環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)報(bào)告,校園空氣質(zhì)量

空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)院 學(xué)生姓名 專(zhuān)業(yè) 年級(jí) 指導(dǎo)教師 二0 年十二月八日校園空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告前言基于我國(guó)城市空氣以煤煙型污染為主的現(xiàn)狀，現(xiàn)用SO、NO和TSP三項(xiàng)主要污染物指2x標(biāo)計(jì)算空氣污染指數(shù)，表征空氣質(zhì)量狀況.山西大學(xué)位于山西省省會(huì)太原市東南方向的城鄉(xiāng)結(jié)合帶，緊臨交通主干道塢城路，附近有許西，北張兩個(gè)自主燃煤采暖的的城中村，和一個(gè)垃圾焚燒廠。煤和垃圾燃燒產(chǎn)生了大量的SO、NO,同時(shí)汽車(chē)尾氣液排放了大量的NO。2xx其中SO是主要空氣污染物之一，它能通過(guò)呼吸進(jìn)入氣管，對(duì)局部組織產(chǎn)生刺激和腐蝕作用，2是誘發(fā)支氣管炎等疾病的原因之一，特別是當(dāng)它與煙塵等氣溶膠共存時(shí)可加重對(duì)呼吸道黏膜的損傷。而NO是引起支氣管炎、肺損傷等疾病的有害物質(zhì)。TSP是大氣環(huán)境中的主要污X染物，它可由燃煤、燃油、工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程等人為活動(dòng)排放出來(lái)，也可以通過(guò)土壤、揚(yáng)塵、沙塵經(jīng)風(fēng)力的作用輸送到空氣中而形成。 SO、NO和TSP都是環(huán)境監(jiān)測(cè)必測(cè)項(xiàng)目，2x通過(guò)對(duì)它們的測(cè)定可以及時(shí)全面地反映環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，為保護(hù)人類(lèi)健康和環(huán)境等服務(wù)。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?、 根據(jù)布點(diǎn)采樣原則，選擇適宜方法進(jìn)行布點(diǎn)，確定采樣頻率及采樣時(shí)間，掌握測(cè)定空氣中SO2、NOx和TSP的采樣和監(jiān)測(cè)方法。2、 根據(jù)三項(xiàng)污染物監(jiān)測(cè)結(jié)果，計(jì)算空氣污染指數(shù)（API）,描述空氣質(zhì)量狀況。3、 通過(guò)實(shí)驗(yàn)及計(jì)算直觀的反映出山西大學(xué)校園的空氣質(zhì)量，掌握環(huán)境監(jiān)測(cè)的基本方法。二、空氣中so2的測(cè)定（一） 目的：掌握甲醛緩沖溶液吸收——鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法測(cè)定大氣中SO2的方法；2?測(cè)量校園中SO的濃度。2（二） 原理：空氣中的二氧化硫被四氯汞鉀溶液吸收后，生成穩(wěn)定的二氯亞硫酸鹽絡(luò)合物，此絡(luò)合物再與甲醛及鹽酸副玫瑰苯胺發(fā)生反應(yīng)，生成紫紅色的絡(luò)合物，其最大吸收波長(zhǎng)為577nm，據(jù)其顏色深淺，用分光光度法測(cè)定其吸光度，與標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)對(duì)比，對(duì)so2進(jìn)行含量回歸，從而測(cè)得空氣中so2的濃度。（三）干擾與消除：溫度,酸度,顯色時(shí)間影響顯色反應(yīng),標(biāo)液和試樣操作條件一致空氣中氮氧化物的存在對(duì)測(cè)定有影響，加入適量的氨基磺酸鈉放置lOmin來(lái)消除；空氣中的臭氧也會(huì)影響測(cè)定，取樣后將樣品放置20分鐘后臭氧可自行消除；4?某些金屬離子（如Fe2+、Na+、Mg2+）對(duì)測(cè)定有干擾，利用磷酸及環(huán)己二胺四乙酸二鈉鹽（EDTA）來(lái)消除或減少這些離子的干擾。（四）實(shí)驗(yàn)步驟：采樣：1） 吸取4mL吸收液于多孔玻板吸收管中，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(shí)間為40分鐘。3） 在采樣同時(shí)，記錄現(xiàn)場(chǎng)的溫度和大氣壓力，并設(shè)置空白對(duì)照組。對(duì)照組的吸收管中加入4mL吸收液，將吸收管的進(jìn)出口用同一根橡膠管連接。