空氣中NOx的日變化曲線

1、空氣中NOx的日變化一、實驗目的與要求掌握氮氧化物測定的基本原理和方法。了解空氣氮氧化物的來源及其危害。根據實驗繪制空氣中氮氧化物的日變化曲線并解釋現象。二、實驗方案實驗原理：在測定NOx時，先用三氧化銘將一氧化氮等等低價氮氧化物化成二氧 化氮；二氧化氮被吸收在溶液中形成亞硝酸，與對氨苯磺酸發(fā)生重氮化 反應，再與鹽酸萘乙胺偶合，生成玫瑰紅色偶氮染料，用比色法測定。 方法的檢出限為0.0川g/mL。線性范圍為0.03-1.6p g/mL。當采樣體 積為6L時，最低檢出濃度為0.0卻g/m3。儀器：大氣采樣器、分光光度計、多孔吸收玻管、比色管、移液管等。試劑（1）吸收液:稱取5.0g對氨基苯磺酸于

2、燒杯中，將50mL冰醋酸與900 mL 水的混合液，分數次加入燒杯中，攪拌，溶解，并迅速轉入1000mL 容量瓶中，待對氨基苯磺酸完全溶解后，加入0.05g鹽酸萘乙二胺 溶解后，用定容至刻度。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。（2） 亞硝酸鈉標準溶液：準確稱取0.1500g亞硝酸鈉（預先在干燥器內 放置24h）溶于水，移入1000mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，即配 得100p 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個月。使用時，吸取上述溶液25.00mL于50mL容量瓶中，用水 稀釋至刻度，即配得5p g/mL亞硝酸工

3、作液。實驗步驟（1）空氣中氮氧化學的采集：將4mL吸收原液和1mL水分別加入同一個 多孔玻璃板采樣管里面，同樣做好另一個采樣管后，連接入事先調 好流量的空氣采樣器中，于10： 00、11： 00、12： 00、13： 00、14：00、15： 00、16： 00時刻開始采樣，連續(xù)采樣30min。（2）氮氧化物的測定：每一時間段完成采樣后，將采樣管置于暗處靜置15分鐘后，倒出吸收液并在540nm波長處測定吸光度。（3） 標準曲線的繪制：取7支10mL比色管，按表1配制標準系列。將各管搖勻，避免陽光直射，放置15min后以蒸餾水為參比，用1cm 比色皿在540nm波長處測定吸收光度。表1.標準溶液

4、系列編號0123456NO2-標準溶液（5p g/mL） /mL0.000.501.001.502.002.503.00吸收原液/mL20.0020.0020.0020.0020.0020.0020.00水/mL5.004.504.003.503.002.502.00NO2-含量七g0.002.505.007.5010.0012.5015.00三、實驗結果與數據處理標準溶液的數據皿差0.0060.0040.0060.0040.0060.0060.004吸光度0.0410.1350.2170.3220.4080.4850.588相對吸光度00.0960.1760.2830.3670.4440.5

5、49NO2-含量g)02.557.51012.515標準曲線時間段1010:301111:301212:301313:301414:301515:301616:300.1L/min(abs)0.0610.0740.0720.0880.0950.0940.0930.3L/min(abs)0.1210.1170.1270.1470.1640.1690.1723L相對abs0.0200.0330.0310.0470.0540.0530.0529L相對abs0.0820.0780.0880.1080.1250.1300.1333L 濃度 mg/m30.220.370.350.540.630.620.6

6、09L 濃度 mg/m30.320.310.350.430.500.520.53JAA |-t nt樣品數據O7Oo o o o o O 65 4 3-2JAA |-t nt樣品數據O7Oo o o o o O 65 4 3-2-o o o o o O.)4濃樣采00O10111采樣時間點/耳4151617四、結論實驗數據分析：由圖和表可以看出，在1212:30中，3L所采的樣品明顯有問題，如果挑除 這個數據，則3L與9L的線形基本一致，因為取樣當天下雨，所以所測的數據誤 差比較大。由變化曲線，監(jiān)測點空氣中的NO濃度是一直在緩慢地上升，直到實 2驗完了也沒看到明顯的下降，這可能與當天都在下雨有

7、關系，因為整天的陽光光線變化從早上到下午的變化都不大，對空氣中的no2生成影響很大，所以日變化曲線的線形并沒有明顯的下降。污染程度分析環(huán)境空氣質量標準中NO2濃度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氮NO2年平均0.040.040.08mg/m3日平均0.080.080.121小時平均0.120.120.24本次實驗的結果評價以空氣中NO2-小時平均濃度評價參數，本次實驗所得的 監(jiān)測采樣點的空氣中NO2-小時平均濃度為0.45mg/m3，測得的小時平均值最低濃度 為0.22mg/m3，而最高濃度達到0.63mg/m3，可知監(jiān)測采樣點的空氣中NO2-小時平 均濃度

8、超出了其規(guī)定的標準范圍。對比環(huán)境空氣質量標準，監(jiān)測采樣點屬于 二類區(qū)，應執(zhí)行二級標準。即NO2的一小時平均應在0.12mg/m3以下，明顯實測 的監(jiān)測采樣點超標了4倍，連三級標準都沒有達到?？諝馕廴局笖祵奈廴疚餄舛认拗滴廴局笖滴廴疚餄舛龋╩g/m3）APISO 2NO 2PM10COO 3（日均值）（日均值）（日均值）（小時均值）（小時均值）500.050.080.0550.121000.150.120.15100.22000.80.280.35600.43001.60.570.42900.84002.10.750.512015002.620.940.61501.2空氣污染指數范圍及相應的

