不同室內(nèi)活動的SO2和NOX排放

1、四川農(nóng)業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目比較不同室內(nèi)活動的SO2和NOX排放 香燃燒、電腦輻射、打印選題類型應(yīng)用基礎(chǔ)型課題來源自選項(xiàng)目學(xué) 院理學(xué)院專 業(yè)應(yīng)用化學(xué)指導(dǎo)教師李云春職 稱副教授姓 名年 級2011級學(xué) 號開題報(bào)告（立題依據(jù)、研究的主要內(nèi)容及預(yù)期目標(biāo)、研究方案、論文進(jìn)度安排、主要參考文獻(xiàn)）1立題依據(jù) 隨著中國人口的不斷增加、國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)穩(wěn)定增長和人民物質(zhì)文化生活水平的不斷提高，未來30年中國氮氧化物排放量將呈現(xiàn)穩(wěn)步增長的趨勢。如果不采取進(jìn)一步的控制措施，我國能源消費(fèi)導(dǎo)致的氮氧化物排放總量將超過美國成為世界第一大氮氧化物排放國，從而給公眾健康和生態(tài)環(huán)境帶來災(zāi)難性的后

2、果。氮氧化物對呼吸道和呼吸器官有刺激作用，是導(dǎo)致支氣管哮喘等呼吸道疾病不斷增加的原因之一。大氣中的氮氧化物能與碳?xì)浠锇l(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生光化學(xué)煙霧。氮氧化物也能轉(zhuǎn)化成硝酸和硝酸鹽，通過降水對水和土壤環(huán)境等造成危害。當(dāng)多種污染物，如氮氧化物、二氧化硫、懸浮顆粒物共存時(shí)，對人體的身體健康危害不僅比其中某一種污染物嚴(yán)重很多，而且大于各污染物的影響之和，即產(chǎn)生協(xié)同作用。此外，氮氧化物還參與臭氧的破壞。二氧化硫是具有強(qiáng)烈辛辣刺激氣味的無色氣體。二氧化硫?qū)κ覂?nèi)環(huán)境的污染與家庭炊事模式、通風(fēng)情況、室內(nèi)結(jié)構(gòu)和燃料重量有關(guān)，我國農(nóng)村多數(shù)農(nóng)民以燒煤餅、煤球及蜂窩煤為主。由于爐灶結(jié)構(gòu)不合理，導(dǎo)致煤不能完全燃燒，排

3、放出大量的污染物，其中以二氧化硫?yàn)橹?，吸煙也會產(chǎn)生二氧化硫。二氧化硫還能刺激眼結(jié)膜和鼻咽部粘膜，降低肺功能。當(dāng)人體吸入濃度較高的二氧化硫時(shí)，會發(fā)生急性支氣管、哮喘、發(fā)紺和意識障礙等癥狀，有時(shí)會引起喉頭痙攣而窒息。二氧化硫在空氣中遇水會形成酸雨，嚴(yán)重危害人體健康和環(huán)境安全。吸煙是導(dǎo)致肺癌的首要危險(xiǎn)因素，也是導(dǎo)致慢性阻塞性肺病的主要原因，更是多種癌癥、心腦血管疾病等的重要誘因，被動吸煙的危害更為嚴(yán)重，會導(dǎo)致肺部疾病,心血管疾病。吸煙還會導(dǎo)致骨質(zhì)疏松，更年期提早來臨吸煙對智力的危害,也會使人的注意力受到影響。 電腦輻射污染會影響人體的循環(huán)系統(tǒng)、免疫、生殖和代謝功能，嚴(yán)重的還會誘發(fā)癌癥、并會加速人體的