4） 記錄采樣時(shí)間，以及其他與采樣有關(guān)的因素。5） 采樣結(jié)束后，關(guān)閉儀器，將吸收管密封好帶回實(shí)驗(yàn)室待測(cè)。2.標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的繪制（SO2標(biāo)準(zhǔn)使用液濃度：1卩g/mL）1）取14支10ml具塞比色管分成A、B兩組，分別對(duì)應(yīng)編號(hào)。A組7支具塞比色管按下面表格加液，配置標(biāo)準(zhǔn)溶液色列:管號(hào)0123456標(biāo)準(zhǔn)使用溶液（mL）00.501.002.003.004.005.00四氯汞鉀吸收液（mL）5.004.504.003.002.001.000SO2含量（ug）00.51.02.03.04.05.02） A管標(biāo)液配好后加入6.0g/L的氨磺酸銨溶液0.25mL，搖勻，放置10分鐘。3） 這十分鐘間向B管7支具塞比色管中均加入0.5mL鹽酸副玫瑰苯胺（PRA。4） 10分鐘后向A管7支比色管中加入0.25mL氫氧化鈉，迅速倒入對(duì)應(yīng)編號(hào)的B管中，按順序加一管氫氧化鈉倒一管，盡量將A管中溶液倒干凈，搖勻，從加入的第一管開(kāi)始計(jì)時(shí)，放置20min（室溫是20°C，對(duì)應(yīng)的顯色時(shí)間是20min）。5） 顯色時(shí)間到后，在577nm波長(zhǎng)下測(cè)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(xiàn)。3．樣品測(cè)定：將采樣后的吸收液放置20分鐘后，轉(zhuǎn)入10mL比色管中，再加入0.5mL氨磺酸鈉，搖勻，放置10分鐘，以消除NOx的干擾。以下步驟同標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的繪制。按下式計(jì)算空氣中的SO2的濃度：廠A-A-aVbVV0a式中：C——空氣中的SO2的質(zhì)量濃度，mg/m‘；A——樣品溶液的吸光度；A——試劑空白溶液的吸光度；0a——所繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的截距；b――所繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的斜率，卩g；――換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的采樣體積，L；0V——樣品溶液的總體積，mL；t――測(cè)定時(shí)所取樣品溶液的體積，mL。a五）數(shù)據(jù)處理：（標(biāo)明采樣地點(diǎn)、溫度、大氣壓、流量、時(shí)間）采樣地點(diǎn)：環(huán)資樓前空地溫度：0.5C大氣壓：94.35kpa流量：0.4L/min時(shí)間：2011年12月7日15：15--15:552.繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)杯程差：0SO2含量卩g00.51.02.03.04.05.0吸光度A0.0950.1380.1650.2450.3210.4320.510校正后的吸光度00.0430.0700.1500.2260.3370.4153.樣品空白吸光度0.2550.069V=0.4X40=16L T=0.5°C P=94.35kPaVn=16x273x94.35=14.871L273+0.5 101.325A—AC二0二（0.255—0.069）/（0.0846*14.871）二0.148mg/m3bVn六）結(jié)果與討論：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中引起誤差的原因有很多，為了減小誤差應(yīng)注意：溫度對(duì)顯色影響較大，溫度越高，空白值越大。溫度高時(shí)顯色快，褪色也快，所以采樣時(shí)用恒溫加熱套控制顯色溫度，也控制好顯色時(shí)間；將A組管中的溶液迅速倒入B組管，目的是使堿性溶液在瞬間轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)酸性溶液，達(dá)到顯色反應(yīng)的酸度要求。A組管中的溶液應(yīng)倒干凈，否則會(huì)引入分析誤差；3?除去氮氧化物的干擾，需加入氨磺酸鈉，不能用氨基磺酸銨，因?yàn)殇@離子會(huì)與NaOH結(jié)合為氫氧化銨，不利于分解化合物釋放出SO2；樣品溶液中如有混濁物，則應(yīng)離心分離除去；測(cè)定吸光度時(shí)，操作要準(zhǔn)確、敏捷，不要超過(guò)顏色的穩(wěn)定時(shí)間，以免結(jié)果偏低；六價(jià)鉻能使紫紅色絡(luò)合物褪色，產(chǎn)生負(fù)干擾，故應(yīng)避免用硫酸——鉻酸洗液洗滌所用玻璃器皿；用過(guò)的具塞比色管及比色皿應(yīng)及時(shí)洗滌，否則紅色難于洗滌。