固定源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書(shū)

1、固定源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書(shū)目錄1. 背景資料調(diào)查31.1. 氮氧化物的來(lái)源 31.2. 氮氧化物的危害 31.3. 校園大氣氮氧化物污染影響因子識(shí)別 32. 監(jiān)測(cè)方案的設(shè)計(jì)與實(shí)施 42.1. 監(jiān)測(cè)方案的設(shè)計(jì)42.2. 監(jiān)測(cè)方案的實(shí)施42.2.1. 實(shí)驗(yàn)原理42.2.2. 預(yù)備實(shí)驗(yàn)所需儀器與試劑 42.2.3. 實(shí)驗(yàn)步驟52.2.4. 樣品的測(cè)定 62.3. 監(jiān)測(cè)注意事項(xiàng) 73. 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果與討論73.1. 監(jiān)測(cè)期背景情況73.1.1. 采樣期間天氣情況 73.1.2. 采樣期間車(chē)流量情況 73.2. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析83.3. 污染評(píng)價(jià)103.3.1. 空氣中N02濃度的評(píng)價(jià)103.3.

2、2. 3.3.2空氣中NOx濃度的評(píng)價(jià) 103.4. 削減氮氧化物的建議 114. 思考題124.1. 氮氧化物與光化學(xué)煙霧有什么關(guān)系？產(chǎn)生光化學(xué)煙霧需要哪些條件？ 124.2. 通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果，你認(rèn)為交通干線空氣中氮氧化物的污染狀況如何？ 124.3. 空氣中氮氧化物日變化曲線說(shuō)明什么？ 12本實(shí)驗(yàn)主要是了解環(huán)境空氣污染物氮氧化物是否符合現(xiàn)行環(huán)境質(zhì)量標(biāo) 準(zhǔn)的規(guī)定，掌握氮氧化物測(cè)定的基本原理和方法，繪制空氣中氮氧化物的 日變化曲線，并分析其對(duì)校園環(huán)境空氣質(zhì)量的影響。1. 背景資料調(diào)查1.1. 氮氧化物的來(lái)源大氣中氮氧化物（NOX包括多種化合物，如一氧化氮、二氧化氮、三 氧化二氮、四氧化二氮和

3、五氧化二氮，除二氧化氮以外，其他氮氧化物極 不穩(wěn)定，遇光、濕或熱變成二氧化氮或一氧化氮，一氧化氮不穩(wěn)定又變成 二氧化氮。因此大氣污染化學(xué)中的氮氧化物主要指的是一氧化氮和二氧化 氮。其主要來(lái)自天然過(guò)程，如生物源、閃電均可產(chǎn)生NOx NOx的人為源絕大部分來(lái)自化石燃料的燃燒過(guò)程，包括汽車(chē)及一切內(nèi)燃機(jī)所排放的尾 氣，也有一部分來(lái)自生產(chǎn)和使用硝酸的化工廠、鋼鐵廠、金屬冶煉廠等排 放的廢氣，其中以工業(yè)窯爐、氮肥生產(chǎn)和汽車(chē)排放的NOx量最多。城市大氣中2/3的NOx來(lái)自汽車(chē)尾氣等的排放，交通干線空氣中NOx的濃度與汽 車(chē)流量密切相關(guān)，而汽車(chē)流量往往隨時(shí)間而變化，因此，交通干線空氣中 NOx的濃度也隨時(shí)間而