4、癌細(xì)胞增殖，會影響人們的生殖系統(tǒng)主要表現(xiàn)為男子精子質(zhì)量降低，孕婦發(fā)生自然流產(chǎn)和胎兒畸形等。影響人們的心血管系統(tǒng)表現(xiàn)為心悸、失眠，部分女性經(jīng)期紊亂、心動過緩、心搏血量減少、竇性心率不齊、白細(xì)胞減少、免疫功能下降等。對人們的視覺系統(tǒng)有不良影響由于眼睛屬于人體對電磁輻射的敏感器官，過高的電磁輻射污染還會對視覺系統(tǒng)造成影響。主要表現(xiàn)為視力下降，引起白內(nèi)障等。因此，人們最好不要長時(shí)間坐在電腦面前。激光打印機(jī)在工作時(shí)釋放出的細(xì)微顆粒被人體吸入時(shí)可以有效滲入肺部，輕者引發(fā)各種呼吸類炎癥，重者可以誘發(fā)心血管疾病甚至癌癥。在一個(gè)封閉式的辦公空間內(nèi)，空氣中的微粒程度在打印機(jī)工作時(shí)比不工作時(shí)要高5倍。另外，打印機(jī)在

5、剛換了新墨盒，以及打印圖表或圖像這樣大量耗費(fèi)墨粉的文件時(shí)，更容易散發(fā)出粉塵和微粒。此外，據(jù)英國過敏癥基金會的研究人曾經(jīng)發(fā)布的一份研究報(bào)告指出，激光打印機(jī)采用激光頭掃描硒鼓的方式在硒鼓上產(chǎn)生高壓靜電，用以吸附墨粉，這樣硒鼓表面的高壓電荷會電離空氣中的氧氣生成臭氧，而臭氧是對人體健康有害的。過量的臭氧會對呼吸道進(jìn)行刺激，甚至?xí)斐裳屎砟[痛、頭暈頭痛，引發(fā)支氣管炎和神經(jīng)中毒等病癥。激光打印機(jī)在工作時(shí)，會釋放一些碳粉顆粒，這些顆粒都是極其細(xì)小的墨粉微粒，這對人體呼吸道有著很大的危害，他們可以輕松地進(jìn)入人體肺部，從而給我們帶來嚴(yán)重的健康的危害。當(dāng)人體過量吸入這些粉塵后，這些微粒會刺激呼吸道，引發(fā)鼻炎、咽

6、炎、支氣管炎等上呼吸道癥狀。同時(shí)，生產(chǎn)的粉塵還可刺激皮膚，引起皮膚干燥、毛囊炎等皮膚病。而粉塵危害最嚴(yán)重的是可引發(fā)直矽肺。打印的同時(shí)還會產(chǎn)生一些有害氣體，會使空氣中的二氧化硫和氮氧化物含量上升。 二氧化硫和氮氧化物不僅可以直接危害人類的環(huán)境和健康，還可以在大氣中經(jīng)過光化學(xué)反應(yīng)生成PM2.5當(dāng)量直徑小于2.5m的顆粒物，也稱為入肺顆粒物，間接對人類產(chǎn)生更嚴(yán)重的危害。因此，對它們的研究是有巨大意義的。本實(shí)驗(yàn)通過室內(nèi)模擬不同的香火、香煙燃燒、電腦輻射和打印排放的SO2和NOX，旨在探討比較它們含量變化特征，評估它們對人體和環(huán)境的傷害程度。2研究的主要內(nèi)容及預(yù)期目標(biāo)主要內(nèi)容：在室內(nèi)模擬寺廟中燃燒的香以

7、及生活中蚊香、熏香、以及吸煙（先假定以相同的質(zhì)量來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）燃燒后產(chǎn)生的NOX和SO2并測定其含量。通過其含量的測定，來大致估算這些物質(zhì)的危害。本實(shí)驗(yàn)還大致研究電腦輻射以及打印對室內(nèi)NOX和SO2濃度的影響。所有實(shí)驗(yàn)均平行測定3次，取其平均值。預(yù)期目標(biāo)：采集的氣體能通過吸收液很好地吸收，能夠準(zhǔn)確的測量相同質(zhì)量的不同香火及香煙燃燒排放的SO2和NOX含量，根據(jù)測量結(jié)果，比較得出對人體傷害和環(huán)境污染程度最大的香火及香煙。能夠很好測出在有10臺臺式電腦的機(jī)房在關(guān)機(jī)的情況以及在開機(jī)沒有人的情況下室內(nèi)NOX和SO2的變化情況，通過兩者的對比能得出電腦輻射對于NOX和SO2含量的大致影響。3. 研究方案3