具塞比色管用（1+4）鹽酸溶液洗滌，比色皿用（1+4）鹽酸加1/3體積乙酸混合液洗滌；8.吸收管也應(yīng)及時(shí)洗滌。9.顯色溫度與時(shí)間的關(guān)系顯色溫度/C1015202530顯色時(shí)間/min402520155穩(wěn)定時(shí)間/min3525201510試劑空白吸光度/A00.030.0350.040.050.06三、空氣中no2的測(cè)定（一） 目的：1、 掌握N-（l-萘基）乙二胺鹽酸分光光度法測(cè)定大氣中N02的方法和原理。2、 掌握大氣采樣器及洗收液采樣的操作技術(shù)。（二） 原理：空氣中的氮氧化物主要以NO和N02形態(tài)存在。用無(wú)水乙酸、對(duì)氨基苯磺酸和鹽酸萘乙二胺配成吸收液。測(cè)定時(shí)將NO氧化成NO2，用吸收液吸收后，首先生成亞硝酸和硝酸。其中，亞硝酸與對(duì)氨基苯磺酸發(fā)生重氮化反應(yīng)，再與鹽酸萘乙二胺偶合，生成玫瑰紅色的偶氮染料，其顏色深淺與氣樣中NO2濃度成正比，可用分光光度法定量。因?yàn)閚o2（氣）不是全部轉(zhuǎn)化為no「（液），故在計(jì)算結(jié)果時(shí)應(yīng)除以轉(zhuǎn)換系數(shù)（稱(chēng)為Saltzman實(shí)驗(yàn)系數(shù)，用標(biāo)準(zhǔn)氣體通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定）。（三） 干擾與消除：當(dāng)空氣中二氧化硫質(zhì)量濃度為氮氧化物質(zhì)量濃度的10倍時(shí)對(duì)測(cè)定的干擾不大，當(dāng)空氣中二氧化硫質(zhì)量濃度為氮氧化物質(zhì)量濃度的30倍時(shí)會(huì)使氮氧化物的測(cè)定結(jié)果偏低；當(dāng)空氣中臭氧質(zhì)量濃度超過(guò)0.250mg/m3時(shí)，使二氧化氮的測(cè)定結(jié)果偏低。采樣時(shí)在入口端串聯(lián)長(zhǎng)15—20cm的硅膠管，可以消除干擾。當(dāng)空氣中含有過(guò)氧乙酰硝酸酯時(shí)，使二氧化氮的測(cè)定結(jié)果偏高。吸收液和亞硝酸都會(huì)見(jiàn)光分解,所以實(shí)驗(yàn)時(shí)要用棕色瓶.（四） 實(shí)驗(yàn)步驟：1?采樣：吸取4.00mL顯色液于多孔玻板吸收管中，用硅橡膠管將其串聯(lián)在采樣器上，以0.4L/min流量采氣1h。在采樣的同時(shí)，應(yīng)記錄現(xiàn)場(chǎng)溫度和大氣壓力，并設(shè)置空白對(duì)照組。對(duì)照組的吸收管中加入4.00mL顯色液，將吸收管的進(jìn)出口用同一根橡膠管連接。2?標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的繪制：取6支10mL具塞比色管，按下列參數(shù)和方法配制NO2-標(biāo)準(zhǔn)溶液色列：管號(hào)012345標(biāo)準(zhǔn)使用液（mL）00.200.400.600.801.00水（mL）1.000.800.600.400.200顯色液（mL）4.004.004.004.004.004.00NO2-含量（ug）01.002.003.004.005.00將各管溶液混勻，于暗處放置20min（室溫低于20°C時(shí)放置40min以上），用1cm比色皿于波長(zhǎng)540nm處以水為參比測(cè)量吸光度，扣除試劑空白溶液吸光度后，用最小二乘法計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的回歸方程。3、樣品測(cè)定：采樣后于暗放置20min（室溫20C以下放置40min以上）后，混勻，按照繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的方法和條件測(cè)量試劑空白溶液和樣品溶液的吸光度，按下式計(jì)算空氣中NO的濃度。XC （A-A-a）VCNOx= 0b?f?V0式中：CNOx—空氣中NO的濃度（以NO計(jì)，mg/m3）；x2A、A°—分別為樣品溶液和試劑空白溶液的吸光度；b、a—分別為標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的斜率（吸光度?mL/ug）和截距；V—采樣用吸收液體積（mL）；V0—換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的米樣體積（L）；f—Saltzman實(shí)驗(yàn)系數(shù)，0.88（空氣中NO濃度超過(guò)0.720mg/i^時(shí)取0.77）。