校園空氣質量監(jiān)測綜合實驗報告

1、校園空氣質量監(jiān)測綜合實驗報告 學 院 學生姓名 專 業(yè) 學 號 年 級 指引教師 XXXX年XX月前言基于國內都市空氣以煤煙型污染為主的現狀，規(guī)定用2SO、XNO和TSP三項重要污染物指標計算空氣污染指數（API），表征空氣質量狀況。本實驗為綜合性實驗，其內容涉及：在欲監(jiān)測環(huán)境內進行布點和采樣；測定SO2、NOX和TSP日均濃度；計算空氣污染指數（API）。實驗目的和規(guī)定根據布點采樣原則，選擇合適措施進行布點，擬定采樣頻率及采樣時間，掌握測定空氣中的SO2、NOX、TSP的采樣和監(jiān)測措施。2.根據三項污染物監(jiān)測成果，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有關內容，

2、掌握環(huán)境監(jiān)測理論和實驗環(huán)節(jié)，通過課堂教學與實驗教學結合，培養(yǎng)學生的組織能力、動手能力、培養(yǎng)分工合伙、互相配合和團結協作的精神以及綜合分析與解決問題的能力。二、空氣中NO2的測定（一）目的掌握鹽酸萘乙二胺分光光度法測定大氣中二氧化氮的措施和原理；理解重要干擾物及其消除方式；掌握大氣采樣器的操作技術；熟悉分光光度計的使用措施。（二）原理 用無水乙酸、對氨基苯磺酸和鹽酸萘乙二胺配成吸取液，空氣中的二氧化氮被吸取轉變?yōu)閬喯跛?、硝酸。亞硝酸在無水乙醇存在下與對氨基苯磺酸發(fā)生重氮反映，然后再與氨基苯乙二胺偶合，生成玫瑰紅色偶氮染料，其顏色深淺與NO2濃度成正比，可用分光光度法測定，由第一步反映可知，吸取液

3、吸取空氣中的NO2后，并未完全生成亞硝酸，故計算時應除以轉化系數f=0.88。（三）實驗環(huán)節(jié)采樣。 取4ml顯色液于多孔篩板吸取管中，再放入1ml重蒸水，用硅橡膠管將其串聯在采樣器上，調節(jié)流量至0.4L/min，置于采樣點40min。在采樣的同步，應記錄現場溫度及大氣壓強，并設立空白對照（加入4ml顯色液，1ml重蒸水，用一根橡膠管套住出氣口及進氣口，同步采樣40min）。繪制原則曲線。 取6支10ml具塞比色管，按下表參數和措施配制NO2原則溶液系列（2.5g/ml）。管號012345原則使用液00.200.400.600.801.00重蒸水（ml）1.000.800600.400.200顯

4、色液（ml）4.004.004.004.004.004.00NO2-含量（g）00.51.001.502.002.50 配好混勻置于暗處20min，用1cm比色皿于波長540nm處以水為參比，測量吸光度，扣除空白試劑吸光度后，繪制原則曲線并計算回歸方程。樣品測定。 采樣后置于暗處20min,混勻后按繪制原則曲線的措施測定樣品與空白組的吸光度值，依式計算：CNOX=(A-A0-a)/bfV0式中： CNOX：空氣中NOX的濃度（mg/m3）； A、A0：分別為羊皮溶液和試劑空白溶液的吸光度； b、a：分別為原則曲線的斜率和截距； V0：換算成原則狀況下的采樣體積L； f：Saltzman實驗系數

5、，0.88。（四）實驗成果1.原則曲線數據表NO2-含量(g)杯差吸光度校正杯差和空白后吸光度A0-0.056-0.040 00.50 0.063 0.1031.00 0.148 0.1881.50 0.245 0.2852.00 0.329 0.3692.50 0.431 0.4712.吸光度-甲醛含量原則曲線圖3.樣品測定成果吸光度A減去空白后吸光度A平均值空白0.019 樣品10.049 0.030.029樣品2 0.0470.028采樣地點：學院門口 溫度：15.5 大氣壓強：92.2Kpa 天氣：晴朗、有風采樣流量：0.4L/min 采樣時間：40min13.78 L 0.0095