8、.1 實(shí)驗(yàn)儀器KC-6120型大氣綜合采樣器(青島嶗山電子有限公司); 分光光度計(jì)；吸收瓶；氧化瓶；多孔玻板吸收管；恒溫水浴器；具塞比色管；滴定管。 3.2 實(shí)驗(yàn)試劑 冰乙酸，鹽酸羥胺溶液( =0.20.5 g/L)，硫酸溶液(c=2 mol/L)，酸性高錳酸鉀溶液(=25 g/L)，N-（1-萘基）乙二胺鹽酸鹽貯備液(=1.00 g/L)，0.2%甲醛溶液，0.5%淀粉溶液。 0.02%鹽酸副玫瑰苯胺溶液：稱取0.2g鹽酸副玫瑰苯胺放在研缽中，加少量水研磨使之溶解，然后加60mL鹽酸，并用水稀釋至1000mL。溶液呈淡黃色，需放置3天后使用,密塞保存。 0.1000mol/L碘酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液：

9、準(zhǔn)確稱取105干燥2h的碘酸鉀3.5668g，溶于水，移入1000mL容量瓶中，加水稀釋至刻度，搖勻。 0.1mol/L碘溶液：稱取40g碘化鉀溶于25mL水中，加入12.70g碘，待碘完全溶解后，用水稀釋至1000mL，移入棕色瓶中，暗處保存。 0.1000mol/L硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液：稱取25g硫代硫酸鈉（Na2S2O35H2O）溶于新煮沸冷卻后的水中，加入0.2g無水碳酸鈉，稀釋至1000mL，貯于棕色瓶中，如混濁應(yīng)過濾。放置一周后用下述方法標(biāo)定濃度標(biāo)定方法：精確量取25mL 0.1mol/L碘酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液于250mL碘量瓶中，加入75mL新煮沸后冷卻的水，加3g碘化鉀，10mL冰醋酸，

10、搖勻后，暗處放置3分鐘。用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至淡黃色，加1mL 0.5%淀粉液，呈藍(lán)色，再繼續(xù)滴定至藍(lán)色剛剛褪去即為終點(diǎn)。記錄所用硫代硫酸鈉溶液用量的體積V（mL）。硫代硫酸鈉溶液濃度可用下式計(jì)算：硫代硫酸鈉溶液的濃度（mol/L）=0.1000025.00/V二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)溶液：稱取0.10.2g亞硫酸氫鈉溶液于100mL吸收液中，放置過夜，用濾紙過濾。按下述碘量法標(biāo)定溶液中二氧化硫的濃度。使用時(shí)，用吸收液稀釋成2ug/mL的二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用液，冰箱中保存。濃溶液可放一周，稀溶液放兩天。 標(biāo)定方法：精確量取10mL亞硫酸鈉溶液于250mL碘量瓶中，加新煮沸冷卻的水90mL，再加入20mL

11、0.1mol/L碘溶液和5mL冰酸醋，混勻，用上述硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至淡黃色（產(chǎn)生的紅色碘化汞沉淀，要一邊滴定，一邊強(qiáng)烈震搖，使之完全溶解），加1mL 0.5%淀粉溶液，呈藍(lán)色，再繼續(xù)滴定至藍(lán)色剛剛褪去即為終點(diǎn)。記錄硫代硫酸鈉溶液用量的體積V1（mL）；同時(shí)取10mL吸收液做空白滴定，其余操作步驟完全相同，記錄空白滴定所用硫代硫酸鈉溶液的體積V2（mL）。已知硫代硫酸鈉溶液的摩爾濃度（mol/L），則二氧化硫溶液濃度可用下式計(jì)算： 二氧化硫溶液濃度（mg/mL）=(V2-V1) C/10.0032.03式中：32.03為二氧化硫的摩爾質(zhì)量；C硫代硫酸鈉的摩爾濃度（mol/L）四氯汞鈉（TC