4、變化。1.2. 氮氧化物的危害NOx對(duì)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。二氧化氮、二氧化硫、懸浮顆粒物共存時(shí)，對(duì)人體健康的危害不僅比單獨(dú)NOx嚴(yán)重得多，而且大于各污染物的影響之和，即產(chǎn)生協(xié)同作用。大氣中的NOx能與有機(jī)物發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生光化學(xué)煙霧。NOx能轉(zhuǎn)化成硝酸和硝酸鹽，通過(guò)降水對(duì)水和土壤環(huán)境 等造成危害。1.3. 校園大氣氮氧化物污染影響因子識(shí)別本小組監(jiān)測(cè)地點(diǎn)為圖書(shū)館和武術(shù)館之間的道路，旁邊是一個(gè)新建的人 工湖，人流量和車(chē)流量較多。由于大氣污染受氣象、季節(jié)、地形、地貌等 因素的強(qiáng)烈影響而隨時(shí)間變化，因此應(yīng)對(duì)校園內(nèi)各種空氣污染源、空氣污染物排

5、放狀況及自然與社會(huì)環(huán)境特征進(jìn)行調(diào)查，并對(duì)大氣污染物排放作初步估算。下表1為福建師范大學(xué)旗山校區(qū)所在地氣象站今年的氣象數(shù)據(jù)， 包括風(fēng)向、風(fēng)速、氣溫、氣壓、降水量、相對(duì)濕度等，具體調(diào)查內(nèi)容如：叢1氣僉資料調(diào)査4周査內(nèi)容鳳向常年主導(dǎo)鳳向.為東南鳳f占次 主導(dǎo)網(wǎng).向?yàn)槲鞅本W(wǎng).C占*一"沁兒年平均 鳳速2.8m/s鳳謹(jǐn)年平均鳳連大氣ffe崔度糾 D 裘為主1月平均2溫11馬匕，最J氐氣溫7月 平均氣:溫 3 3.9X7,最高 氣溫a降水量年降水呈1000電米UA上2. 監(jiān)測(cè)方案的設(shè)計(jì)與實(shí)施2.1.監(jiān)測(cè)方案的設(shè)計(jì)校園分為6個(gè)采樣點(diǎn)，按時(shí)間序列采集一天 6個(gè)時(shí)段的空氣樣品，樣 品采集以每分鐘0.3

6、L的流量抽取空氣45min,同時(shí)記錄附近的車(chē)流量，并 判斷氮氧化物的可能來(lái)源。采集好一個(gè)時(shí)段空氣樣品立即送回實(shí)驗(yàn)室采用 鹽酸萘乙二胺分光光度法對(duì)氮氧化物含量進(jìn)行分析。2.2.監(jiān)測(cè)方案的實(shí)施2.2.1. 實(shí)驗(yàn)原理最后用比色法測(cè)定。 該方法的檢出限為0.01ug/mL（按與吸光度0.01 相應(yīng)的亞硝酸鹽含量計(jì)）。線性范圍為 0.031.6pg/mL。當(dāng)采樣體積為6L 時(shí)，NOx 以二氧化氮計(jì)）的最低檢出濃度為0.01mg/m3o鹽酸萘乙二胺 鹽比色法的有關(guān)反應(yīng)式如下：2N6 + 10HNO3 + HNQ,HO5SN十 HNCh + CHjCCXH *HOjSNOCOCH5 +2H2ONHCH2CH

7、2NH2 -2HC1NHCTH2(?H3NH2 *玫瑰紅色2.2.2. 預(yù)備實(shí)驗(yàn)所需儀器與試劑2.221. 儀器（1）KC-6D型大氣采樣器：流量范圍0.0-1.0 L/min，采用KYD-100智能孔口流量校準(zhǔn)器進(jìn)行流量校準(zhǔn)。(2) 721W型可見(jiàn)分光光度計(jì)。(3) 棕色多孔玻板吸收管。(4) 雙球玻璃管(裝氧化劑)。(5) 干燥管。(6) 比色管：10mL(7) 移液管：1mL2.222. 試劑(1)吸收液：稱(chēng)取5.0g對(duì)氨基苯磺酸于燒杯中，將50mL冰醋酸與900mL 水的混合液，分?jǐn)?shù)次加人燒杯中，攪拌，溶解，并迅速轉(zhuǎn)人1000 mL容量瓶中，待對(duì)氨基苯磺酸完全溶解后，加人 0.050g

