安醫(yī)大空氣中SO2和NO2綜合實驗

/空氣理化檢驗綜合實驗交通干線大氣綜合性污染檢測及評價XX醫(yī)科大學公共衛(wèi)生學院09醫(yī)學檢驗2012/4/26組長：季飛虎一、前言：二氧化硫、氮氧化物是評價空氣質(zhì)量的控制標準之一?？諝庵械牡趸镏饕ㄒ谎趸?lt;NO>和二氧化氮<NO2>。據(jù)有關部門統(tǒng)計,隨著工業(yè)化生產(chǎn)的迅猛發(fā)展,特別是煤炭、石油、天然氣的大量開采使用,我國多數(shù)城市已呈現(xiàn)出SO2、NOx深度增加的趨勢。因此,了解二氧化硫、二氧化氮、氮氧化物的來源及危害機理,建立適合的氮氧化物的分析方法,了解其變化規(guī)律,對環(huán)保管理及環(huán)境整治,保障人類的生存環(huán)境具有重大意義。近年來隨著城市人口和機動車輛的增多.導致SO2、NOx的濃度值可能有上升趨勢.因此本次開展對空氣中二氧化硫、氮氧化物的測定.以了解交通樞紐區(qū)汽車尾氣對空氣中二氧化硫和氮氧化物的影響。本研究在對XX醫(yī)科大學南區(qū)附近主要交通干道兩旁進行環(huán)境空氣布點監(jiān)測的基礎上.初步摸清了其環(huán)境空氣質(zhì)量狀況.得出了交通干道兩旁多個點位、多項污染指標都在國家二級環(huán)境空氣質(zhì)量標準日平均之內(nèi)的結論,并分析了環(huán)境空氣污染物濃度與車流量間的關系以及車流量與噪聲之間的關系。關鍵詞：主要交通干道兩旁區(qū)域監(jiān)測污染物濃度Introduction:

Sulfurdioxide,nitrogenoxidesisoneoftheevaluationofairqualitycontrolstandards.Theairofnitrogenoxidesincludingnitricoxide<NO>andnitrogendioxide<NO2>.Withtherapiddevelopmentofindustrialproduction,accordingtostatisticsfromrelateddepartments,especiallythelargenumberofminingcoal,petroleum,naturalgas,themajorityofourcitieshaveshowntheSO2,NOxdepthincreasestrend.Therefore,theunderstandingofsulfurdioxide,nitrogendioxide,oxidesofnitrogensourceandthemechanismofharm,theestablishmentofsuitablemethodsofanalysisofthenitrogenoxides,andtounderstanditsvariation,isofgreatsignificanceforenvironmentalmanagementandenvironmentalremediationtoprotecttheenvironmentforhumansurvival.Withtheincreaseofurbanpopulationandmotorvehiclesinrecentyears,leadingtotheconcentrationofSO2,NOxmayhaveanupwardtrend,andthiscarriedoutontheair,sulfurdioxide,nitrogenoxidesdeterminationtounderstandthetransporthubofautomobileexhaustintheairofsulfurdioxideandtheimpactofnitrogenoxides.Inthisstudy,theSouthernDistrictofAnhuiMedicalUniversity,nearthemainroadsonbothsidestocarryoutenvironmentalmonitoringofairdistributiononthebasisofpreliminaryfindoutitsambientairqualitystatus,drawmorethanonepointofthetrunkroadsonbothsidesofanumberofpollutionindicatorsinnationalsecondaryambientairqualitystandardswithintheconclusions,andanalysisoftherelationshipbetweenambientairpollutantconcentrationsandtraffic,aswellastherelationshipbetweentrafficvolumeandnoise.

