(完整word版)校園空氣質(zhì)量監(jiān)測綜合實驗報告

1、校園空氣質(zhì)量監(jiān)測綜合實驗報告學(xué)院學(xué)生姓名專業(yè)學(xué)號年級指導(dǎo)教師XXXX 年XX月前言基于我國城市空氣以煤煙型污染為主的現(xiàn)狀，規(guī)定用2SO、 XNO和 TSP 三項主要污染物指標(biāo)計算空氣污染指數(shù)（API），表征空氣質(zhì)量狀況。本實驗為綜合性實驗，其內(nèi)容包括：在欲監(jiān)測環(huán)境內(nèi)進(jìn)行布點和采樣；測定SO2、 NOX和 TSP日均濃度；計算空氣污染指數(shù)（API ）。一、實驗?zāi)康暮鸵?.根據(jù)布點采樣原則，選擇適宜方法進(jìn)行布點，確定采樣頻率及采樣時間，掌握測定空氣中的SO、2NO、 TSP的采樣和監(jiān)測方法。X2.根據(jù)三項污染物監(jiān)測結(jié)果，計算空氣污染指數(shù)（API），描述空氣質(zhì)量狀況。3. 預(yù)習(xí)教材第三章中的相關(guān)內(nèi)

2、容，掌握環(huán)境監(jiān)測理論和實驗環(huán)節(jié)，通過課堂教學(xué)與實驗教學(xué)結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的組織能力、動手能力、培養(yǎng)分工合作、互相配合和團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神以及綜合分析與處理問題的能力。二、空氣中 NO2 的測定（一）目的1.掌握鹽酸萘乙二胺分光光度法測定大氣中二氧化氮的方法和原理；2.了解主要干擾物及其消除方式；3.掌握大氣采樣器的操作技術(shù)；4.熟悉分光光度計的使用方法。（二）原理用無水乙酸、對氨基苯磺酸和鹽酸萘乙二胺配成吸收液，空氣中的二氧化氮被吸收轉(zhuǎn)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)生重氮反應(yīng)，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NO 2 濃度成正比， 可用分光光度法測

3、定，由第一步反應(yīng)可知，吸收液吸收空氣中的NO 2 后，并未完全生成亞硝酸，故計算時應(yīng)除以轉(zhuǎn)化系數(shù)f=0.88 。（三）實驗步驟1.采樣。取 4ml 顯色液于多孔篩板吸收管中，再放入 1ml 重蒸水，用硅橡膠管將其串聯(lián)在采樣器上，調(diào)節(jié)流量至 0.4L/min ，置于采樣點 40min 。在采樣的同時，應(yīng)記錄現(xiàn)場溫度及大氣壓強(qiáng)，并設(shè)置空白對照（加入 4ml 顯色液， 1ml 重蒸水，用一根橡膠管套住出氣口及進(jìn)氣口，同時采樣40min ）。2.繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。取 6 支 10ml 具塞比色管，按下表參數(shù)和方法配制NO2 標(biāo)準(zhǔn)溶液系列（2.5 g/ml ）。管號012345標(biāo)準(zhǔn)使用液00.200.400

4、.600.801.00重蒸水（ ml ）1.000.800600.400.200顯色液（ 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，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線并計算回歸方程。3.樣品測定。采樣后置于暗處20min, 混勻后按繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線的方法測定樣品與空白組的吸光度值，依式計算： CNOX =(A -A 0-a)/bfV 0式中：CNOX ：空氣中NO X 的濃度（ mg/m3）；A 、 A 0：分別為羊皮溶液和試

5、劑空白溶液的吸光度；b、 a：分別為標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率和截距；V 0：換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的采樣體積L ；f： Saltzman 實驗系數(shù)， 0.88。（四）實驗結(jié)果1. 標(biāo)準(zhǔn)曲線數(shù)據(jù)表NO 2-含量 ( g)杯差吸光度校正杯差和空白后吸光度 A0-0.04000.500.0630.1031.00-0.0560.1480.1881.500.2450.2852.000.3290.3692.500.4310.4712. 吸光度 -甲醛含量標(biāo)準(zhǔn)曲線圖3. 樣品測定結(jié)果吸光度 A減去空白后吸光度 A平均值空白0.019樣品 10.0490.030.029樣品 20.0470.028采樣地點：學(xué)院門口溫度： 1