8、鹽酸蔡乙二胺，溶解 后，用水定容至刻度。此為吸收原液，貯于棕色瓶中，低溫避光保存。采 樣液用吸收由4份吸收原液和1份水混合配制。三氧化鉻一石英砂氧化管：取約 20g20-40目的石英砂，用(1:2)鹽 酸溶液浸泡一夜，用水洗至中性，烘干。把三氧化鉻及石英砂按重量比1:40 混合，加少量水調(diào)勻，放在紅外燈或烘箱里于105C烘干，烘干過(guò)程中應(yīng)攪拌幾次。制好的三氧化鉻一石英砂應(yīng)是松散的；若粘在一起，可適當(dāng)增 加一些石英砂重新制備。將此砂裝入雙球氧化管中，兩端用少量脫脂棉塞 好，放在干燥器中保存。使用時(shí)氧化管與吸收管之間用一小段乳膠管連接。 (3)亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液：準(zhǔn)確稱(chēng)取 0.1500g亞硝酸鈉(預(yù)

9、先在干燥器內(nèi)放 置24h)溶于水，移入1000 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，即配得 100 卩g/mL亞硝酸根溶液，將其貯于棕色瓶，在冰箱中保存可穩(wěn)定3個(gè)月。使 用時(shí)，吸取上述溶液25.00mL于500mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，即配 得5卩g/mL亞硝酸根工作液。所有試劑均需用不含亞硝酸鹽的重蒸水或電 導(dǎo)水配制。2.2.3. 實(shí)驗(yàn)步驟2.2.3.1. 氮氧化物的采集用一個(gè)內(nèi)裝5mL采樣液用吸收的多孔玻板吸收管，接上氧化管，并使 管口微 向下傾斜，朝上風(fēng)向，避免潮濕空氣將氧化管弄濕，而污染吸收 液，如圖1-1所示。以每分鐘0.3L的流量抽取空氣45min。采樣高度為 1.5m，將采樣點(diǎn)設(shè)在

10、人行道上，距馬路1.5m。同時(shí)統(tǒng)計(jì)汽車(chē)流量。若氮氧 化物含量很低，可增加采樣量，采樣至吸收液呈淺玫瑰紅色為止。2232二氧化氮的采集與氮氧化物的采集裝置相似，但在多孔玻板吸收管不使用氧化管。 記錄米樣時(shí)間和地點(diǎn)，根據(jù)米樣時(shí)間和流量，算出米樣體積。 米樣地點(diǎn)： 圖書(shū)館和武術(shù)館之間的人行道：把一天分成6個(gè)時(shí)間段進(jìn)行采樣，如下所示：時(shí)間段10; 16-11:21*12:21*U：13-14:0514:妙11:0112- 0613:0613:5S14:5015:44時(shí)間序列1斗456編號(hào)2.24樣品的測(cè)定 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制：取7支10mL比色管，按表1-1配制標(biāo)準(zhǔn)系列。 將各管搖勻，避免陽(yáng)光直射，放置1

11、5mi n,以蒸餾水為參比，用1cm比色 皿，在540nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。根據(jù)吸光度與濃度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，用最小 二乘法計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)曲線的回歸方程式：y =bx + a式已 (A-Ao),標(biāo)進(jìn)落液吸光度(A)與試劑空白吸光度 Z 之差；xNCh含量，p g;氣b回歸方程式的截至和斜率，d X J7 X 0.76式已p NO,氮裏化物濃度* mg/m? tA樣品濬液吸光度；Ao. a. b表示的意義同上；V一一標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下(2FC, 760mmHg)的采樣體積，L；0.76NOa氣)轉(zhuǎn)換成NOf液)的轉(zhuǎn)換系數(shù)二表M標(biāo)準(zhǔn)浴液系列編號(hào)0I3456標(biāo)準(zhǔn)落液（5|j g mL） mL0.000.100.200.