Keywords:themainroadsonbothsidesoftheregionalmonitoringpollutantconcentrations摘要：城市道路兩側人行道是人群活動頻繁的區(qū)域.也是環(huán)境敏感區(qū)。其環(huán)境空氣質(zhì)量對人們的身體健康影響很大。因此分析這一區(qū)域的環(huán)境空氣質(zhì)量狀況.對制定我國產(chǎn)業(yè)政策.研究汽車尾氣排放對人體健康的影響具有一定的參考作用。機動車道兩側區(qū)域的環(huán)境空氣質(zhì)量受多種因素的影響.不僅與城市區(qū)域環(huán)境質(zhì)量有關.與局部污染源分布有關.同時也與道路通過的車流量有關。為了對XX市進行道路改造.對其市區(qū)道路兩側環(huán)境空氣質(zhì)量進行了系統(tǒng)、全面地監(jiān)測.本文就是利用這一監(jiān)測結果進行的分析。二、[實驗目的]熟悉文獻查閱的方法、實驗設計的撰寫。掌握大氣中SO2和NOx的采樣原理及分析方法。熟悉交通噪聲監(jiān)測原理及評價方法。掌握綜合評價主干道大氣污染狀況及車流量關系的方法。皂膜流量計對轉子流量計的校正。三、[現(xiàn)場采樣方法]1、采樣儀器：小流量氣體采樣器〔流量0.2～1L/min、U型多孔玻板吸收管、秒表、溫度計、氣壓計、噪聲測量計等。2、采樣現(xiàn)場確定：在交通繁忙的城市主干道路.選擇3個十字路口為采樣區(qū)〔再有紅綠燈的路口存在大量等待通行的機動車.其尾氣排放量更大.同時在這一區(qū)可以更好的檢測交通噪聲.同時選擇一相對安靜的支干道路十字路口為對照采樣區(qū)。繪制采樣地圖.采樣區(qū)間隔要求距離大于500米以上。本實驗3個采樣區(qū)為翡翠路與書箱路交叉口、翡翠路與芙蓉路交叉口和翡翠路與繁華大道交叉口.對照組位于校園內(nèi)。3、采樣點的確定：布點在人行道上.離馬路邊緣20cm處.當天風向的下風區(qū)。采樣高度在呼吸帶高度1.5m。所有采樣應選擇在無雨、無雪的天氣進行。4、監(jiān)測概況：當天風向為西南風.故在十字路口的東北角設置采樣點.采集大氣中SO2、NO2。選擇翡翠路記錄半小時內(nèi)的車流量.在路中央每三秒記錄一次噪聲值.連續(xù)記錄100個值。環(huán)境溫度為25.9℃,大氣壓強為100.9KPa。采樣點采樣點5、采樣時間及分組情況：三班人共分三大組〔A組、B組、C組.每大組分三小組.每小組負責一個采樣區(qū).同時設置一個校園對照點〔見下表。采樣點9：30—10：3011：00—12：0013：00—14：00翡翠路與書箱路交叉口A1B1C1翡翠路與芙蓉路交叉口A2B2C2翡翠路與繁華大道交叉口A3B3C3校園內(nèi)〔對照點此時采樣6采樣方法：溶液吸收法溶液吸收原理：當空氣樣品呈氣泡狀通過洗收液時.氣泡中待測污染物的濃度高于氣-液界面上的濃度.由于氣態(tài)分子的高速運動.又存在濃度梯度.待測物迅速擴散都氣-液界面.被吸收液吸收；當吸收過程中還伴有化學反應時.擴散到氣-液界面上的待測氣態(tài)分子立即與吸收液反應.被采集的污染物與空氣分離。該方法是采集大氣中氣態(tài)、蒸氣態(tài)及某些氣溶膠態(tài)污染物質(zhì)的常用方法。采樣時.用抽氣裝置將欲測空氣以一定流量抽入裝有吸收液的吸收管〔瓶。采樣結束后.倒出吸收液進行測定.根據(jù)測得結果及采樣體積計算大氣中污染物的濃度。吸收液的選擇原則是：<1與被采集的物質(zhì)發(fā)生化學反應快或?qū)ζ淙芙舛却蟆?lt;2污染物質(zhì)被吸收液吸收后.要有足夠的穩(wěn)定時間.以滿足分析測定所需時間的要求。<3污染物質(zhì)被吸收后.應有利于下一步分析測定.最好能直接用于測定。<4吸收液毒性小、價格低、易于購買.且盡可能回收利用。多孔篩板吸收管〔瓶：該吸收管可裝5一10mL吸收液.采樣流量為0.1一1.0L/min。吸收瓶有小型〔裝10一30mL吸收液.采樣流量為0.5一2.0L/min和大型〔裝50一100mL吸收液.采樣流量30L/min兩種。氣樣通過吸收管〔瓶的篩板后.被分散成很小的氣泡.且阻留時間長.大大增加了氣液接觸面積.