第七章環(huán)境污染物檢測(cè)大氣

第七章環(huán)境污染物檢測(cè)大氣*第1頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期三1、分光光度法

四氯汞鹽－鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法【工作原理】用氯化鉀（KCl）和氯化汞（HgCl2）配制成四氯汞鉀溶液，氣樣中的SO2被該溶液吸收，生成穩(wěn)定的二氯亞硫酸鹽絡(luò)合物，該絡(luò)合物再與甲醛和鹽酸副玫瑰苯胺作用，生成紫色絡(luò)合物，其顏色深淺與SO2含量成正比，可用分光光度法測(cè)定。*第2頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期三1、分光光度法

釷試劑分光光度法【工作原理】氣樣中的SO2被過(guò)氧化氫（H2O2）溶液吸收并被氧化為硫酸（H2SO4），硫酸根與過(guò)量的高氯酸鋇反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀，剩余的鋇離子與釷試劑結(jié)合生成釷試劑－鋇紫紅色絡(luò)合物。SO2+H2O2=H2SO4Ba2++SO42-=BaSO4↓Ba2++釷試劑=釷試劑-鋇絡(luò)合物（紫紅色）最大吸收波長(zhǎng)520nm。*第3頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2、溶液電導(dǎo)法【工作原理】用酸性的硫酸-過(guò)氧化氫溶液吸收氣樣中的SO2生成的硫酸：(7.1)生成的離子會(huì)使吸收液電導(dǎo)率增加，其增加值決定于氣樣中的SO2含量，通過(guò)測(cè)量吸收液吸收SO2前后電導(dǎo)率的變化，就可知?dú)鈽又蠸O2的濃度。電導(dǎo)式SO2自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器中有兩個(gè)電導(dǎo)池，一個(gè)是參比池，用于測(cè)定空白吸收液的電導(dǎo)率（K1），另一個(gè)是測(cè)量池，用于測(cè)定吸收SO2后的吸收液電導(dǎo)率（K2）。兩種電導(dǎo)液電導(dǎo)率差值（K2-K1）即氣樣中的SO2濃度。*第4頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期三庫(kù)侖滴定式原理的SO2自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀【工作原理】如果進(jìn)入庫(kù)侖池的氣樣中不含SO2，陽(yáng)極上氧化的I與陰極上還原的I-數(shù)量相等。參比電極無(wú)電流IR輸出。如果氣樣中含SO2，則發(fā)生反應(yīng)：(7.2)3、庫(kù)侖滴定法*第5頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期三3、庫(kù)侖滴定法使陰極液體中的I2減少，陰極電流降低，為維持電極間的氧化還原平衡，降低的電流通過(guò)參比電極流出。氣樣中的SO2含量越大，則陰極電流越小而參比電極電流IR越大。當(dāng)氣樣以固定流速連續(xù)地通入庫(kù)侖池時(shí)，則參比電極電流和SO2量間的關(guān)系：(7.3) 式中：QV—每秒進(jìn)入庫(kù)侖池的SO2量（μg/s）；IR—參比電極電流（μA）；M—SO2分子量（64）；n—參加反應(yīng)的每個(gè)SO2分子的電子變化數(shù)。*第6頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期三4、紅外吸收法（1）紅外線吸收法【工作原理】將氣樣導(dǎo)入氣體池，用選擇性檢測(cè)器測(cè)定SO2在7.3μm附近的紅外線吸收，即可連續(xù)地求得SO2的濃度。（2）紫外線吸收法【工作原理】將氣樣導(dǎo)入氣體池，在280～320nm附近對(duì)SO2的紫外吸收量變化進(jìn)行光電測(cè)定，即可連續(xù)地求得SO2的濃度。