12、300.400.500.60吸收原液mL4.004.004.004 004.004.004.00水niL1 w0,900.800.700,600.50OJONO含量M g00.51.0L52.0二 53,0 樣品的測(cè)定：采樣后放置15min,將吸收液直接倒入1cm比色皿中, 在540nm處測(cè)定吸光度。2.3.監(jiān)測(cè)注意事項(xiàng)1. 采樣時(shí)應(yīng)無(wú)雨無(wú)雪，風(fēng)力小于 4級(jí)（5.5m/s ），采樣器應(yīng)距地面不 小于1.5m，以減少揚(yáng)塵的影響。2. 在采樣、運(yùn)送和存放過(guò)程中，吸收管要注意避光保存，并及時(shí)測(cè)定。3. 本實(shí)驗(yàn)用水為不含亞硝酸鹽的重蒸水或電導(dǎo)水。4. 采樣過(guò)程中，若氮氧化物含量較低，可適當(dāng)增加樣品量，

13、采樣至吸 收液呈淺玫瑰紅色為止。5. 在采樣過(guò)程中，如吸收液體積縮小明顯，應(yīng)用水補(bǔ)充到原來(lái)的體積 （事先做好標(biāo)線），切勿將吸收液倒吸到儀器里。6. 正確連接吸收管與大氣采樣器。7. 正確使用可見(jiàn)分光光度計(jì)，注意開(kāi)蓋預(yù)熱，比色皿與儀器配套使用。3. 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果與討論3.1. 監(jiān)測(cè)期背景情況3.1.1. 采樣期間天氣情況2011年5月30 日，天氣晴朗，陽(yáng)光明媚，微風(fēng)，白天氣溫18-33 C3.1.2. 采樣期間車(chē)流量情況時(shí)間段10:16-11:21-12:21-13:13-14:05-14:59-11:0112： 0613:0613:5814:5015:44汽車(chē)/輛821131797摩托車(chē)10

14、3325282313輛總車(chē)輛/18543845322032實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程和樣品吸光度值，計(jì)算出不同時(shí)間空氣樣品中 氮氧化物的濃度，繪制氮氧化物濃度隨時(shí)間變化的曲線，并說(shuō)明汽車(chē)流量 對(duì)交通干線空氣中氮氧化物濃度變化的影響。時(shí)間序列編號(hào)01£346亞硝酸根標(biāo)碓落報(bào)（5肚皿）mL0.000.050,100,150,200,25030吸收原液mL4.004.004.004.004.004.004.00tmLL000.950.900.850.800*5050亞術(shù)酸根含量肚W0.000.250.500.751.001.251.50（2）標(biāo)淮曲線冥測(cè)數(shù)據(jù)編號(hào)亞硝酸根標(biāo)準(zhǔn)落液 C

15、5ug -iniL）/triL亞硝酸根含量UffI*!AA-Ao0000.006010.050.250.0550.0492o.ioo.soOHS0.10930.150.750.1540.14®40.201.000.2030.1975r 0.25r 1.250.2500.24460.301.500,3040.298亞硝酸根含量-吸光度A標(biāo)準(zhǔn)曲線 樣品測(cè)試記錄(采樣時(shí)間45min)時(shí)間序列1456二氧化氮吸光度A0.0360.02S0,03®0.0400.0490.042二氧化氮吸光 ®A(扣除空白 后)0.0300.0220.0320.0340.0430.036二氧

16、吃氮糧度(ug m3)1S.74.84414.S115.7920.2716.76氮氧優(yōu)物吸光 度A0.0470.0390.0400.0460.0350.051熬氧化物吸光 度觀(扣除空白 后)0.0410.0330.0340.0400.0290.045熬氧化物報(bào)度Cue IUJ)19.20153015.7913.7121.25據(jù)公式：氮氧化物濃度等于(A-Ao)-a/(b*V*0.76) 其中， 由Y=0.196x+0.0023 得：a=0.196，b=0.0023 V 換算為參比狀態(tài)下(25C, 1.01*105Pa )的采樣體積為：13.5L。分別算出二氧化氮和氮氧化物的濃 度，填入上表，