從而提高了吸收效果。\o"查看圖片"多孔篩吸收管玻璃篩管吸收瓶SO2采樣：兩只U型多孔玻板吸收管.內(nèi)裝5ml四氯汞鈉吸收液.安裝于大氣采樣器左右兩側上平行采樣.流量以0.5L/min采樣30min.在采樣、運輸和保存過程中應避免陽光直接照射。如果樣品不能當天分析.樣品應該保存在5℃環(huán)境.但不能保存超過7天。同時記錄采樣現(xiàn)場的氣壓和溫度。NOx采樣：兩只U型多孔玻板吸收管.內(nèi)裝5ml吸收液.安裝于大氣采樣器左右兩側上平行采樣.連接時進氣口接上一個氧化瓶.管口略向下傾斜〔防止潮濕的空氣弄濕氧化劑.污染后面的吸收管.以0.5L/min流量.避免采樣至吸收液變?yōu)榈倒寮t色為止.記錄采樣時間.同時記錄采樣現(xiàn)場的氣壓和溫度。噪聲監(jiān)測：測量時傳聲器加風罩.對準路中央.儀器的時間記權特性為"決"響應.采樣時間間隔不大于1s.離任一建筑物的距離不小于1m.傳聲器距地面的垂直距離不小于1.2m.測量應在無雨無雪的天氣條件下進行.風速為5.5m/s以上時停止測量?；蛘呷斯ぷx數(shù).每隔3秒記錄一次.連續(xù)記錄200個噪聲值。車流量記錄：雙車道方向同時記錄30min的車輛總數(shù).車流量為單位時間內(nèi)通過觀察者的車輛數(shù)〔輛/h。四、[實驗儀器]表2實驗所需儀器等名稱規(guī)格數(shù)量燒杯大、小各3玻璃棒粗、細各1容量瓶100ml1比色管10ml18U型多孔玻板吸收管普通型4刻度吸量管1ml、2ml、5ml、10ml各1棕色瓶〔帶塞子100ml8洗耳球1電子天平、牛角匙各1稱量紙、手套、脫脂棉若干黑色塑料袋若干分光光度計、比色杯一套秒表1五、[實驗步驟]●用皂膜流量計校正轉子流量計對于初次使用或使用了一段時間以及更換轉子的轉子流量計都應進行校正。小轉子流量計流速小.可用皂膜流量計作標準流量計校正其流速刻度.如下圖。1．加肥皂液于皂膜流量計橡皮球至稍低于氣體入口支管處.捏動橡皮球產(chǎn)生皂膜.潤濕管壁至皂膜能順利沿管壁上升。2．無氣體通過時標記轉子的零點刻度。3．連通氣路.利用三通管夾.調(diào)節(jié)氣流速度.使轉子流量計的轉子上升并停留在一定高度。然后捏動橡皮球產(chǎn)生皂膜.氣流推動一個皂膜徐徐上升.用秒表記錄皂膜通過皂膜流量計上下兩刻度線間的時間。重復測定3次.并將轉子上升高度和時間填入表2.計算出轉子所在高度時相應氣體流速<L／min>。依次調(diào)節(jié)氣流.使轉子停留在其它高度.測定相應氣流速度。4．以轉子上升高度為縱坐標.流速為橫坐標.繪制轉子高度對流速<均值>的校正曲線。從校正曲線上查出流速整數(shù)值所對應的轉子上升高度.制成轉子流量計的標尺.將標尺零點與流量計的對齊.把標尺貼在校正轉子流量計原刻度旁.并注明校正時的氣溫和氣壓。校正時輸入氣流的設備可以是空氣壓縮機.也可以是鋼瓶壓縮氣。根據(jù)轉子流量計所需要的流速.選擇不同測量范圍的皂膜流量計。轉子流量計校正記錄表轉子流量計流速〔l/min流經(jīng)兩標線間容積〔100ml所需時間〔s皂膜流速〔l/min第一組第二組第三組均值0.140.740.640.840.70.1470.511.20.531.06.031.04.64.571.31相關標準環(huán)境空氣質(zhì)量功能區(qū)的分類和標準分級1.環(huán)境空氣質(zhì)量功能區(qū)分類一類區(qū)為自然保護區(qū)、風景名勝區(qū)和其它需要特殊保護的地區(qū)。二類區(qū)為城鎮(zhèn)規(guī)劃中確定的居住區(qū)、商業(yè)交通居民混合區(qū)、文化區(qū)、一般工業(yè)區(qū)和農(nóng)村地區(qū)。三類區(qū)為特定工業(yè)區(qū)。2.環(huán)境空氣質(zhì)量標準分級環(huán)境空氣質(zhì)量標準分為三級一類區(qū)執(zhí)行一級標準二類區(qū)執(zhí)行二級標準三類區(qū)執(zhí)行三級標準3.國標〔GB限值〔表1GB3095-96<關于空氣中污染物的濃度限值級分級標準>污染物名稱取值時間濃度限值濃度單位一級標準二級標準三級標準二氧化硫