9、空氣質量類別空氣污染指數(API)空氣質量等級空氣質量狀況050I優(yōu)51100II良101150III輕微污染151200輕度污染201250W中度污染251300中度重污染300重污染將得到的監(jiān)測點NO2濃度數據轉換成空氣污染指數。由于本次實驗只測得七 個小時的采樣數據，故在下面的空氣污染指數計算中，將得到日平均濃度看作近 似于其日平均濃度，并作為計算參數。可計算得監(jiān)測采樣點的NO單項空氣污染 2指數API為242，則由表9可知監(jiān)測采樣點的空氣質量級別為IV級，空氣質量 狀況為中度污染。處理方案目前對于空氣中NO2濃度超標，沒有可行的直接處理解決方法，只能通過控 制污染源的排放量以及對相關污

10、染源的整治來達到治理目的。對于此次實驗采樣 點的NO2濃度超標，其解決方法思路大致有如下幾點(1)找出監(jiān)測點空氣中NO2 的來源及相關影響因素(2)對于污染源直接排放的NO2量進行處理和控制，以 達到降低空氣中NO2空氣污染指數的目的。五、問題與討論查資料簡要說明光化學煙霧形成的機理，危害和控制對策。機理：光化學煙霧的形成條件是大氣中有氮氧化物和碳氧化物存在，大氣溫 度較低，而且有強烈的陽光照射，這樣在大氣中就會一系列復雜的反應，生成出 一些二次污染物，如O3、醛、PAN、H2O2等。光化學煙霧是一個鏈式反應，其中 關鍵性的反應可以簡單地分成3組：NO2的光解導致O3的生成且鏈引發(fā)反應主要是N

11、O2的光解，反應如下：NO2 +hvf NO +O； O +O2 +Mf O3 +M； NO +O3- NO2 +O2.氧化生成了具有活性的自由基，如HO、HO2、RO2等。在光化學反應中， 自由基反應占很重要的地位，自由基的引發(fā)反應主要是由NO2和醛光解引起的：NO2 +hv-NO +O； RCHO +hv-RCO +H；碳氫化合物的存在是自由基轉化和增殖的根本原因：RH +O R +HO； RH + HO R +H O； H + O HO ； 222R + O2RO2； RCO+ O2 RC (O) O2通過以上途徑生成的HO2、RO2、RC (O) O2均可將NO氧化成NO2o光化學煙霧

12、的形成通過以上三個環(huán)節(jié)的往復循環(huán)，不斷地生成二次污染物， 當濃度達到一定程度時，便產生了光化學煙霧現象。危害：光化學煙霧成分復雜，但是，對動物、植物和材料有害的主要是O3、 PAN、醛、酮等二次污染物。人和動物受到的主要傷害是眼睛和黏膜受到刺激、 頭痛、呼吸障礙、慢性呼吸道疾病惡化、兒童肺功能異常等?？刂茖Σ撸簩饣瘜W煙霧的控制措施，在工業(yè)上，較好的措施是對煤進行加 工，改進燃燒技術，同時改進生產工藝，對污染物進行后處理及合理排放。使用 前對煤進行脫硫加工，并盡可能除去灰分;使用過程中，通過對鍋爐進行適當改 進，同時加人固硫劑，可減少煙塵利二氧化硫的發(fā)生量；最后，對廢氣進行綜合 利用后，對不能

13、利用的進行無害處理后再進行排放。對于生活燃煤，除了對煤跡 行加工外，比較好的措施是改進用能和供能方式，采用集中供熱、城市燃氣化。 集中供熱和城市燃氣化，是城市節(jié)能和綜合整治的重要內容，能有效地改善城市 大氣環(huán)境質量，減少室內空氣污染。此外，重點研究改革燃料和改進汽車設備結構，試制無公害汽車和發(fā)展高 效交通系統(tǒng)。具體舉措為：改革燃料。采用液化天然氣、氫氣、液化煤氣與柴油的混合燃料和無鉛 汽油來代替有鉛汽油作為汽車燃料，是減少汽車尾氣污染的有效措施。改進汽車設備結構。汽車尾氣污染的防治，除提高汽油燃燒質量外，關鍵 在于改進發(fā)動機的燃燒設計。(3 )研究無公害汽車和發(fā)展高效交通系統(tǒng)。另外，大面積地植

14、樹造林綠色植物是二氧化碳的消耗者，氧氣的天然加工廠， 在調節(jié)大氣中的二氧化碳的平衡上起著無可替代的作用，不同的植物對二氧化硫、 氟化氫、氯氣、氨氣、氯化氫、光化學煙霧、放射線等有不同的吸收能力，從而 達到凈化空氣的效果。假如調查大學城中環(huán)西路汽車尾氣的排放情況，該如何布點，請簡要畫圖并說明理由？根據空氣污染監(jiān)測方案的制定要求，對交通路段進行汽車尾氣的排放情況進 行監(jiān)測，在布設監(jiān)測點之前要先確定采樣點數目。根據相關可查基本資料有關數據統(tǒng)計，10所大學及中央商務區(qū)，總人口約 25萬。規(guī)劃人口為40萬（50萬人）。所以想監(jiān)測廣州大學城中環(huán)西路的汽車尾 氣排放狀況布設取三個取樣點進行監(jiān)測，主要監(jiān)測項目有SO2、NOx、CO和TSP。 而根據相關布設采樣點的要求及原則：（1）監(jiān)測點周圍50m不應有污染源。（2）采樣口周圍不能有阻礙環(huán)境空氣流通的高大建筑物、樹木或其他障礙物。（3）采樣口周圍水平面應保證270以上的捕集空間，如果采樣口一邊靠近建 筑物，采樣口周圍