x五）數(shù)據(jù)處理：（標(biāo)明采樣地點(diǎn)、溫度、大氣壓、流量、時(shí)間）采樣地點(diǎn)：環(huán)資樓前空地溫度：14.8°C大氣壓：94kpa流量：0.4L/min時(shí)間：2011年11月23日14：45—16:15繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)：杯程差：0NO2的含量（ug）01.002.003.004.005.00吸光度A0.0190.2000.3890.5610.7400.910校正后的吸光度00.1810.3700.5420.7210.8913．樣品的測(cè)定：樣品空白吸光度0.3510.097標(biāo)況下體積：273po=vtx273+fX101.325=(0.=(0.4X90)X273273+14.894101.325=31.68LCNOX=b?f?V0_（0.351-0.097-0.0097）x4=0.1771*0.88*31.68=0.198mg/m3（六）結(jié)果與討論：實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)：制作標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)時(shí)，加亞硝酸鈉時(shí)應(yīng)均勻緩慢；吸收液應(yīng)為無(wú)色，宜密閉避光保存；如顯微紅色，說(shuō)明已被污染，應(yīng)檢查試劑和蒸餾水的質(zhì)量；三氧化鉻—石英砂氧化管適于相對(duì)濕度30％－70％條件下使用，發(fā)現(xiàn)吸濕板結(jié)或變成綠色應(yīng)立即更換；用過(guò)的吸收瓶、比色管、比色皿應(yīng)及時(shí)洗滌，比色皿用（1+4）鹽酸加1/3體積乙酸混合液洗滌。四、空氣中總懸浮顆粒物（TSP）的測(cè)定（一） 目的：掌握重量法測(cè)定空氣中TSP的方法和原理。（二） 原理：濾膜捕集——重量法：用抽氣動(dòng)力抽取一定體積的空氣通過(guò)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(jì)算TSP的濃度。根據(jù)采樣流量不同分為大流量流量、中和小流量采樣法。本實(shí)驗(yàn)采用中流量采樣器法。（三）干擾與消除：風(fēng)力和其它氣象條件會(huì)干擾測(cè)定，應(yīng)控制以一定的流量采一定時(shí)間的樣；空氣中水分會(huì)對(duì)濾膜稱(chēng)重造成干擾，故稱(chēng)重前先將濾膜干燥易消除干擾；濾膜不能有物理?yè)p傷，否則會(huì)影響稱(chēng)量；聚氯乙烯帶電，稱(chēng)量時(shí)應(yīng)先用鑷子碰一下天平以放電；（四）實(shí)驗(yàn)步驟：1.用孔口流量計(jì)校正采樣器的流量；2?濾膜準(zhǔn)備：首先用X光看片機(jī)檢查濾膜是否有針孔或其他缺陷，然后放在恒溫恒濕箱中于15?30°C任一點(diǎn)平衡24h,并在此平衡條件下稱(chēng)重（精確到0.1mg）,記下平衡溫度和濾膜重量，將其平放在濾膜袋或盒內(nèi)。采樣：用鑷子取出稱(chēng)過(guò)的濾膜平放在采樣器采樣頭內(nèi)的濾膜支持網(wǎng)上（絨面向上），用濾膜夾夾緊。以100L/min流量采樣1小時(shí)，記錄采樣流量和現(xiàn)場(chǎng)的溫度及大氣壓。用鑷子輕輕取出濾膜，絨面向里對(duì)折，放入濾膜袋內(nèi)。4?稱(chēng)量和計(jì)算：將采樣濾膜在與空白濾膜相同的平衡條件下平衡24h后，用分析天平稱(chēng)量（精確到0.1mg），記下重量（增量不應(yīng)小于10mg），按下式計(jì)算TSP含量：TSP含量TSP含量(ug/m3)=(W-W)?1091 0 式中：W]—采樣后的濾膜重量（g）；W0—空白濾膜的重量（g）；Q—采樣器平均采樣流量（L/min）；T—采樣時(shí)間（min）。五）數(shù)據(jù)處理：（標(biāo)明采樣地點(diǎn)、溫度、大氣壓、流量、時(shí)間）采樣地點(diǎn)：環(huán)資樓前空地溫度：14.8°C大氣壓：94kpa流量：100L/min時(shí)間:2011年11月23日14：30--15:30樣品的測(cè)定：W1=0.38191gW0=0.3805gV=100X60=6000L=6000x273x273+14.8=6000x273x273+14.894101.325=5280.01L5280.0160=88L/minTSP含量(ug/m3)=(W-W)?1091 0 ug/m3(0.38191-0.3805)x109ug/m388x60=267.0ug/m3=0.267mg/m3六）結(jié)果與討論：1.采樣前幾天有大風(fēng)天氣出現(xiàn)，空氣中的粉塵大多被稀釋?zhuān)詼y(cè)得的TSP量屬于正常的范圍，空氣質(zhì)量良好。