*第7頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期三5、紫外熒光法【工作原理】某些物質(zhì)受到紫外光照射后，會(huì)發(fā)射出比照射光波長(zhǎng)長(zhǎng)的熒光，用波長(zhǎng)190—230nm紫外光照射氣樣，則氣樣中的SO2紫外光被激發(fā)至激發(fā)態(tài)，即(7.4)激發(fā)態(tài)SO2不穩(wěn)定，瞬間返回基態(tài)，發(fā)射出330nm的熒光，即(7.5)利用測(cè)熒光波長(zhǎng)和熒光強(qiáng)度建立起來(lái)的定性、定量方法稱為熒光分析法。*第8頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期三6、火焰光度檢測(cè)法【工作原理】將氣樣導(dǎo)入富氫（氫氣）火焰中，富氫火焰使SOx形成激發(fā)態(tài)分子，當(dāng)它們回到基態(tài)時(shí)，發(fā)射出394nm特征波長(zhǎng)的光，光強(qiáng)度與被測(cè)組分的量成正比，測(cè)定它的發(fā)光強(qiáng)度，即可連續(xù)的測(cè)得SO2的濃度。*第9頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期三7.2.2氮氧化物氮的氧化物有一氧化氮、二氧化氮、三氧化二氮、四氧化三氮等多種形式。其中占主要成分的是NO和NO2，以NOx(氮氧化物)表示。NOx污染主要來(lái)源于生產(chǎn)、生活中所用的煤、石油等燃料燃燒的產(chǎn)物(包括汽車及內(nèi)燃機(jī)燃燒排放的NOx)；其次是來(lái)自使用硝酸的生產(chǎn)排放的尾氣。NO為無(wú)色、無(wú)臭、微溶于水的氣體，在大氣中易被氧化為NO2，NO2為棕紅色氣體，具有刺激性臭味，是引起支氣管炎等呼吸道疾病的有害物質(zhì)。當(dāng)NOx與碳?xì)浠锕泊嬗诳諝庵袝r(shí)，經(jīng)陽(yáng)光紫外線照射，發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生一種光化學(xué)煙霧，它是一種有毒性的二次污染物。NO2比NO的毒性高4倍，可引起肺損害，甚至造成肺水腫。慢性中毒可致氣管、肺病變。吸入NO，可引起變性血紅蛋白的形成并對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。NOx對(duì)動(dòng)物的影響濃度大致為1.0mg/m3，對(duì)患者的影響濃度大致為0.2mg/m3。國(guó)家國(guó)家環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，居住區(qū)的平均濃度低于0.10mg/m3，年平均濃度低于0.05mg/m3。*第10頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期三7.2.2氮氧化物氣樣中的NO和NO2常用的測(cè)定方法有鹽酸萘乙二胺分光光度法，化學(xué)發(fā)光法及恒電流庫(kù)侖滴定法等。*第11頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期三3、原電池庫(kù)侖滴定法原電池庫(kù)侖滴定法與SO2庫(kù)侖滴定測(cè)定法的不同之處是庫(kù)侖池不施加直流電壓，而依據(jù)原電池原理工作?！竟ぷ髟怼窟M(jìn)入庫(kù)侖池氣樣中的NO2與電解液中的I-反應(yīng)生成I2，I2又立即在鉑網(wǎng)陰極上還原為I-，產(chǎn)生微小電流．如果電流效率達(dá)100％，則微電流大小與氣樣中NO2濃度成正比，根據(jù)法拉第電解定律將產(chǎn)生的電流換算成NO2的濃度。圖7.7原電池庫(kù)侖滴定法測(cè)定NOx原理*第12頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期三7.2.3總氧化劑和臭氧總氧化劑：指大氣中能氧化碘化鉀析出碘的物質(zhì)，主要包括臭氧、過(guò)氧乙酰硝酸酯(PAN)和氮氧化物等。光化學(xué)氧化劑：除NOx以外的其它氧化劑。