6、5.5大氣壓強(qiáng)： 92.2Kpa天氣：晴朗、有風(fēng)采樣流量： 0.4L/min采樣時間： 40minV0(0.440)27392.227315.513.78 L101.325c0.0290.0080.0095 mg/m30.1830.8813.78（五）實驗分析1.干擾物及其去除：大氣中臭氧濃度超過0.25mg/m3 時，會使吸收液略顯紅色，產(chǎn)生干擾，可以在采樣時在吸收瓶入口端接一段15-20cm 的硅膠管，即可將臭氧濃度降低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(dāng)超過其30 倍時，會產(chǎn)生負(fù)干擾，可在采樣管前接一個氧化管以消除二氧化硫的干

7、擾。PAN 也會使試劑顯色而產(chǎn)生干擾，但一般環(huán)境大氣中PAN 的濃度很低，可以忽略其影響。2.吸收液應(yīng)避光， 且不能長時間暴露在空氣中，以防止光照時吸收液顯色或吸收空氣中的氮氧化物，而使試管空白值增高。3.實驗所用的亞硝酸鈉固體應(yīng)密封保存，防止空氣及濕氣侵入。三、空氣中 SO2 的測定（一）目的1.掌握甲醛吸收鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法測定大氣中SO2 的原理和方法；2.了解主要的干擾物及其消除方法。（二）原理空氣中的 SO2 被甲醛緩沖溶液吸收后， 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應(yīng)， 生成紫紅色絡(luò)合物， 其最大吸收波長

8、為 577nm ，用分光光度法測定。（三）干擾與消除1.臭氧。樣品放置一段時間后可自行分解。2.二氧化氮。利用氨基磺酸鈉來消除氮氧化物的干擾。3.金屬離子。利用磷酸及環(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）實驗步驟1.采樣。（ 1）吸取 5ml 吸收液，于多孔篩板吸收管中，用硅橡膠管將其串聯(lián)在空氣采樣器上，調(diào)節(jié)采樣器流量為 0.4L/min 。（ 2）設(shè)置采樣時間為 60min 。（ 3）在采樣的同時，記錄現(xiàn)場的溫度和大氣壓，并設(shè)置空白對照組。2.繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。（ 1）取 14 支具塞比色管分成 A 、 B 兩組分別對應(yīng)編號。（ 2） A 組標(biāo)液配好后加入 6.0g/L 的氨

9、磺酸鈉 0.25ml, 搖勻，放置 10min。（3）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 ）。（4） 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 對應(yīng)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 。（5）顯色時間到后，立即在577nm 的波長下測吸光度，以SO2 含量為橫坐標(biāo)，扣除空白的吸光度為縱坐標(biāo)，作標(biāo)準(zhǔn)曲線。管號0123456標(biāo)準(zhǔn)使用液 （ ml）00.501.002.003.004.005.00甲醛吸

10、收液 （ ml）5.004.504.003.002.001.000SO2 含量（ g）00.51.002.003.004.005.003.樣品測定。將采樣后的吸收液放置20min 后，轉(zhuǎn)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。以下同標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制步驟。按下式計算空氣中 SO2 的濃度：c=（ A -A 0-a）/bV 0式中：c：空氣中SO2 的質(zhì)量濃度，mg/m3；A ：樣品溶液的吸光度；A 0：試劑空白溶液的吸光度；a：所繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線的截距；b:所繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率；V 0：換算成標(biāo)況下的采樣體積，L。（五）實驗結(jié)果1. 標(biāo)

11、準(zhǔn)曲線數(shù)據(jù)表SO2 含量 ( g)杯差吸光度校正杯差和空白后吸光度 A00.04100.500.0790.0381.000.1200.0792.00-0.0010.2270.1863.000.3000.2594.000.3680.3275.000.4590.4182. 吸光度 -SO2 含量標(biāo)準(zhǔn)曲線圖3. 樣品測定結(jié)果吸光度 A減去空白后吸光度 A平均值空白0.044樣品 10.0540.010.01樣品 20.0540.01采樣地點：學(xué)院門口溫度： 18.9 大氣壓強(qiáng)： 93.05Kpa天氣：晴朗、無風(fēng)采樣流量： 0.4L/min采樣時間： 60min（ 0.4 60） 273 93.05V

12、018.920.61 L273101.325c 0.01 0.0020.0047 mg/m30.08320.61（六）實驗分析1. 實驗測得SO2 濃度較低，很大可能是因為實驗當(dāng)天天氣晴朗，空氣質(zhì)量較好，因此SO2濃度較低。2. 溫度對此顯色反應(yīng)的影響較大，溫度越高，空白值越大，且溫度高時穩(wěn)定時間短，應(yīng)盡量控制恒溫在 15-25，并且根據(jù)實驗室條件和不同季節(jié)的室溫選擇適宜的顯色溫度和時間；達(dá)到顯色時間后立即測定。3. 實驗中用到的氫氧化鈉固體或溶液極易吸收空氣中的SO2，使試劑空白值升高，應(yīng)密封保存，或者使用小瓶分裝，避免取液時間較長導(dǎo)致過程中吸收SO2 或者試劑間通過移液管交叉污染，對于其他