SO2年平均

日平均

1小時平均0.02

0.05

0.150.06

0.15

0.500.10

0.25

0.70毫克/立方米

<標準狀態(tài)>氮氧化物

NOx年平均

日平均

1小時平均0.05

0.10

0.150.05

0.10

0.150.10

0.15

0.30二氧化氮

NO2年平均

日平均

1小時平均0.04

0.08

0.120.04

0.08

0.120.08

0.12

0.24〔表2GB3096-1993〔城市五類噪聲標準值劃分類別名稱噪聲功能區(qū)說明晝間噪聲標準值LAeq:dB夜間噪聲標準值LAeq:dB0特殊住宅區(qū)適用于療養(yǎng)區(qū)、高級別墅區(qū)、高級賓館區(qū)等特別需要安靜的地區(qū)。位于城郊和鄉(xiāng)村的這一類區(qū)域分別按嚴于類標準5dB招待執(zhí)行。50401居住、文教機關區(qū)適用于以居住、文教機關為主的區(qū)域。鄉(xiāng)下居住環(huán)境可參照執(zhí)行該類標準。55452居住、商業(yè)、工業(yè)混合區(qū)適用于居民、商業(yè)、工業(yè)混雜區(qū)60503工業(yè)區(qū)適用于工業(yè)區(qū)65554交通干線道路兩側適用于城市中道路交通干線道路兩側.穿越城區(qū)的內(nèi)河航道兩側區(qū)域。穿越城區(qū)的鐵路主、次干線兩側區(qū)域的背景噪聲〔指不通過列車時的噪聲水平限值也執(zhí)行該類標準。7055●大氣中SO2測定.采用"四氯汞鈉-鹽酸副玫瑰苯胺比色法"〔GB8970-88二氧化硫〔化學式：SO2是最常見的硫氧化物。無色氣體.有強烈刺激性氣味。二氧化硫是大氣中主要污染物之一.是衡量大氣是否遭到污染的重要標志。世界上有很多城市發(fā)生過二氧化硫危害的嚴重事件.使很多人中毒或死亡。在中國的一些城鎮(zhèn).大氣中二氧化硫的危害較為普遍而又嚴重。在大氣中.二氧化硫會氧化而成硫酸霧或硫酸鹽氣溶膠.是環(huán)境酸化的重要前驅(qū)物。大氣中二氧化硫濃度在0.5ppm以上對人體已有潛在影響；在1~3ppm時多數(shù)人開始感到刺激；在400~500ppm時人會出現(xiàn)潰瘍和肺水腫直至窒息死亡。二氧化硫與大氣中的煙塵有協(xié)同作用。當大氣中二氧化硫濃度為0.21ppm.煙塵濃度大于0.3mg/lL.可使呼吸道疾病發(fā)病率增高.慢性病患者的病情迅速惡化。如倫敦煙霧事件、馬斯河谷事件和多諾拉等煙霧事件.都是這種協(xié)同作用造成的危害。物理性質(zhì)無色.常溫下為無色有刺激性氣味的有毒氣體.密度比空氣大.易液化.易溶于水〔約為1:40密度2.551g/L?！矚怏w.20攝氏度下熔點：-72.4℃〔200.75K沸點：-10℃〔263K生態(tài)學資料有害作用：燃燒煤可生成二氧化碳和二氧化硫等物質(zhì).二氧化硫\o"查看圖片"酸雨腐蝕后的森林可嚴重污染大氣.由其形成的酸雨對植物的危害尤為嚴重。\o"查看圖片"二氧化硫具有酸性.可與空氣中的其他物質(zhì)反應.生成微小的亞硫酸鹽和硫酸鹽顆粒。當這些顆粒被吸入時.它們將聚集于肺部.是呼吸系統(tǒng)癥狀和疾病、呼吸困難.以及過早死亡的一個原因。如果與水混合.再與皮膚接觸.便有可能發(fā)生凍傷。與眼睛接觸時.會造成紅腫和疼痛。二氧化硫是大氣中主要污染物之一.是衡量大氣是否遭到污染的重要標志。世界上有很多城市發(fā)生過二氧化硫危害的嚴重事件.使很多人中毒或死亡。在中國的一些城鎮(zhèn).大氣中二氧化硫的危害較為普遍而又嚴重。二氧化硫進入呼吸道后.因其易溶于水.故大部分被阻滯在上呼吸道.在濕潤的粘膜上生成具有腐蝕性的亞硫酸、硫酸和硫酸鹽.使刺激作用增強。上呼吸道的平滑肌因有末梢神經(jīng)感受器.遇刺激就會產(chǎn)生窄縮反應.使氣管和支氣管的管腔縮小.氣道阻力增加。上呼吸道對二氧化硫的這種阻留作用.在一定程度上可減輕二氧化硫?qū)Ψ尾康拇碳?。但進入血液的二氧化硫仍可通過血液循環(huán)抵達肺部產(chǎn)生刺激作用。二氧化硫可被吸收進入血液.對全身產(chǎn)生毒副作用.它能破壞酶的活力.從而明顯地影響碳水化合物及蛋白質(zhì)的代謝.對肝臟有一定的損害。動物試驗證明.二氧化硫慢性中毒后.機體的免疫受到明顯抑制。二氧化硫濃度為10～15ppm時.呼吸道纖毛運動和粘膜的分泌功能均能受到抑制。濃度達20ppm時.引起咳嗽并刺激眼睛。若每天吸入濃度為100ppm8小時.支氣管和肺部出現(xiàn)明顯的刺激癥狀.使肺組織受損。濃度達400ppm時可使人產(chǎn)生呼吸困難。二氧化硫與飄塵一起被吸入.飄塵氣溶膠微粒可把二氧化硫帶到肺部使毒性增加3～4倍。若飄塵表面吸附金屬微粒.在其催化作用下.使二氧化硫氧化為硫酸霧.其刺激作用比二氧化硫增強約1倍。長期生活在大氣污染的環(huán)境中.由于二氧化硫和飄塵的聯(lián)合作用.可促使肺泡纖維增生。如果增生范圍波及廣泛.形成纖維性病變.發(fā)展下去可使纖維斷裂形成肺氣腫。二氧化硫可以加強致癌物苯并〔a芘的致癌作用。據(jù)動物試驗.在二氧化硫和苯并〔a芘的聯(lián)合作用下.