氣中 SO2 常用方法有四氯汞鹽吸收一副玫瑰苯胺分光光度法、 甲醛吸收一副玫瑰
苯胺分光光度法和紫外熒光法等。本實驗采用甲醛吸收一副玫瑰苯胺分光光度法。
（一）實驗目的
1.掌握加權緩沖溶液吸收 --鹽酸副玫瑰紅本案分光光度法測定大氣中 SO2 的方法原理
2.掌握大氣采樣及吸收液采集大氣樣品的操作
（二 ） 實驗原理
空氣中的二氧化硫被甲醛緩沖液吸收后，生成穩定的羥基甲磺酸加成化合物，加入氫 氧化鈉溶液使加成化合物分解， 釋放出 SO2 與鹽酸副玫瑰苯胺反應， 生成紫紅色絡合物， 其 最大吸收波長為577nm,用1cm的比色皿以蒸餾水為參比測定吸光度。
（三 ） 干擾與消除
．臭氧：臭氧具有氧化性,易將釋放的 SO2 氧化 ,影響測定結果。放置 20min 后,使臭
氧自行分解
2．氮氧化物：加氨磺酸鈉進行掩蔽
3．溫度、酸度、顯色時間：影響顯色時間。標準溶液和試樣溶液操作條件應保持一致。
4 .Fe2+等金屬離子：.Fe2+具有一定的還原性，且有可能以鹽酸副玫瑰苯胺形成絡合物影響 測定。當.Fe2+含量為30—60mg/l，加入環已二胺四乙酸鈉鹽掩蔽鐵， 或用磷酸代替鹽酸配
制副玫瑰苯胺使用液掩蔽金屬離子的干擾。
（四 ） 測定步驟
1采樣：用移液管準確移取 5mlSO2吸收液加入多孔玻璃吸收管內。調整好采樣器的流量， 然后將吸收管的大肚口一端與空氣采樣器相連， 以0.4L/min的流量采樣60min ,采樣時記
下當時的溫度和氣壓。
?標準曲線的繪制：
(1 )取14支10mL具塞比色管，分成 A,B兩組，編號，A組按表配置標準色列
加入溶液
0
1
2
3
4
5
6
1.0卩g/mLSO2標準使用溶液(mL)
0
0.50
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
吸收液(mL)
5.00
4.50
4.00
3.00
2.00
1.00
0
二氧化硫含量(卩g)
0
0.5
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
標準色列配好后再向各管中分別加入 0.25ml氨磺酸鈉溶液，放置 10min。
在B組各管中加入0.5ml鹽酸副玫瑰(PRA )使用溶液
10min后在A組各管分別加入 0.25mlNaOH，混勻，立即倒入對應的盛有 PRA使用液
的B管中，立即加塞混勻，計時。
顯色時間一到立即在 577nm處，用1cm比色皿，以水為參比測定吸光度
?樣品測定
(1 )將采樣后的吸收液放置 20 min
(2) 20min后，將吸收管中樣品全部轉移到 10ml比色管中
(3 )其余步驟按照繪制曲線的操作步驟進行測定
4?數據處理
3
C(SO2, mg/m )=( A- A 0-a )*n/b*V n
式中：a 樣品溶液的吸光度
A0 試劑空白溶液的吸光度
a 標準回歸線的截距
b 標準回歸線的斜率
Vn 換算成標準狀況下的采樣體積
n 稀釋倍數
（五）數據處理
杯差：0.002
SO2的含量/卩g
0
0.5
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
吸光度值
0.098
0.161
0.222
0.284
0.348
0.408
0.470
減去空白的吸光度值
0
0.063
0.124
0.186
0.251
0.310
0.372
度光吸
3 5 2
0.2O
0.1
0.05
0
0 1
2 3 4 5 6
SO2勺含量/卩g
*系列1
——線性（系列1）
采集樣品室的壓強：P=94.0 kpa 溫度：T=273-3=270K 采樣地點：環資學院前
采樣流量：0.4 L/mi n 采樣時間：1h 稀釋倍數n=2
樣品吸光度 A=0.326 空白吸光度 A0 == 0.173
Vn=0.4*60*(273/270)*(94/101.325)=22.5124 L
3
C(SO2，mg/m3)=(0.326-0.173-0.0725)/22.5124*0.0207*2=0.3454 mg/m
（六 ） 分析
在實驗過程中盡量由一個人完成實驗， 可以盡量減少誤差， 尤其在測定讀數上。