6、mg/m3（五）實驗分析干擾物及其清除：大氣中臭氧濃度超過0.25mg/m3時，會使吸取液略顯紅色，產生干擾，可以在采樣時在吸取瓶入口端接一段15-20cm的硅膠管，即可將臭氧濃度減少到不干擾二氧化氮測定的水平。大氣中二氧化硫濃度為二氧化氮濃度的10倍時，就會干擾二氧化氮測定，當超過其30倍時，會產生負干擾，可在采樣管前接一種氧化管以消除二氧化硫的干擾。PAN也會使試劑顯色而產生干擾，但一般環(huán)境大氣中PAN的濃度很低，可以忽視其影響。吸取液應避光，且不能長時間暴露在空氣中，以避免光照時吸取液顯色或吸取空氣中的氮氧化物，而使試管空白值增高。3.實驗所用的亞硝酸鈉固體應密封保存，避免空氣及濕氣侵入

7、。三、空氣中SO2的測定（一）目的掌握甲醛吸取鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法測定大氣中SO2的原理和措施；理解重要的干擾物及其消除措施。（二）原理 空氣中的SO2被甲醛緩沖溶液吸取后，生成穩(wěn)定的羥基甲基磺酸加成化合物，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映，生成紫紅色絡合物，其最大吸取波長為577nm，用分光光度法測定。（三）干擾與消除臭氧。樣品放置一段時間后可自行分解。二氧化氮。運用氨基磺酸鈉來消除氮氧化物的干擾。金屬離子。運用磷酸及環(huán)乙二胺四乙酸二鈉鹽來消除或減少某些金屬離子的干擾。（四）實驗環(huán)節(jié)采樣。吸取5ml吸取液，于多孔篩板吸取管中，用硅橡膠管將其串聯在空氣采樣

8、器上，調節(jié)采樣器流量為0.4L/min。設立采樣時間為60min。在采樣的同步，記錄現場的溫度和大氣壓，并設立空白對照組。繪制原則曲線。取14支具塞比色管提成A、B兩組分別相應編號。A組標液配好后加入6.0g/L的氨磺酸鈉0.25ml,搖勻，放置10min。這10min期間向B組7支具塞比色管中均加入0.5ml鹽酸副玫瑰苯胺（PRA）。10min后，向A組7支具塞比色管中加入0.25ml氫氧化鈉溶液，迅速倒入A相應編號的B組試管中，按順序加一管氫氧化鈉倒一管，盡量將A組試管中的氫氧化鈉倒干凈，搖勻，從倒入的第一管開始計時，放置20min。顯色時間到后，立即在577nm的波長下測吸光度，以SO2

9、含量為橫坐標，扣除空白的吸光度為縱坐標，作原則曲線。管號0123456原則使用液（ml）00.501.002.003.004.005.00甲醛吸取液（ml）5.004.504.003.002.001.000SO2含量（g）00.51.002.003.004.005.00樣品測定。 將采樣后的吸取液放置20min后，轉入10ml比色管中，再加入0.25ml氨基磺酸鈉，搖勻，放置min，以消除NO2的干擾。如下同原則曲線繪制環(huán)節(jié)。按下式計算空氣中SO2的濃度：c=（A-A0-a）/bV0式中： c：空氣中SO2的質量濃度，mg/m3； A：樣品溶液的吸光度； A0：試劑空白溶液的吸光度； a：所繪

10、制原則曲線的截距； b:所繪制原則曲線的斜率； V0：換算成標況下的采樣體積，L。（五）實驗成果1.原則曲線數據表SO2含量(g)杯差吸光度校正杯差和空白后吸光度A0-0.0010.041 00.50 0.079 0.0381.00 0.120 0.0792.00 0.227 0.1863.00 0.300 0.2594.00 0.368 0.3275.00 0.459 0.4182.吸光度-SO2含量原則曲線圖樣品測定成果吸光度A減去空白后吸光度A平均值空白0.044 樣品10.054 0.010.01樣品2 0.0540.01采樣地點：學院門口 溫度：18.9 大氣壓強：93.05Kpa