動物肺癌的發(fā)病率高于單個因子的發(fā)病率.在短期內(nèi)即可誘發(fā)肺部扁平細胞癌。1、SO2對人體的危害SO2被人體吸入呼吸道后.因易溶于水.故大部分被阻滯在上呼吸道。在濕潤的粘膜上生成具有腐蝕性的亞硫酸.一部分進而氧化為硫酸.使刺激作用增強.如果人體每天吸入濃度為100ppm的SO2,8h后支氣管和肺部將出現(xiàn)明顯的刺激癥狀.使肺組織受到傷害。有色金屬冶煉過程中不但產(chǎn)生SO2氣體.還會產(chǎn)生大量的粉塵。SO2和粉塵的聯(lián)合作用.對產(chǎn)業(yè)工人的身體健康造成了重大的損害。因為SO2隨飄塵氣溶膠微粒進入人體肺部深層.毒性將增加3～4倍.導致肺泡壁纖維增生。如果增生范圍波及廣泛.形成肺纖維性變.發(fā)展下去可使肺纖維斷裂形成肺氣腫。據(jù)某冶煉廠統(tǒng)計.300名接觸SO2的職工.有30%的人患有不同程度的支氣管疾病。SO2還可被人體吸收進入血液.對全身產(chǎn)生毒性作用.它能破壞酶的活力.影響人體新陳代謝.對肝臟造成一定的損害。慢性毒性試驗顯示.SO2有全身性毒性作用。兔吸入18～22mg/m3濃度的SO2,每日2h,經(jīng)半年左右.對傷寒病的免疫反應明顯下降。小鼠吸入5124mg/m3低濃度SO2,經(jīng)半年亦能出現(xiàn)免疫反應受抑制的現(xiàn)象。故長期接觸者可能會有呼吸道疾病發(fā)病率增加或感冒后不易痊愈.除由于SO2的直接刺激作用外.尚可能與免疫反應受抑制有關。曾經(jīng)對長期接觸平均濃度在50mg/m3的SO2的人員進行調(diào)查.發(fā)現(xiàn)慢性鼻炎的患病率較高.主要表現(xiàn)為鼻粘膜肥厚或萎縮.鼻甲肥大.或嗅覺遲鈍等；其次患牙齒酸蝕癥；腦通氣功能明顯改變.時間肺活量及最大通氣量的均值降低；肝功能檢查與正常組比較有顯著差異。SO2還具有促癌性。動物試驗結果表明10mg/m3的SO2可以加強苯并<a>芘致癌作用.這種聯(lián)合作用的結果.使癌癥發(fā)病率高于單致癌因子的發(fā)病率。2、防治措施2.1個人防護首先.應加強勞動保護及安全生產(chǎn)的教育。操作工人可以將數(shù)層紗布用飽和碳酸鈉溶液及%甘油濕潤后夾在紗布口罩中以吸收SO2。工作前后應當用2%碳酸鈉溶液嗽口。2.2常規(guī)處理SO2方法在注意工人個人防護的同時.應采取有效措施處理SO2煙氣。從五十年代開始.中國對有色冶煉煙氣中低濃度SO2的回收利用開展了一系列的試驗研究工作.并取得了一定的進展。亞銨法：采用亞銨法處理SO2是用氨水吸收SO2,副產(chǎn)品亞銨。雖然亞銨法技術較成熟.但產(chǎn)生的副產(chǎn)品是液體狀態(tài)的亞銨.產(chǎn)品的貯存運輸都較困難.只適用于有氨源的小型冶煉廠。亞硫酸鈉法：中小型的冶煉廠可采用亞硫酸鈉法進行煙氣脫硫。亞硫酸鈉法是利用燒堿或純堿吸收SO2,同時產(chǎn)生副產(chǎn)品亞硫酸鈉。例如.上海冶煉廠就采用此法處理煙氣。亞硫酸鈉法工藝簡單.操作方便.系統(tǒng)阻力小.投資和操作費用低。脫硫效率高達95%左右。但需消耗純堿和燒堿.每噸無水亞硫酸鈉消耗純堿0.8t,燒堿0.1t。副產(chǎn)品亞硫酸鈉用途有限.因此不能普遍采用。氧化鋅法：對于鉛鋅冶煉廠可采用氧化鋅法處理SO2。如XX水口山礦務局第四冶煉廠就是采用此法。氧化鋅法是以氧化鋅為吸收劑.生成的亞硫酸鋅渣全部返回鋅精礦沸騰爐焙燒.分解出SO2氣體可用于制取濃SO2。V2O5氧化法：有色金屬冶煉過程中產(chǎn)生的SO2濃度一般低于315%,不適合直接回收制造SO2。XX冶煉廠為了實現(xiàn)SO2的治理。對生產(chǎn)工藝進行了改革.采用密閉式鼓風爐.同時改造了排煙系統(tǒng).嚴格控制爐口和煙道的負壓.降低了漏風率.從而提高了SO2的濃度<4%～5%>,達到了制酸的要求。利用V2O5作催化劑.使SO2氧化為SO3,利用稀硫酸吸收SO3,制造H2SO4,反應如下：2SO2+O2——SO3SO3+H2O——H2SO4由于煙氣中含有As2O3,致使催化劑中毒.降低了SO2的轉化率。2.3活性炭吸咐法處理SO2針對以上處理方法存在的問題.系統(tǒng)地研究了利用活性碳吸附法處理有色金屬冶煉過程中產(chǎn)生的SO2,克服了以上治理方法的缺點和局限性。當含SO2的廢氣與活性炭接觸時.SO2即被吸附.當有O2和水蒸汽存在時.伴隨著物理吸附同時發(fā)生化學吸附.具體反應如下：物理吸附：SO2——SO2O2——O2H2O——H2O化學吸附：2SO2+O2——2SO3SO3+H2O——H2SO4H2SO4——H2SO4當活性炭上吸附了一定量的H2SO4后.用水洗法再生活性炭.并得到副產(chǎn)品H2SO4。SO2轉化為SO3是在活性炭的催化作用下完成的.傳統(tǒng)的活性炭吸附法只是利用了活性炭本身的催化劑性能.催化活性低.反應速度緩慢.設備龐大。而此種活性炭處理法是利用活性炭是催化劑載體的特性.在活性炭上載有某種活性成分.構成了更高活性的活性炭催化劑.使SO2轉化為SO3的反應速度大大加快.在此基礎又研究了影響活性炭吸附法處理SO2的其它影響因素。一﹑實驗目的