樣品的 測定和標準線的測定應在同一臺分光光度計上， 否則測的數據沒有可比性。
實驗時要把握好 時間。
三、空氣中NOx的測定（分光光度法）
測定空氣中NOx廣泛采用的方法是分光光度法和化學發光法。 化學發光法一般用于連
續自動監測。
（一）實驗目的
掌握 N-（1- 萘基 ）乙二胺鹽酸鹽分光光度法測定大氣中 NO2 的方法原理。
掌握大氣采樣機吸收液采集大氣樣品的操作。
（二 ） 實驗原理
空氣中的氮氧化物主要以 NO和NO2形態存在。測定時將 NO氧化成NO2，用吸收液
吸收后， 首先生成亞硝酸和硝酸。
其中，亞硝酸與對氨基苯磺酸發生重氮化反應， 再與 N-（1- 萘基）乙二胺鹽酸鹽作用， 生成紫紅色偶氮染料， 根據顏色深淺比色定量。
因為NO2（氣）不是 全部轉化為 NO 2-（液），故在計算結果時應除以轉換系數 （稱為 Saltzman 實驗系數，用標準氣 體通過實驗測定 ）。
按照氧化 NO 所用氧化劑不同，分為酸性高錳酸鉀溶液氧化法和三氧化鉻 -石英砂氧化
法。本實驗采用前一方法。
（三 ） 干擾與消除
15min 即可，讓其自行分解。1
15min 即可，讓其自行分解。
2. SO2 :當SO2濃度為NO?的濃度的30倍以上時，有干擾。當 SO2濃度為NO?的濃度的
10倍左右時或更小時則無干擾。在吸收管前加一個除裝置
（四）實驗步驟
1.采樣：用移液管移取 4ml吸取液和1ml蒸餾水與棕色多孔玻璃板吸收管中，調整好大 氣采樣器的流量，將吸收管與采樣器連接。以 0.4L/min的流速采樣60min，并記錄
當時的溫度和壓力。
2.標準曲線的繪制：取 6支10mL具塞比色管，按下列參數和方法配制 NO?-標準溶液
色列：
N02標準溶液色列
管號
0
1
2
3
4
5
亞硝酸標準使用溶液（mL）
0
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
雙重水（mL）
1.00
0.80
0.60
0.40
0.20
0
吸收原液（mL）
4.00
4.00
4.00
4.00
4.00
4.00
NO2-濃度（卩 g/mL）
0
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
亞硝酸根含量（卩g）
0
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
將各管溶液混勻，于暗處放置20 min （室溫低于20 C時放置40 min以上），用1 cm比色皿于
波長540 nm處以水為參比測量吸光度，扣除試劑空白溶液吸光度后，用最小二乘法計算標 準曲線的回歸方程。
3?樣品測定：采樣后于暗放置 20 min（室溫20C以下放置40 min以上）后，用水將吸收管中
吸收液的體積補充至標線，混勻，按照繪制標準曲線的方法和條件測量試劑空白溶液和
樣品溶液的吸光度，按下式計算空氣中 NOx的濃度:
4?計算
3
C(NO2, mg/m)=( A- A °-a )/b*f* V 0
樣品吸光度
樣品吸光度A=0.376 空白吸光度A0 == 0.040
式中：Cnox —空氣中NOx的濃度（以NO2計，mg/m3）；
A、A0—分別為樣品溶液和試劑空白溶液的吸光度；
b、a—分別為標準曲線的斜率 （吸光度?mL/卩g）和截距；
V。一換算為標準狀況下的采樣體積 （L）;
f — Saltzman實驗系數，0.88（空氣中NOx濃度超過0.720 mg/m3時取0.77）。
（五）數據處理
杯差：0.001
亞硝酸含量/卩g
0
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
吸光度
0.025
0.204
0.402
0.571
0.748
0.934
減去空白的吸光度
0
0.179
0.377
0.546
0.723
0.909
*系列1
*系列1
——線性（系列1）
0.9
0.8
0.7
度0.6 光0.5 吸0.4
0.3
0.2
0.1
0
0 1 2 3 4 5 6
NO2的含量（卩g）