采樣時(shí)，如果在測(cè)量?jī)x器周?chē)腥烁蓴_，會(huì)使得測(cè)量的結(jié)果偏大。采樣后應(yīng)注意將采樣頭直立帶回實(shí)驗(yàn)室測(cè)量，不可將其倒置，以防止采集的樣品遺失。五?空氣污染指數(shù)（API）的計(jì)算空氣污染指數(shù)（API）是一種向社會(huì)公眾公布的反映和評(píng)價(jià)空氣質(zhì)量狀況的指標(biāo)。它將常規(guī)監(jiān)測(cè)的幾種主要空氣污染物濃度經(jīng)過(guò)處理簡(jiǎn)化為單一的數(shù)值形式，分級(jí)表示空氣質(zhì)量和污染程度，具有簡(jiǎn)明、直觀和使用方便的優(yōu)點(diǎn)。空氣污染指數(shù)（API）是指將空氣中的污染物的質(zhì)量濃度依據(jù)適當(dāng)?shù)姆旨?jí)質(zhì)量濃度限值進(jìn)行等標(biāo)化，計(jì)算得到簡(jiǎn)單的量綱為一的指數(shù)，可以直觀、簡(jiǎn)明、定量的描述和比較污染的程度。根據(jù)我國(guó)城市空氣污染的特點(diǎn)，以S02、NOx和TSP作為計(jì)算API的暫定項(xiàng)目，并確定API為50、100、200時(shí)，分別對(duì)應(yīng)于我國(guó)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中日均值的一、二、三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的污染濃度限值，500則對(duì)應(yīng)于對(duì)人體健康產(chǎn)生明顯危害的污染水平。API的計(jì)算方法：1、內(nèi)插法計(jì)算各污染物的分指數(shù)In；2、APImax（l1,l2...li,...ln）；3、該指數(shù)所對(duì)應(yīng)的污染物即為該區(qū)域或城市的首要污染物。某種污染物的污染分指數(shù)（li）按下式計(jì)算：-I)+Ii，丿 i，-I)+Ii，丿 i，丿i Ld (I(C-C)i‘j+li,j+1 i.,j式中：Ci，li 分別為第i種污染物的濃度值和污染分指數(shù)值；Ci,j,li,j 分別為第i種污染物在j轉(zhuǎn)折點(diǎn)的極限濃度值和污染分指數(shù)值（查表1）；Ci,j+1，Ii,j+1 分別為第i種污染物在j+1轉(zhuǎn)折點(diǎn)的濃度極限值和污染分指數(shù)值。表1空氣污染指數(shù)分級(jí)濃度限值空氣污 污染物濃度/（嗎金）染指數(shù)（API）SO（日2均值）NO2（日均值）PM10（日均值TSP（日均值SO（小時(shí)2均值NO2（小時(shí)均值）CO（小時(shí)均值）o3（小時(shí)均值）500.0500.0800.0500.1200.250.1250.1201000.1500.1200.1500.3000.500.24100.2002000.8000.2800.3500.5001.601.13600.4003001.6000.5650.4200.6252.402.26900.8004002.1000.7500.5000.8753.203.001201.0005002.6200.9400.6001.0004.003.751501.200

表2空氣污染指數(shù)范圍及相應(yīng)的空氣質(zhì)量級(jí)別空氣污染指數(shù)(API)質(zhì)量級(jí)別質(zhì)量描述對(duì)健康的影響對(duì)應(yīng)空氣質(zhì)量的適用范圍0?50I優(yōu)可正?；顒?dòng)自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)和其他需要特殊保護(hù)的地區(qū)51?100II良可正?；顒?dòng)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101?200III輕污染長(zhǎng)期接觸，易感人群癥狀有輕度加劇，健康人群出現(xiàn)刺激癥狀特定工業(yè)區(qū)201?300W中污染一定時(shí)間接觸后，心臟病和肺病患者癥狀顯著加劇，運(yùn)動(dòng)耐受力降低，健康人群普遍出現(xiàn)癥狀2