1．學習CS—3型大氣采樣機使用方法。

2．掌握鹽酸副玫瑰苯胺比色法測大氣中二氧化硫的方法。

二﹑實驗原理

二氧化硫被四氯汞鉀吸收后.生成穩(wěn)定的二氯亞硫酸鹽絡合物.再與甲醛及鹽酸副玫瑰苯胺作用.生成紫紅色絡合物.比色測定。

主要干擾物質(zhì)為：氮氧化物、臭氧、錳、鐵、鉻等。加入氨基磺酸銨可消除氮氧化物的干擾；采樣后放置一段時間可使臭氧自行分解；加入磷酸和乙二胺四乙酸二納鹽.可以消除或減少某些重金屬的干擾.如在用10mL吸收液時.60μg鐵﹑10μg錳﹑10μg鉻﹑10μg銅﹑22μg釩沒有明顯干擾；環(huán)境大氣中的微量氨﹑硫化物及醛類不干擾。

三﹑實驗儀器

1．棕色U型多孔玻板吸收管

2．小流量大氣采樣器：流量范圍0.2—1L/min。

3．722分光光度計。4.10ml具塞比色管四﹑試劑

所用水為除去氧化劑的重蒸水。

1．四氯汞鈉吸收液：稱取1.09g氯化汞〔HgCl2.0.47g氯化鈉<NaCl>,溶于水中.稀釋至100ml。此溶液pH約為4.若pH<3.0或pH>5.0.重新配制。此試劑可以穩(wěn)定6個月。若發(fā)現(xiàn)有沉淀.不可再用。

2．1.2%的氨基磺酸銨溶液：稱取1.2g氨基磺酸銨〔H2NSO3NH4溶于水中.稀釋至100mL.用時現(xiàn)配。

3．0．2%甲醛溶液：量取0.54mL36—38%甲醛.溶于水中.稀釋至100mL,用時現(xiàn)配。

4．0.1mol/L碘儲備液：稱取12.7g碘〔I2.放入燒杯中.加入40g碘化鉀〔KI,加25mL水.攪拌至全部溶解后.用水稀釋至1L.儲于棕色試劑瓶中。

5．0.01mol/L碘溶液：量取50mL0.1mol/L碘儲備液.用水稀釋至500mL,儲于棕色試劑瓶中。

6．淀粉指示劑：稱取0.2g可溶性淀粉〔可加0.4g二氯化鋅防腐.用少量水調(diào)成糊狀物.倒入100mL沸水中.繼續(xù)煮沸直到溶液澄清.冷卻后儲于試劑瓶中。

7．0.1000mol/L碘酸鉀標準溶液：稱取3.5668g碘酸鉀<KIO3.優(yōu)級純.110℃烘干2hr>.溶于水中.移入1000mL容量瓶中.用水稀釋至刻線。

8．0．1mol/L硫代硫酸鈉儲備液：稱取25g硫代硫酸鈉〔Na2S2O3·5H2O.溶于1L新煮沸但已冷卻的水中.加0.2g無水碳酸納.儲于棕色試劑瓶中.放置一周后標定其濃度.若溶液混濁時.應該過濾。

標定方法：吸取10.00mL0.1mol/L碘酸鉀標準溶液.置于250mL碘量瓶中.加70mL煮沸但已冷卻的水.加1g碘化鉀.振搖至完全溶解后.再加3.5mL冰醋酸〔或10mL1mol/L鹽酸溶液.立即蓋好瓶塞.混勻.在暗處放置5min后.用0.1mol/L硫代硫酸鈉溶液滴定至淡黃色.加5mL新配制的0.2%淀粉指示劑后.溶液顯藍色.再繼續(xù)滴定至藍色剛好消失。計算硫代硫酸鈉溶液的濃度。

9.0．01mol/L硫代硫酸鈉溶液：取50.00mL標定過的0.1mol/L硫代硫酸鈉溶液置于500mL容量瓶中.用新煮沸但已冷卻的水稀釋至標線。

10．二氧化硫標準溶液：

先配制亞硫酸鈉水溶液：稱取0.200g亞硫酸鈉〔Na2SO3.溶于100mL吸收液中.五﹑實驗步驟1．標準曲線的繪制取7個25mL容量瓶.按下表配制標準色列：管號01234樣品標準液〔ml00.51.002.003.00-吸收液〔ml5.004.504.003.002.00-二氧化硫含量〔ml01.02.04.06.0在以上各瓶中分別加入0.5mL1.2%氨基磺酸銨溶液.搖勻.再加0.5mL0.2%甲醛溶液.5.00mL0.016%對品紅使用液.用新煮沸并已冷卻的水稀釋至標線.搖勻。當室溫15—20℃時.顯色30min；室溫為20-25℃時.顯色20min；室溫為25-30℃時.顯色15min。用1cm比色皿.于波長560nm處.以水為參比.測定吸光度?！惨蛟噭┛瞻讓囟让舾?易受分光光度計中溫度的影響.改以水為參比。2．采樣

采樣時間為30min.用5mL吸收液.流量為0.5L/min。如果樣品采集后不能當天測定.應放在冰箱內(nèi)保存。在采樣﹑運輸和儲存過程中.應避免日光直射。3．樣品測定