采集樣品室的壓強： P=93.28 kpa 溫度：T=273+2.5=275.5K 采樣地點：環資學院前
采樣流量： 0.4 L/min
采樣流量： 0.4 L/min
采樣時間：1h
V 0=0.4*60*(273/275.5)* (93.28/101.325)=21.8939 L
33
C（NO2，mg/m3）=（0.376-0.040-0.0024 ） /0.1813*0.88*21.8939=0.08937 mg/m 3
（六）分析 實驗過程的標準曲線應盡量由一個人完成，減少誤差。實驗過程中應把握好機器的采 樣時間，因為采樣體積有較大的影響，是本實驗的最大誤差來源。
四、空氣中總懸浮顆粒物 （TSP） 的測定
（一） 實驗目的
1.掌握重量法測定大氣中的 TSP 方法原理
2.掌握大氣采樣氣的操作
（二）實驗原理
目前測定空氣中 TSP 含量廣泛采用重量法，其原理基于：以恒速抽取定量體積的空 氣，使之通過采樣器中已恒重的濾膜，則 TSP 被截留在濾膜上，根據采樣前后濾膜重量之
差及采氣體積計算 TSP 的濃度。該方法分為大流量采樣器法和中流量采樣器法。本實驗采 用中流量采樣器法。
（三）干擾與消除
1. 濕度、 溫度： 濕度過大或有較大變動會使濾膜乘涼不準確。 采樣前采樣后稱量濾膜時
應將其放在恒溫恒濕箱中平衡 24h 可消除干擾。
2. 濾膜：濾膜有缺陷或者破損會采集到較大顆粒粒徑的顆粒造成干擾。 用 X 光看片機檢
查濾膜是否有缺陷，若有進行更換。
（四 ） 測定步驟
1．用孔口流量計校正采樣器的流量；
2．濾膜準備：首先用 X 光看片機檢查濾膜是否有針孔或其他缺陷，然后放在恒溫恒濕箱
中于15?30C任一點平衡24 h，并在此平衡條件下稱重 （精確到0.1 mg），記下平衡溫 度和濾膜重量，將其平放在濾膜袋或盒內。
3．采樣：取出稱過的濾膜平放在采樣器采樣頭內的濾膜支持網上 （絨面向上 ），用濾膜夾
夾緊。以 100 L/min 流量采樣 1 小時，記錄采樣流量和現場的溫度及大氣壓。用鑷子 輕輕取出濾膜，絨面向里對折，放入濾膜袋內。
4．稱量和計算：將采樣濾膜在與空白濾膜相同的平衡條件下平衡 24 h 后，用分析天平稱
量（精確到0.1 mg），記下重量（增量不應小于10 mg），按下式計算TSP含量：
39
TSP 含量（卩 g/m3）= （W1-W0）*109/Q*t
式中：W1—采樣后的濾膜重量（g）;
w°—空白濾膜的重量（g）;
Q—采樣器平均采樣流量（L/min）;
t—采樣時間（min）。
（ 五 ） 數據處理
采集樣品室的壓強： P=93.28 kpa 溫度： T=273+2.5=275.5K 采樣地點：環資學院前
采樣流量： 100L/min 采樣時間： 1h
TSP 濾紙吸前的重量： 0.3824g TSP 濾紙吸后的重量： 0.3878g
Q=100*60* （273/275.5） *（93.28/101.325）=5473.5 L
3 9 3 3
TSP 含量（卩 g/m ）=（0.3878-0.3824） *10 /5473.5=986 卩 g/m =0.986 mg/m
（六 ） 分析
該實驗對濾膜要求較高， 采樣之前要使其質量穩定， 防止因水分過多而影響稱量的準
確性，因為采樣所采集的懸浮物本身質量就很小的。 安裝、卸下濾膜還有可能是濾膜受力不
均而破裂，因此要非常的小心，否則實驗數據可能不能使用。
五、空氣污染指數（API）計算
空氣污染指數對應的污染物質量濃度限值
空氣污染
污染物質量濃度的限值 /（mg/m ）
指數（API）
SO（日平均）
NO （日平均）
PMM日平均）
CO （日平均）
Q（日平均）
TSP
50
0.050
0.080
0.050
5
0.120
0.120
100
0.150
0.120
0.150
10
0.200
0.300
200
0.800
0.280
0.350
60
0.400
0.500
300
1.600
0.565
0.420
90
0.800
0.628
400
2.100
0.750
0.500
120
1.000
0.875
500
2.620
0.940
0.600
150
1.200