13、顯色用試劑也應(yīng)如此。4. 實驗中觀察到標(biāo)準(zhǔn)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 所述原因有關(guān)。四、空氣中總懸浮顆粒物（TSP）的測定（一）實驗?zāi)康?.掌握重量法測定空氣中TSP 的方法和原理；2.練習(xí)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(jù)采樣前后濾膜質(zhì)量之差及采樣體積，即可計算TSP 的濃度。根據(jù)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1.空氣中的水分2.物理損傷（四）實驗步驟1.用孔口流量計校正采樣器的流量。2.采

14、樣：用鑷子取出稱過的濾膜平放在采樣器內(nèi)的濾膜支持網(wǎng)上（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(xiàn)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(nèi)。3.稱量和計算：將采樣濾膜和空白濾膜在相同的平衡條件下平衡24h后，用分析天平稱量（精確到0.1mg），記下重量（增重不應(yīng)小于10mg），按下式計算TSP 含量。TSP 含量（ g/m 3） =（ W1 -W 2） ×109/（ Q×T）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）實驗結(jié)果

15、1.采樣地點；學(xué)院門口溫度： 24；大氣壓強(qiáng)：92.4Kpa；天氣：晴朗、有風(fēng)。采樣流量：100L/min采樣時間：60min2.空白濾膜質(zhì)量：0.3308g采樣濾膜質(zhì)量：0.3321gTSP含量（ g / m 3） (0.3321 0.3308) 109216.67 g / m3 =0.2167mg/m 310060（六）實驗分析1.采樣地點當(dāng)時本身空氣質(zhì)量較好，并且有風(fēng)，且風(fēng)速較大，有利于空氣中污染物質(zhì)的稀釋擴(kuò)散，因此，測定結(jié)果較小。2.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準(zhǔn)確度會對結(jié)果產(chǎn)生一定誤差；在將載有TSP 的濾膜從采樣器取下到向天平轉(zhuǎn)移的過程中也會產(chǎn)

16、生少量損失。3.TSP 主要影響因素：大氣中 TSP 的組成十分復(fù)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(yáng)塵是大氣中總懸浮顆粒的重要來源，因此，其含量主要受污染源影響如冬季燃煤供暖等。另外氣象條件如風(fēng)速風(fēng)向、雨、雪、霧等，城區(qū)規(guī)模、人口密度，地形、能源消費結(jié)構(gòu)等也會對 TSP 含量產(chǎn)生一定影響。五、空氣污染指數(shù)（ API）計算表 1 空氣污染指數(shù)對應(yīng)的污染物質(zhì)量濃度限值污染物質(zhì)量濃度限值 /（mg/m3 ）空氣污染指數(shù)（API ）SO2（日平均）NO 2（日平均）TSP（日平均）500.0500.0800.1201000.1500.1200.3002000.8000.2800.5

17、003001.6000.5650.6254002.1000.7500.875C（ NO2） =0.0095 mg/m 3 <0.080 mg/m 3I NO2 <50C（ SO2） =0.0047 mg/m 3<0.050mg/m 3I SO2<50C（ TSP） =0.2167 mg/m 30.21670.12050) 5077I TSP(1000.3000.120API max ( I SO2 , I NO2 , I TSP )77校園空氣首要污染物為總懸浮顆粒物，因風(fēng)速較大， 附近又無其他顯著污染源，因此判斷其主要來源是地面揚(yáng)塵。表 2 空氣污染指數(shù)范圍和相應(yīng)的空氣質(zhì)量狀況空氣污染指數(shù)空氣質(zhì)量級別空氣質(zhì)量狀況0-50優(yōu)51-100良101-200輕度污染201-250中度污染>300重污染對健康的影響建議采取的措施可正常活動。易感人群癥狀有輕度加劇，心臟病和呼吸系統(tǒng)疾病患者健康人群出現(xiàn)刺激癥狀。應(yīng)減少體力消耗和戶外活動。心臟病和肺病患者癥狀顯老年人和心臟病、 肺病患者應(yīng)著加劇，運(yùn)動耐受力降低，當(dāng)停留在室內(nèi)， 并減少體力活健康人群中普遍出現(xiàn)癥狀。動。健康人運(yùn)動耐受力降低，有老年人和病人應(yīng)當(dāng)留在室內(nèi)，明顯強(qiáng)烈癥狀，提前出現(xiàn)某避免體力消耗， 一般人群應(yīng)避些疾病。