⑴樣品中若有混濁物.應離心分離除去。

⑵將吸收液移入比色管中.用少量吸收液沖洗吸收管.合并與比色管中.使總體積為5ml。

⑶樣品放置20min.以使臭氧分解。

六﹑計算C=A/V樣品溶液吸光度七﹑注意事項

1．溫度對顯色有影響.溫度越高.空白值越大；溫度高時.發(fā)色快.褪色也快。所以.最好用恒溫水浴控制顯色溫度.并根據(jù)室溫決定顯色溫度和時間。

2．提純對品紅可以降低試劑空白的吸光度.提高方法的靈敏度；增加酸度雖然也可以降低試劑空白的吸光度.但方法的靈敏度也隨之降低。

3．因六價鉻能使紫紅色絡合物褪色.產(chǎn)生負干擾.故應避免用硫酸-重鉻酸鉀洗液洗滌玻璃器皿.若已經(jīng)用硫酸-重鉻酸鉀洗液洗過.則需用〔1+1鹽酸溶液浸洗.再用水充分洗滌.以將六價鉻洗凈。

4．用過的比色管及比色皿應及時用酸洗滌.否則紅色難以洗凈。比色管用〔1+4鹽酸溶液洗.比色皿用〔1+4鹽酸加1/3體積乙醇的混合液洗滌。

5．四氯汞鉀溶液劇毒試劑.使用時應小心.如濺到皮膚上.立即用水沖洗。

6．含四氯汞鉀廢液的處理方法：在每升廢液中加約10g碳酸鈉至中性.再加10粒鋅.于黑布罩下攪拌24hr后.將上清液倒入玻璃缸.滴加硫代硫酸鈉溶液.至不產(chǎn)生沉淀為止.棄去溶液.將沉淀移入一適當?shù)娜萜骼铩４朔沙?9%的汞。

7．配制亞硫酸鈉溶液時.應加入少量EDTA二鈉鹽.SO32-被水中的溶解氧氧化為SO42-時.易受試劑及水中微量Fe3+的催化.加EDTA絡合Fe3+.SO32-濃度轉為穩(wěn)定?！翊髿庵蠳O2測定.采用"鹽酸萘乙二胺比色法-salezman法"〔GB/T15436-95環(huán)境空氣中的氮氧化物的高低是評價環(huán)境空氣質(zhì)量好壞的一項重要指標。本實驗通過鹽酸萘乙胺分光光度法定量測定大氣中氮氧化物的含量.并通過對其它物質(zhì)含量的測定.綜合分析影響氮氧化物濃度測定的探討。相關知識：氮氧化物危害NOx對環(huán)境的損害作用極大,它既是形成酸雨的主要物質(zhì)之一,也是形成大氣中光化學煙霧的主要物質(zhì)和消耗臭氧的一個重要因子。氮氧化物對眼睛和上呼吸道粘膜刺激較輕,主要侵入呼吸道深部的細支氣管及肺泡。當NOx進入肺泡后,因肺泡的表面濕度增加,反應加快,在肺泡內(nèi)約可阻留80%,一部分變?yōu)镹2O4。N2O4與NO2均能與呼吸道粘膜的水分作用生成亞硝酸與硝酸,對肺組織產(chǎn)生強烈的刺激及腐蝕作用,從而增加毛細血管及肺泡壁的通透性,引起肺水腫。亞硝酸鹽進入血液后還可引起血管擴張,血壓下降,并可與血紅蛋白作用生成高鐵血紅蛋白,引起組織缺氧。高濃度的NO亦可使血液中的氧和血紅蛋白變?yōu)楦哞F血紅蛋白,引起組織缺氧。〔一實驗設計：試驗原理：空氣中的二氧化氮被串聯(lián)的第一支吸收瓶中的吸收液吸收生成亞硝酸和硝酸.在冰核醋酸存在的條件下.其中的亞硝酸與對氨基苯磺酸起重氮化反應.再與鹽酸萘乙二胺偶合.反應生成粉紅色偶氮染料。生成的偶氮染料在波長540nm處的吸光度與二氧化氮的含量成正比。標準曲線法定量。試驗材料：儀器：多孔玻板吸收管.空氣采樣器.分光光度計.具塞比色管試劑：吸收液〔5ml冰醋酸與90ml蒸餾水混合均勻.加入0.5g對氨基苯磺酸.攪拌至溶解.再加入0.005g鹽酸萘乙二胺.用水稀釋至100ml.此為準備儲備液.裝于棕色瓶中.使用前按儲備液：水=4:1.稀釋混勻；氮氧化物標準溶液〔5ug/ml〔二實驗操作：〔1采樣〔包括現(xiàn)場及采樣點的確定.采樣時間及分組情況同SO2兩只U型多孔玻板吸收管.內(nèi)裝5ml吸收液.安置于大氣采樣器左右兩側上平行采樣.以0.5l/min流量.避光采樣至吸收液變?yōu)榈倒寮t色為止.記錄采樣時間.同時記錄采樣現(xiàn)場的氣溫和氣壓?！?配置標準系列表1試管號0123456標準應用液〔ml0.000.000.500.70水〔ml1.000.950.900.800.700.500.30吸收儲備液〔ml4.004.004.004.004.004.004.00亞硝酸根含量〔ug0.000.250.501.001.502.503.50將各管混勻.室溫放置15min.此時將吸收液全部轉移至比色管中。在波長540nm處分別測定標準系列和待測樣品的吸光度.以吸光度為縱坐標.相應的標準液中NO2－含量〔μg為橫坐標繪制標準曲線和進行線性回歸。根據(jù)兩份樣品溶液的吸光度值分別計算兩份樣品的氧化氮含量.并取平均值。用最小二乘法計算標準曲線的回歸方程：y=ax+b式中：y——〔A－A0標準液吸光度A與試劑空白溶液吸光度A0之差；x——NO2－含量.μg；a——回歸方程的斜率b——回歸方程的截距。將吸光度和氧化氮含量做曲線如圖1〔三數(shù)據(jù)記錄和處理表2試管號0123456樣品1樣品2A-A00.0000.0460.0910.1980.2890.4750.6410.0350.032由下式給出大氣中氮氧化物的濃度XNO2〔mgNO2/m3：XNO2＝[〔A－A0Bs]/0.76V0式中：〔A－A0——標準液吸光度A與試劑空白溶液吸光度A0之差；Bs——校準因子.1/a.即單位吸光度對應的NO2毫克數(shù)；V0——換算為標準狀況下的采樣體積.L；0.76——NO2〔氣轉換為NO2－〔液的系數(shù)本組計算所得NO2濃度=0.0292mg/m3四、注意事項1.吸收管易碎.小心使用！2.氧化管適用于相對濕度30～70％時使用。當空氣相對濕度大于70％時.應勤換氧化管；小于30％時.則在使用前.用經(jīng)水面的潮濕空氣通過氧化管.平衡1h。在使用過程中.應經(jīng)常注意氧化管是否吸濕引起板結.或者變成綠色。若板結會使采樣系統(tǒng)阻力增大.影響流量；若變綠表示氧化管已失效。3.溶液呈黃棕色.表明吸收液已受三氧化鉻污染.該樣品報廢。4.繪制標準曲線.向各管中加入亞硝酸鈉標準液時.都應以均勻、緩慢的速度加入。5.實驗后.將所有玻璃儀器洗凈〔吸收管易碎.小心！放入烘箱內(nèi)烘干?！窠煌ㄔ肼暭败嚵髁康臏y定一、車流量的測定：采樣點同噪聲測定.采樣時間為30min.分別有兩人記錄兩個方向的車流量。二、交通噪聲的測定：〔1相關概念：1噪聲：從物理層面上.噪聲是指一切無規(guī)律或隨機的聲信號；從心理角度上.噪聲是指使人煩惱.討厭.讓人感到刺激.不需要的聲音。2交通噪聲：指機動車輛、船舶、航空器如汽車、火車、飛機等所產(chǎn)生的噪聲。3危害：噪聲能損傷聽力.影響視力.干擾睡眠.誘發(fā)多種疾病如心臟病、神經(jīng)精神癥狀、內(nèi)分泌紊亂等4交通噪聲指數(shù)〔TN2又稱通行污染指數(shù)：交通噪聲是一種隨機非穩(wěn)態(tài)噪聲.不能簡簡單單用等效聲級評判.它與道路上的車流量.各種車型的構成比例.行駛狀態(tài)及道路狀況等多種因素相關。TN2=L90+4d-30d〔噪聲起伏=L10-L9030為交通噪聲指數(shù)調(diào)節(jié)常數(shù)城市5類環(huán)境噪聲標準值列于下表：