1.000
注：由于TSP無小時均值，故采用日均值。
C(S02，mg/m3)=( A- A o-a 廣n/b*V n=(0.326-0.173-0.0725)/22.5124*0.0207*2=0.3454 mg/m
3
C(NO2，mg/m ) =( A- A 0-a )/b*f* V 0=( 0.376-0.040-0.0024)/0.1813*0.88*21.8939=0.08937 mg/m3
TSP 含量(卩 g/m3)= (W1-W0) *109/Q*t=(0.3878-0.3824) *10 9/5473.5=986 卩 g/m3=0.986 mg/m3
API計算
(h,j 1」i,j) li,j_ (P
(h,j 1」i,j) li,j
(Pi,j 1 一 Pi,j)
式中：R、Ii――第i種污染物的質量濃度和污染分指數；
P i,j、M ――第i種污染在j轉折點的質量濃度限值和污染分指數；
R i,j+i、li,j+i第i種污染物在j+1轉折點的質量濃度限值和污染分指數;
I (SO2) = 0.3454 0150 (200 -100) 100 =130.1
0.800 —0.150
學習并不是人生的全部。但既然連人生的一部分一一學習也無法征服，還能做什么呢
學習并不是人生的全部。但既然連人生的一部分一一學習也無法征服，還能做什么呢
I (NO2)=(100 -50) 50 =61.7
I (NO2)=
(100 -50) 50 =61.7
0.120 -0.080
I (TSP) = 0.986 一 0.875 (500 -400) 400 =488.8
1-0.875
API=Max { l(SO2),l(NO2),|(TSP) } =Max { 130.1, 61.7, 488.8 } =488.
取API最大的作為校園污染指數，所以校園 API=488.8,首要污染物是TSP
六結果分析
根據污染指數評價空氣質量標準:
空氣污染指數
（API）
空氣質
量級別
空氣質
量狀況
表征
顏色
對健康的 影響
建議采取的措施
0~50
I
優
綠
可正?；顒?/p>
51~100
n
良
藍
可正?；顒?/p>
101~200
出
輕度污染
黃
易感人群癥狀有輕 度加劇，健康人群出 現刺激癥狀
心臟病和呼吸系統疾 病患者應減少體力消 耗和戶外運動
201~300
IV
中度污染
紅
心臟病和肺病患者 癥狀顯著加劇，運動 耐受力降低，健康人
群中普遍出現癥狀
老年人和心臟病、肺病 患者應留在室內，并減 少體力消耗
>300
V
重污染
里
八、、
健康人運動耐受力 降低，有明顯強烈癥
狀，提前出現某些 疾病
老年人和病人應留在 室內，避免體力消耗，
一般人群應避免戶外 活動
根據污染指數評價空氣指令標準，可判斷學校內的空氣質量級別為 V級，重污染，不
適合正?；顒訕藴?。校園屬于文化區，說明校園內的空氣質量不符合國家標準。
對于SO2和NOx,由于冬季來臨，燒煤取暖現象嚴重，特別是許西村的每家每戶都是 自家燒煤取暖，不是集中取暖，導致煤燃燒產生的大量顆粒往校園中擴散， 使得校園空氣質
量下降。
生活不是等待風暴過去，而是學會在雨中翩翩起舞 不要去考慮自己能夠走多快，只要知道自己在不斷努力向前就行，路對了，成功就不遠了。放棄了，就不該后悔。失去了，就不該回憶。放
下該放下，退出那沒結局的劇。我們需要一點點的眼淚去洗掉眼中的迷霧，一點點的擁抱去療愈受傷的心，一點點的休息去繼續前行 ，少壯不努力，老大徒傷悲 ，每個人的人生都是不一樣的，處
同樣的位置，也是有人哭，有人笑，有人沉默。窮人缺什么：表面缺資金，本質缺野心，腦子缺觀念，機會缺了解，骨子缺勇氣，改變缺行動，事業缺毅力世界上最聰明的人是借用別人撞的
頭破血流的經驗作為自己的經驗， 世界上最愚蠢的人是非用自己撞得頭破血流的經驗才叫經驗 ，不要抱著過去不放， 拒絕新的觀念和挑戰，每個人都有退休的一天， 但并不是每個人都能擁有退休
后的保障。覺得為時已晚的時候，恰恰是最早的時候 ，勿將今日之事拖到明日，學習時的苦痛是暫時的，未學到的痛苦是終生的 ，學習這件事，不是缺乏時間，而是缺乏努力 ，幸?；蛟S不排名次,