11、天氣：晴朗、無風采樣流量：0.4L/min 采樣時間：60min20.61 L0.0047 mg/m3（六）實驗分析 實驗測得SO2濃度較低，很大也許是由于實驗當每天氣晴朗，空氣質量較好，因此SO2濃度較低。 溫度對此顯色反映的影響較大，溫度越高，空白值越大，且溫度高時穩(wěn)定期間短，應盡量控制恒溫在15-25，并且根據實驗室條件和不同季節(jié)的室溫選擇合適的顯色溫度和時間；達到顯色時間后立即測定。 實驗中用到的氫氧化鈉固體或溶液極易吸取空氣中的SO2，使試劑空白值升高，應密封保存，或者使用小瓶分裝，避免取液時間較長導致過程中吸取SO2或者試劑間通過移液管交叉污染，對于其她顯色用試劑也應如此。 實驗中

12、觀測到原則曲線空白試劑和空白樣品測定的兩組比色管中，溶液均呈輕微淡紫色，或許與3所述因素有關。四、空氣中總懸浮顆粒物（TSP）的測定（一）實驗目的1.掌握重量法測定空氣中TSP的措施和原理；2.練習使用中流量采樣器。（二）實驗原理濾膜捕集重量法：用抽氣動力抽取一定體積的空氣通過已恒重的濾膜，則空氣中的懸浮顆粒物被阻留在濾膜上，根據采樣前后濾膜質量之差及采樣體積，即可計算TSP的濃度。根據采樣流量不同分為大流量、中流量、小流量采樣法，本實驗采用中流量采樣器法。（三）干擾和消除空氣中的水分物理損傷（四）實驗環(huán)節(jié)用孔口流量計校正采樣器的流量。采樣： 用鑷子取出稱過的濾膜平放在采樣器內的濾膜支持網上（

13、毛面朝上），用濾膜夾夾緊，以100L/min的流量采樣60min，記錄采樣流量和現場的溫度及大氣壓，時間到后，用鑷子輕輕取出濾膜，毛面向里對折放入濾膜袋內。稱量和計算： 將采樣濾膜和空白濾膜在相似的平衡條件下平衡24h后，用分析天平稱量（精確到0.1mg），記下重量（增重不應不不小于10mg），按下式計算TSP含量。TSP含量（g/m3）=（W1-W2）109/（QT）式中： W1：采樣后的濾膜重量 W2：空白濾膜的重量 Q： 采樣器平均采樣流量（L/min）T：采樣時間（min）（五）實驗成果采樣地點；學院門口 溫度：24； 大氣壓強：92.4Kpa； 天氣：晴朗、有風。 采樣流量：100L

14、/min 采樣時間：60min空白濾膜質量：0.3308g 采樣濾膜質量：0.3321g=0.2167mg/m3（六）實驗分析采樣地點當時自身空氣質量較好，并且有風，且風速較大，有助于空氣中污染物質的稀釋擴散，因此，測定成果較小。誤差分析：由于濾膜采樣前后只相差13mg，因此，分析天平的精密度和精確度會對成果產生一定誤差；在將載有TSP的濾膜從采樣器取下到向天平轉移的過程中也會產生少量損失。TSP重要影響因素：大氣中TSP的構成十分復雜，且變化很大，燃煤排放煙塵、工業(yè)廢氣中的粉塵及地面揚塵是大氣中總懸浮顆粒的重要來源，因此，其含量重要受污染源影響如冬季燃煤供暖等。此外氣象條件如風速風向、雨、雪

15、、霧等，城區(qū)規(guī)模、人口密度，地形、能源消費構造等也會對TSP含量產生一定影響。五、空氣污染指數（API）計算表1 空氣污染指數相應的污染物質量濃度限值空氣污染指數（API）污染物質量濃度限值/（mg/m3）SO2（日平均）NO2（日平均）TSP（日平均）500.0500.0800.1201000.1500.1200.3002000.8000.2800.5003001.6000.5650.6254002.1000.7500.875 C（NO2）=0.0095 mg/m30.080 mg/m3INO250C（SO2）=0.0047 mg/m30.050mg/m3ISO2300重污染健康人運動耐受力減少，有明顯強烈癥狀，提前浮現某些疾病。老年人和病人應當留在室內，避免體力消耗，一般人群應避免戶外活動。根據以上計算成果，校園環(huán)境API值為77，屬于