等效聲級LAeq

dB類別

類別晝間夜間0504015545260503655547055各類標準的適用區(qū)域

0類標準適用于療養(yǎng)區(qū)、高級別墅區(qū)、高級賓館區(qū)等特別需要安靜的區(qū)域.位于城郊和鄉(xiāng)村的這一類區(qū)域分別按嚴于0類標準5dB執(zhí)行。

1類標準適用于以居住、文教機關為主的區(qū)域。鄉(xiāng)村居住環(huán)境可參照執(zhí)行該類標準。

2類標準適用于居住、商業(yè)、工業(yè)混雜區(qū)。

3類標準適用于工業(yè)區(qū)。

4類標準適用于城市中的道路交通干線道路兩側區(qū)域.穿越城區(qū)的內(nèi)河航道兩側區(qū)域。穿越城區(qū)的鐵路主、次干線兩側區(qū)域的背景噪聲<指不通過列車時的噪聲水平>限值也執(zhí)行該類標準。5監(jiān)測方法：1、原理：利用噪聲監(jiān)測儀對聲壓頻率的變化的感應記錄聲級。2、儀器：噪聲監(jiān)測儀、秒表等3、采樣：采樣點：選擇在兩路口間.道路邊人行道上.離車行道路20cm處采樣時間間隔：在規(guī)定的時間段內(nèi).各測點每隔3s記錄瞬時聲級.連續(xù)記錄100個數(shù)據(jù).同時記錄車流量。5、數(shù)據(jù)處理：將100個數(shù)據(jù)按照從大到小的順序排列起來.分別找出L10、L50、L90.然后分析交通噪聲指數(shù)與車流量的相關關系。L10——測量時間內(nèi)10%的時間超過噪聲級的L50——測量時間內(nèi)50%的時間超過噪聲級的L90——測量時間內(nèi)90%的時間超過噪聲級的現(xiàn)場測定的噪聲如下圖所示：組別采樣時間L10L50L90Leq車流量/minA19:30——10：3076.970.762.374.2526734.8A29:30——10：3083.373.76977.1081721A39:30——10：307068.658.870.69067