17、進(jìn)而做出其濃度的日變化曲線，如下所示：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析：1. 由于儀器問(wèn)題導(dǎo)致不能精準(zhǔn)地確保采樣器兩側(cè)的采樣流量相等， 導(dǎo)致數(shù)據(jù)有偏差，但是主要看兩側(cè)氣泡量大小，使其左右流量一致。2. 采樣時(shí)有太陽(yáng)直射，可能會(huì)導(dǎo)致吸收液部分分解，從而我們測(cè)得的 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)會(huì)偏小。3. 由于我們小組所在的采樣地點(diǎn)位于圖書(shū)館與武術(shù)館附近，距離實(shí)驗(yàn) 室較遠(yuǎn)，從實(shí)驗(yàn)室到采樣點(diǎn)的過(guò)程中導(dǎo)致吸收液分解。4. 采樣嘴與采樣瓶之間的連接管太長(zhǎng)，出現(xiàn)采樣誤差。5. 由于公路非常寬廣，車(chē)輛幾乎在路中間行駛，距離我們路邊的采樣 器有一定的距離，雖然有很多的機(jī)動(dòng)車(chē)，但氮氧化物的量還是會(huì)吸收很少； 并且微風(fēng)拂過(guò)，氮氧化物會(huì)擴(kuò)散，從而被稀釋?zhuān)?/p>

18、致使氮氧化物的濃度變 小。3.3.污染評(píng)價(jià)3.3.1. 空氣中N02濃度的評(píng)價(jià)根據(jù)福州市城市環(huán)境規(guī)劃（修編）（2001.6），監(jiān)測(cè)區(qū)所在區(qū)域大 氣功能區(qū)劃為二類(lèi)區(qū)，環(huán)境空氣質(zhì)量執(zhí)行 GB3095-1996環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo) 準(zhǔn)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)GB3095-1996環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，二氧化氮的一小時(shí)平均值的濃度限值為 0.24mg/m3,而今監(jiān)測(cè)的二氧化氮最 大的一小時(shí)為20.27 ug/m3,小于標(biāo)準(zhǔn)限值，故符合環(huán)境空氣質(zhì)量二級(jí)標(biāo) 準(zhǔn)。3.3.2. 3.3.2空氣中NOx濃度的評(píng)價(jià)空氣中的氮氧化物與車(chē)流量呈正比關(guān)系，但其又受到時(shí)間的影響、日 照的影響，早晨8:00左右處于上學(xué)高峰期，車(chē)輛較多

19、，但多屬于自行車(chē), 無(wú)氮氧化物排放，而我們的實(shí)驗(yàn)是從10:16開(kāi)始，這個(gè)時(shí)段接近學(xué)生上課 時(shí)間，且學(xué)生上課的交通工具為自行車(chē)與電動(dòng)車(chē)，所以沒(méi)有污染物的排放，只有老師的車(chē)或者校車(chē)，會(huì)有少許的氮氧化物排放。隨著車(chē)流量的減少，同時(shí)氮氧化物的轉(zhuǎn)化，空氣中的氮氧化物濃度一直很低，直至中午又 是上下課的高峰期，氮氧化物的含量會(huì)增加，即13:00左右達(dá)到最大值，因此此時(shí)的日照最強(qiáng)，此后空氣中的氮氧化物又開(kāi)始下降，最后保持相對(duì) 穩(wěn)定的濃度，下圖為NOx車(chē)流量關(guān)系圖，由圖可以看出，氮氧化物濃度與 車(chē)流量有關(guān)，但它們的關(guān)系并非呈簡(jiǎn)單的一一對(duì)應(yīng)的正比關(guān)系。要充分考 慮不同車(chē)種所排放的尾氣，某些時(shí)段雖然車(chē)流量大，但有