12、M）吸收液：稱取10.9g二氯化汞和4.7g氯化鈉溶于水，并稀釋至1000mL。放置過夜，過濾后使用。吸收液適宜pH為4.0，若pH3.0或pH5.0，則應(yīng)廢棄。吸收液可穩(wěn)定6個(gè)月。若發(fā)現(xiàn)有沉淀，不可再用。 NOX顯色液的配制：稱取5.0 g對氨基苯磺酸NH2C6H4SO3H溶解于約200 mL 4050熱水中，將溶液冷卻至室溫，全部移入1 000 mL容量瓶中，加入50 mL N-（1-萘基）乙二胺鹽酸鹽貯備溶液和50 mL冰乙酸，用水稀釋至刻度，顯色液現(xiàn)配現(xiàn)用。 NOX吸收液的配制：使用時(shí)將顯色液和水按41（體積分?jǐn)?shù)）比例混合，即為吸收液。吸收液的吸光度應(yīng)小于等于0.005，吸收液現(xiàn)配現(xiàn)用

13、。無亞硝酸根的蒸餾水、去離子水或相當(dāng)純度的水；對氨基苯磺酸 N-（1-萘基）乙二胺鹽酸鹽；鹽酸溶液；乙二胺四乙酸二鈉鹽（EDTA-2Na）溶液；磷酸溶液；氫氧化鈉溶液；納氏試劑；稀硫酸溶液。所有試劑均為分析純試劑3.3 實(shí)驗(yàn)方法本次試驗(yàn)的大體框架如下：打印輻射吸煙香燃燒采樣：收集氣體（空白）空氣中二氧化硫的測定空氣中氮氧化物的測定玫瑰紫紅色的PRA甲基磺酸偶氮化合物波長575 nm處，比色定量波長540 nm處，比色定量3.3.1 采樣 用KC-6120空氣采樣器于雅安市雨城區(qū)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)新區(qū)宿舍采樣，分別對室內(nèi)活動香燃燒、吸煙、輻射、打印進(jìn)行采樣，每個(gè)活動采樣3次（采樣間隔3天），每次采樣前

14、先采集一個(gè)空白對照樣，持續(xù)采樣2小時(shí)。3.3.2 空氣中氮氧化物的測定 大氣中的NOX經(jīng)氧化管以后，生成亞硝酸和硝酸，在與吸收液中的對氨基苯磺酸起重氮反應(yīng)，最后與鹽酸萘乙二胺偶合，生成玫瑰紅色的偶氮化合物?？諝庵械囊谎趸慌c吸收液反應(yīng)，通過氧化管時(shí)被酸性高錳酸鉀溶液氧化為二氧化氮，再被吸收液吸收并反應(yīng)生成偶氮化合物。生成的偶氮化合物在處的吸光度與二氧化氮的含量成正比，結(jié)果以NO2含量計(jì)。3.3.3 空氣中二氧化硫的測定 空氣中的二氧化硫被TCM吸收液吸收后，生成穩(wěn)定的二氯亞硫酸鹽絡(luò)合物，該絡(luò)合物在鹽酸介質(zhì)中，與甲醛及鹽酸副玫瑰苯胺（PRA）作用，生成玫瑰紫紅色的PRA甲基磺酸。根據(jù)顏色深淺，

15、比色定量。其化學(xué)反應(yīng)如下： 被固定的二氧化硫有較強(qiáng)的抗氧化能力，可以清除臭氧的干擾，絡(luò)合物再與甲醛反應(yīng)： 鹽酸副玫瑰苯胺（PRA）在有鹽酸存在時(shí)首先褪色形成PRA無色酸。此溶液最大吸收峰在575nm。(2) SO2濃度測定a.標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制表1 二氧化硫標(biāo)準(zhǔn)系列管號01234567標(biāo)準(zhǔn)溶液（mL）0.000.200.601.001.502.002.503.00吸收液（mL）5.004.804.404.003.503.002.502.00SO2含量（g）0.000.401.202.003.004.005.006.00向各管中加入0.5mL 1.2%氨基磺酸銨溶液，搖勻，放置10min（消除NOx

