环境监测实验报告,校园空气质量

校 园 空 气 质 量 监 测 综 合 实 验 报 告

学 院 学生姓名 专 业 年 级 指导教师

二Ο一一年 十二月八日 校园空气质量监测综合实验报告 前言 基于我国城市空气以煤烟型污染为主的现状,现用SO2、NOx和TSP三项主要污染物指标计算空气污染指数,表征空气质量状况.山西大学位于山西省省会太原市东南方向的城乡结合带，紧临交通主干道坞城路，附近有许西，北张两个自主燃煤采暖的的城中村，和一个垃圾焚烧厂。煤和垃圾燃烧产生了大量的SO2、NOx，同时汽车尾气液排放了大量的NOx。其中SO2是主要空气污染物之一，它能通过呼吸进入气管，对局部组织产生刺激和腐蚀作用，是诱发支气管炎等疾病的原因之一，特别是当它与烟尘等气溶胶共存时可加重对呼吸道黏膜的损伤。而NOx是引起支气管炎、肺损伤等疾病的有害物质。TSP是大气环境中的主要污染物，它可由燃煤、燃油、工业生产过程等人为活动排放出来，也可以通过土壤、扬尘、沙尘经风力的作用输送到空气中而形成。SO2、NOx和TSP都是环境监测必测项目，通过对它们的测定可以及时全面地反映环境质量现状及发展趋势，为保护人类健康和环境等服务。

一、实验目的和要求 1、根据布点采样原则，选择适宜方法进行布点，确定采样频率及采样时间，掌握测定 空气中SO2、NOx 和TSP 的采样和监测方法。 2、根据三项污染物监测结果，计算空气污染指数(API)，描述空气质量状况。 3、通过实验及计算直观的反映出山西大学校园的空气质量，掌握环境监测的基本方法。

二、空气中SO2的测定 （一）目的： 1.掌握甲醛缓冲溶液吸收——盐酸副玫瑰苯胺分光光度法测定大气中SO2的方法； 2.测量校园中SO2的浓度。 （二）原理： 空气中的二氧化硫被四氯汞钾溶液吸收后，生成稳定的二氯亚硫酸盐络合物，此络合物再与甲醛及盐酸副玫瑰苯胺发生反应，生成紫红色的络合物，其最大吸收波长为577nm，据其颜色深浅，用分光光度法测定其吸光度，与标准曲线对比，对SO2进行含量回归，从而测得空气中SO2的浓度。 （三）干扰与消除： 1.温度,酸度,显色时间影响显色反应,标液和试样操作条件一致 2.空气中氮氧化物的存在对测定有影响，加入适量的氨基磺酸钠放置10min来消除； 3.空气中的臭氧也会影响测定，取样后将样品放置20分钟后臭氧可自行消除； 4.某些金属离子（如Fe2+、 Na+、 Mg2+）对测定有干扰，利用磷酸及环己二胺四乙酸二钠盐（EDTA）来消除或减少这些离子的干扰。 （四）实验步骤： 1.采样： 1）吸取4mL吸收液于多孔玻板吸收管中，用硅橡胶管将其串联在空气采样器上，调节采样器流量为0.4L/min。 2）设置采样时间为40分钟。 3）在采样同时，记录现场的温度和大气压力,并设置空白对照组。对照组的吸收管中加入4mL吸收液，将吸收管的进出口用同一根橡胶管连接。 4）记录采样时间，以及其他与采样有关的因素。 5）采样结束后，关闭仪器，将吸收管密封好带回实验室待测。 2.标准曲线的绘制（SO2标准使用液浓度：1μg/mL） 1）取14支10ml具塞比色管分成A、B两组，分别对应编号。 A组7支具塞比色管按下面表格加液，配置标准溶液色列： 管号 0 1 2 3 4 5 6 标准使用溶液(mL) 0 0.50 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 四氯汞钾吸收液(mL) 5.00 4.50 4.00 3.00 2.00 1.00 0 SO2含量(μg) 0 0.5 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 2）A管标液配好后加入6.0g/L的氨磺酸铵溶液0.25mL，摇匀，放置10分钟。 3）这十分钟间向B管7支具塞比色管中均加入0.5mL盐酸副玫瑰苯胺（PRA）。 4）10分钟后向A管7支比色管中加入0.25mL氢氧化钠，迅速倒入对应编号的B管中，按顺序加一管氢氧化钠倒一管，尽量将A管中溶液倒干净，摇匀，从加入的第一管开始计时，放置20min（室温是20℃，对应的显色时间是20min）。 5) 显色时间到后，在577nm波长下测吸光度，以SO2含量为横坐标，扣除空白的吸光度为纵坐标作标准曲线。 3．样品测定： 将采样后的吸收液放置20分钟后，转入10mL比色管中，再加入0.5mL氨磺酸钠，摇匀，放置10分钟，以消除NOx的干扰。以下步骤同标准曲线的绘制。按下式计算空气中的SO2的浓度：

atVVbVaAAC•00 式中:C——空气中的SO2的质量浓度，mg/m³； A——样品溶液的吸光度；

0A——试剂空白溶液的吸光度； a——所绘制标准曲线的截距； b——所绘制标准曲线的斜率，μg；

0V——换算成标准状况下的采样体积，L；

tV——样品溶液的总体积，mL； aV——测定时所取样品溶液的体积，mL。 （五）数据处理：（标明采样地点、温度、大气压、流量、时间） 1.采样地点：环资楼前空地 温度：0.5℃ 大气压：94.35kpa 流量：0.4L/min 时间: 2011年12月7日15︰15--15︰55 2.绘制标准曲线： 杯程差：0 SO2含量μg 0 0.5 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 吸光度A 0.095 0.138 0.165 0.245 0.321 0.432 0.510 校正后的吸光度 0 0.043 0.070 0.150 0.226 0.337 0.415 y = 0.0846x -0.0117R² = 0.9945