20、些車(chē)排放的尾氣含有的氮氧化物濃度并不大，另外， 也要充分考慮到氮氧化物日變化曲線 受到時(shí)間的影響、日照的影響。車(chē)涼量氮氧化物口軻a« zSitl濃度 口氮氧化枷濃度123456E寸間宇列編虧3.4.削減氮氧化物的建議(1) 本實(shí)驗(yàn)是在校園中測(cè)定氮氧化物含量，其主要來(lái)源為機(jī)動(dòng)車(chē)。因 而重要的是減少流動(dòng)污染源的氮氧化物排放量，制定嚴(yán)厲的汽車(chē)尾氣排放 標(biāo)準(zhǔn)和車(chē)輛管理措施。一種減少流動(dòng)污染源排放氮氧化物的辦法是在校園 發(fā)展有軌電車(chē)或無(wú)軌電車(chē)。電車(chē)不僅具有零排放、無(wú)污染、噪聲低、加速 快、爬坡好、投資運(yùn)營(yíng)成本低的特點(diǎn)，而且可以緩解石油緊缺的壓力。另 夕卜，嚴(yán)格控制車(chē)輛質(zhì)量。機(jī)動(dòng)車(chē)污染排放的數(shù)量

21、與發(fā)動(dòng)車(chē)是否處于正常的 工作狀態(tài)密切相關(guān)，因而要加強(qiáng)車(chē)輛的檢修，加速淘汰不符合排放標(biāo)準(zhǔn)的 車(chē)輛，以保證在用車(chē)的最佳車(chē)況和污染物排放標(biāo)準(zhǔn)達(dá)標(biāo)。對(duì)已超過(guò)使用壽 命的車(chē)輛，特別是污染嚴(yán)重的車(chē)輛，必須強(qiáng)制將其淘汰。(2) 在全國(guó)范圍內(nèi)，削減氮氧化物的建議主要有：第一，實(shí)施多指標(biāo)綜合管理。就我國(guó)目前氮氧化物的污染狀況而言， 應(yīng)該盡早形成覆蓋二氧化氮、臭氧、細(xì)顆粒物以及酸沉降等多項(xiàng)控制指標(biāo) 的綜合指標(biāo)體系，實(shí)施氮氧化物的多目標(biāo)管理，從一次污染物到二次污染 物進(jìn)行全生命周期控制。第二，開(kāi)展氮氧化物區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控。存在嚴(yán)重氮氧化物污染問(wèn)題的地 區(qū)，有必要制定區(qū)域?qū)用娴牡趸镂廴韭?lián)防聯(lián)控政策，建立污染源協(xié)調(diào) 和管理機(jī)制，從而有效地解決區(qū)域整體的環(huán)境污染問(wèn)題。第三，加強(qiáng)企業(yè)排污監(jiān)管。結(jié)合氮氧化物總量控制目標(biāo)加強(qiáng)企業(yè)監(jiān)督， 督促其嚴(yán)格執(zhí)行排放標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)環(huán)境信息披露制度，在政府、企業(yè)與公眾 之間形成相輔相成的良性互動(dòng)，達(dá)到更好的污染防治效果。第四，推行經(jīng)濟(jì)激勵(lì)。在我國(guó)氮氧化物的防控工作中引入市場(chǎng)化的經(jīng) 濟(jì)政策，使命令控制方式和市場(chǎng)化機(jī)制互相補(bǔ)充。在實(shí)施氮氧化物排放總 量控制時(shí)，配套實(shí)施相應(yīng)的減排激勵(lì)政策，鼓勵(lì)多減排、早減排、盡快實(shí) 施氮氧化物排污收稅和排污削減量交易等措施。4.思考題4.1. 氮氧化物與光化學(xué)煙霧有什么關(guān)系？產(chǎn)生光化學(xué)煙霧需要哪些條