16、的干擾），再加入0.5mL 0.2的甲醛溶液和0.5mL 0.02%鹽酸副玫瑰苯胺溶液，搖勻。于25放置15min，用10mm比色杯，于575nm波長下測定吸光度。以吸光度對二氧化硫含量（ug）繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。b.樣品測定 將吸收管中的樣品（中如有混濁物，則應(yīng)離心分離除去）溶液移入10mL比色管中，用少量吸收液洗滌吸收管，洗液并入比色管中并稀釋至標(biāo)線。加入0.5mL氨磺酸鈉溶液，混勻，放置10min以除去氮氧化物的干擾。以下步驟同標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制。c. 結(jié)果表示式中：二氧化硫的濃度，mg/m3；樣品溶液吸光度；試劑空白吸光度；,回歸方程式的截距和斜率；樣品溶液的總體積，mL；測定時(shí)所取試樣的體積，

17、mL;標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（25，100kPa）的采樣體積，L；(3) NOX濃度測定a. 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 表2 氮氧化物標(biāo)準(zhǔn)系列管號012345標(biāo)準(zhǔn)工作液(mL)0.000.400.801.201.602.00水(mL)2.001.601.200.800.400.00顯色液8.008.008.008.008.008.00NO2-質(zhì)量濃度(g/mL)0.000.100.200.300.400.50各管混合均勻，于暗處放置20 min（室溫低于20時(shí)放置40 min以上），用10 mm比色皿，在波長540 nm處，以水為參比測量吸光度，扣除0號管的吸光度以后，對應(yīng)亞硝酸的質(zhì)量濃度（g/mL），計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)曲線

18、的回歸方程。b. 空白試驗(yàn)：取實(shí)驗(yàn)室內(nèi)未經(jīng)采樣的空白吸收液，用10 mm比色皿，在波長540 nm處，以水為參比測定吸光度。實(shí)驗(yàn)室空白吸光度A0在顯色規(guī)定條件下波動范圍不超過15%。c. 樣品測定 采樣后放置20 min（室溫20以下時(shí)放置40 min以上），用水將采樣瓶中吸收液的體積補(bǔ)充至標(biāo)線，混勻。用10 mm比色皿，在波長540 nm處，以水為參比測量吸光度。d. 結(jié)果表示 式中：氮氧化物的濃度，mg/m3；樣品溶液吸光度；試劑空白吸光度；樣品溶液的總體積，mL；測定時(shí)所取試樣的體積，mL;,回歸方程式的截距和斜率；標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（25，100kPa）的采樣體積，L； NO2轉(zhuǎn)化為NO2-的

19、系數(shù)。4論文進(jìn)度安排第一階段：2014年1月-2013年3月，確定論文題目，查詢參考文獻(xiàn)為撰寫開題報(bào)告做準(zhǔn)備。第二階段：2014年3月-2014年4月，撰寫開題報(bào)告和實(shí)驗(yàn)方案并準(zhǔn)備開題報(bào)告。第三階段：2014年5月-2014年6月，收集采樣，并分析。第四階段：2014年7月-2014年8月，對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，得出結(jié)論。第五階段：2014年10月，對本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析、整理、撰寫論文。參考文獻(xiàn)1 吳國平, 胡偉.我國四城市空氣中PM2.5和PM10的污染水平J.中國環(huán)境科學(xué), 1999, 19(2)：133-137.2 魏光平, 張華, 劉健等.甲醛法測定環(huán)境空氣中二氧化硫影響因素的探討J.萊鋼科技，

20、2010, 34(5): 75-76.3 宋獻(xiàn)平.鹽酸萘乙二胺分光光度法測定大氣中氮氧化物影響因素分析J.中國高新技術(shù)企業(yè)，2008, 15(23): 63-64.4 尤鐵學(xué).碘量法標(biāo)定二氧化硫和甲醛標(biāo)準(zhǔn)貯備液的改進(jìn)J.化學(xué)試劑，2008, 30(6): 447-447.5 徐偉.鹽酸萘乙二胺法測定大氣中氮氧化物影響因素分析J.河南科學(xué)，2009, 27(5): 543-545.6 楊小元.鹽酸萘乙二胺分光光度法測定大氣中氮氧化物若干問題的探討J.北方環(huán)境, 2011, 23(9): 212.7 陳篤慧. SO2和NOX對大氣的污染及其凈化處理J.環(huán)境科學(xué)進(jìn)展, 1997, 3: 29-39. 8 胡敏, 唐倩, 彭劍飛等.我國大氣顆粒物來源及特征