00.050.10.150.20.250.3

0.350.40.45

012345SO2的标准曲线

吸

光度

SO2的含量 3. 样品 空白 吸光度 0.255 0.069

V=0.4×40=16L T=0.5℃ P=94.35kPa

871.14325.10135.945.027327316VnL

3/148.0)871.14*0846.0/()069.0255.0(0mmgbVAACn （六）结果与讨论： 实验过程中引起误差的原因有很多，为了减小误差应注意： 1.温度对显色影响较大，温度越高，空白值越大。温度高时显色快，褪色也快，所以采样时用恒温加热套控制显色温度，也控制好显色时间； 2.将A组管中的溶液迅速倒入B组管，目的是使碱性溶液在瞬间转变为强酸性溶液，达到显色反应的酸度要求。A组管中的溶液应倒干净，否则会引入分析误差； 3.除去氮氧化物的干扰，需加入氨磺酸钠，不能用氨基磺酸铵，因为铵离子会与NaOH结合为氢氧化铵，不利于分解化合物释放出SO2； 4.样品溶液中如有混浊物，则应离心分离除去； 5.测定吸光度时，操作要准确、敏捷，不要超过颜色的稳定时间，以免结果偏低； 6.六价铬能使紫红色络合物褪色，产生负干扰，故应避免用硫酸——铬酸洗液洗涤所用玻璃器皿； 7.用过的具塞比色管及比色皿应及时洗涤，否则红色难于洗涤。具塞比色管用（1+4）盐酸溶液洗涤，比色皿用（1+4）盐酸加1/3体积乙酸混合液洗涤； 8.吸收管也应及时洗涤。 9.显色温度与时间的关系 显色温度/℃ 10 15 20 25 30

显色时间/min 40 25 20 15 5 稳定时间/min 35 25 20 15 10 试剂空白吸光度/A0 0.03 0.035 0.04 0.05 0.06

三、空气中NO2的测定 （一）目的： 1、掌握 N-(1-萘基) 乙二胺盐酸分光光度法测定大气中NO2的方法和原理。 2、掌握大气采样器及洗收液采样的操作技术。 （二）原理： 空气中的氮氧化物主要以NO 和NO2 形态存在。用无水乙酸、对氨基苯磺酸和盐酸萘乙二胺配成吸收液。测定时将NO 氧化成NO2，用吸收液吸收后，首先生成亚硝酸和硝酸。其中，亚硝酸与对氨基苯磺酸发生重氮化反应，再与盐酸萘乙二胺偶合，生成玫瑰红色的偶氮染料，其颜色深浅与气样中NO2浓度成正比，可用分光光度法定量。因为NO2(气)不是全部转化为NO2‾(液)，故在计算结果时应除以转换系数(称为Saltzman 实验系数，用标准气体通过实验测定)。 （三）干扰与消除： 1.当空气中二氧化硫质量浓度为氮氧化物质量浓度的10倍时对测定的干扰不大，当空气中二氧化硫质量浓度为氮氧化物质量浓度的30倍时会使氮氧化物的测定结果偏低； 2.当空气中臭氧质量浓度超过0.250mg/m³时，使二氧化氮的测定结果偏低。采样时在入口端串联长15—20cm的硅胶管，可以消除干扰。 3.当空气中含有过氧乙酰硝酸酯时，使二氧化氮的测定结果偏高。 4.吸收液和亚硝酸都会见光分解,所以实验时要用棕色瓶. （四）实验步骤： 1.采样：吸取4.00 mL 显色液于多孔玻板吸收管中，用硅橡胶管将其串联在采样器上，以0.4 L/min 流量采气1h。在采样的同时，应记录现场温度和大气压力，并设置空白对照组。对照组的吸收管中加入4.00 mL 显色液，将吸收管的进出口用同一根橡胶管连接。 2.标准曲线的绘制：取6 支10mL 具塞比色管，按下列参数和方法配制NO2- 标准溶液色列： 管号 0 1 2 3 4 5 标准使用液（mL） 0 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00

水（mL） 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0 显色液（mL） 4.00 4.00 4.00 4.00 4.00 4.00 NO2‾含量（ug） 0 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 将各管溶液混匀，于暗处放置20 min(室温低于20℃时放置40 min 以上)，用1 cm 比色皿于波长540 nm 处以水为参比测量吸光度，扣除试剂空白溶液吸光度后，用最小二乘法计算标准曲线的回归方程。 3、样品测定：采样后于暗放置20 min(室温20℃以下放置40 min 以上)后，混匀，按照