光化學(xué)氧化劑＝總氧化劑－0.269（矯正系數(shù)）×氮氧化物（一）光化學(xué)氧化劑的測(cè)定——先用硼酸碘化鉀溶液吸收空氣樣品，測(cè)定總氧化劑的濃度，同時(shí)測(cè)定氮氧化物的濃度，二者的差值即為光化學(xué)氧化劑。I-+H++氧化劑→I2用分光光度計(jì)測(cè)定I2的濃度，即可算出總氧化劑的濃度。*第13頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期三7.2.3總氧化劑和臭氧（二）臭氧是最強(qiáng)的氧化劑之一，是大氣中的氧在太陽(yáng)紫外線的照射下或受雷擊形成的。臭氧具有強(qiáng)烈的刺激性。臭氧又是高空大氣的正常組分，強(qiáng)烈吸收紫外光，保護(hù)人和生物免受太陽(yáng)紫外光輻射。O3的測(cè)定方法有吸光光度法、化學(xué)發(fā)光法、紫外線吸收法等。*第14頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期三7.2.4一氧化碳測(cè)定氣樣中的CO方法有：非色散紅外吸收法、氣相色譜法、定電位電解法、間接冷原子吸收法等。*第15頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2、氣相色譜法☆【工作原理】氣樣中的CO、CO2、CH4經(jīng)TDX－01碳分子篩柱分離后，于H2流中在鎳催化劑（360±10℃）作用下，CO、CO2皆能被轉(zhuǎn)化為CH4，用氫火焰離子化檢測(cè)器可分別測(cè)定上述三種污染物的濃度。其出峰順序?yàn)镃O、CH4、CO2。測(cè)量各個(gè)組分的峰高，就可按公式計(jì)算其濃度。*第16頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期三7.2.5氟化物氟化物指以氣態(tài)與顆粒態(tài)形成存在的無(wú)機(jī)氟化物。大氣中的氣態(tài)氟化物主要是HF，也可能有少量的SiF4和CF4，含氟的粉塵主要是冰晶石（Na3AlF6)、螢石（CaF2)、氟化鋁(AlF3)、氟化鈉（NaF)及磷灰石等。氟化物屬高毒類物質(zhì)，由呼吸道進(jìn)入人體，會(huì)引起粘膜刺激、中毒等癥狀，并能影響各組織和器官的正常生理功能，對(duì)植物的生長(zhǎng)、發(fā)育也會(huì)產(chǎn)生危害。主要來(lái)源于含氟產(chǎn)品的生產(chǎn)、磷肥廠、鋼鐵廠、冶鋁廠等工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程。氟化物對(duì)眼睛及呼吸器官有強(qiáng)烈刺激，吸入高濃度的氟化物氣體時(shí)，可引起肺水腫和支氣管炎。長(zhǎng)期吸入低濃度的氟化物氣體會(huì)引起慢性中毒和氟骨癥，使骨骼中的鈣質(zhì)減少，導(dǎo)致骨質(zhì)硬化和骨質(zhì)疏松。我國(guó)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定城市地區(qū)日平均濃度7μg/m3。*第17頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期三7.2.6總烴總烴氫化物常以兩種方法表示，一種包括甲烷在內(nèi)的碳?xì)浠衔?，稱為總烴(THC)，另一種除甲烷以外的碳?xì)浠衔铮Q為非甲烷烴(NMHC)。氣樣中的碳?xì)浠衔镏饕羌淄?，其濃度范圍?-8ppm.測(cè)定總烴(THC)和非甲烷烴的主要方法：氣相色譜法、光電離子化法等。*第18頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期三7.3.1.1直接采樣法適用于大氣中被測(cè)組分濃度較高或監(jiān)測(cè)方法靈敏度高的情況，這時(shí)不必濃縮，只需用儀器直接采集少量樣品進(jìn)行分析測(cè)定即可。此法測(cè)得的結(jié)果為瞬時(shí)濃度或短時(shí)間內(nèi)的平均濃度。常用容器有注射器、塑料袋、采氣管、真空瓶等。*第19頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，