大氣環(huán)境監(jiān)測實驗報告綜述

1、空氣污染監(jiān)測實驗報告1.實驗目的1.1 鍛煉學生動手能力，提高綜合運用能力。1.2 培養(yǎng)學生獨立思考與獨立解決問題能力。1.3 掌握大氣監(jiān)測各項指標測定的原理及方法。1.4 掌握實驗所需儀器的使用方法。1.5 了解監(jiān)測區(qū)域大氣污染狀況。2.方案制定程序2.1基礎(chǔ)資料收集 2.1.1地形等基本資料：地處北緯38 .51至39 .51，東經(jīng)116.51至117.20。南北長48公里，東西寬11公里，全區(qū)總面積570.8平方公里。西青區(qū)自然形成西高東低的地勢，地面高程漸次在海拔5.0-3.0米之間，洼地為2.0米。 2.1.2氣象資料： 測定時間為2016.06.20-2016.06.23，該段時間

2、氣溫、風向、風速、日照情況如下表日期氣溫風向風速日照2016.06.2036-20東南風3-4級轉(zhuǎn)微風晴2016.06.2135-19東風轉(zhuǎn)南風微風晴轉(zhuǎn)雨2016.06.2233-21東南風轉(zhuǎn)南風微風晴2016.06.2330-22東南風轉(zhuǎn)南風微風陰轉(zhuǎn)小雨2.2采樣點布設(shè) 監(jiān)測點位于天津農(nóng)學院操場，介于天津農(nóng)學院體育館（在建）與學生公寓之間。 2.3測定項目基本項目噪聲TSPPM2.5氮氧化物二氧化硫2.4監(jiān)測頻率監(jiān)測項目監(jiān)測頻率噪聲9:00-4:00每半小時測定一次，每次100個數(shù)據(jù)（每5秒讀數(shù)）共計14組TSP、PM2.5頻率為1次氮氧化物10:00-15:00,45min采樣，每次間隔1

3、5min氣流量0.3L/min二氧化硫9:15-14:15，45min采樣，每次間隔15min，氣流量0.5L/min3.現(xiàn)場采樣與檢測3.1實驗儀器：聲級計、多孔波板吸收管、KC-6120型大氣綜合采樣器、濾膜。常用實驗室儀器如試劑瓶，移液管，洗耳球等。3.2實驗材料：試劑： 四氯汞鉀吸收液、氮氧化物吸收原液3.3現(xiàn)場采樣和處理方法： 3.3.1現(xiàn)場采樣：3.3.1.1噪聲測量時噪聲儀應距離地面1.5m以上。3.3.1.2 二氧化硫、氮氧化物吸收液應儲存在棕色瓶中并選用棕色吸收管，保存時置于陰涼處。3.3.1.3采樣時每個樣品瓶都應該貼上標簽（填寫采樣點編號、采樣日期和時間、測定項目等），注

4、意按要求處理樣品。 4.實驗監(jiān)測 4.1噪聲的測量一.實驗原理噪聲可以說是人們不需要的聲音的總和，具有聲波的所有特性。噪聲可用聲強級、聲壓級和聲功率級表示，“級”的單位是貝爾，貝爾的 1/10 稱為分貝，用符號 dB 表示。為了能用儀器直接測量噪聲評價的量，在儀器的放大線路中設(shè)計了 A、B、C 計權(quán)網(wǎng)絡(luò)，以模擬人耳朵的響度級頻率特性，分別稱為 A 聲級、B聲級、C 聲級。這些儀器稱為聲級計。A 聲級能夠比較好地反映人類對噪聲的主觀感覺，因此，近年來廣泛用于噪聲評價中。A 聲級適用于連續(xù)穩(wěn)態(tài)噪聲的評價，對于起伏或不連續(xù)的穩(wěn)態(tài)噪聲，可用等效聲級來評價，它是在時間范圍內(nèi)噪聲的A 聲級按能量的平均值。

5、對于不規(guī)則大幅度起伏變化的噪聲，常用 A 聲級統(tǒng)計量（或稱累計百分聲級）L10、L50、L90 表示。在本實驗中，測定的聲級數(shù)據(jù)可以用等效聲級來表示，也要求用統(tǒng)計方法表示。二實驗儀器實驗儀器為精密聲級計。測量前，對使用傳聲器要進行校準，并要檢查聲級計電池電壓是否足夠，測量后要求復校一次，前后靈敏度相差不大于2分貝。三.測量1 測量條件天氣條件選在無雨、無雪、無雷電，風力小于四級(5.5m/s)的時間，聲級計應保持傳聲器膜片清潔，風力在三級以上必須加風罩（以避免風噪聲干擾），五級以上大風應停止測量。測量儀器為普通聲級計，了解如何使用儀器。手持儀器測量，傳聲器要求距離地面1.5m。2 讀數(shù)方法把聲

6、級計置于慢格、50-100檔每隔5秒鐘讀取并記錄一個瞬時 A 聲級。連續(xù)讀取100個數(shù)據(jù)。讀數(shù)的同時，要觀察測點附近的主要噪聲來源(如交通噪聲、工廠噪聲、施工噪聲、居民噪聲或其它聲源等)，記錄周圍聲學環(huán)境。四.數(shù)據(jù)處理1 統(tǒng)計計算將 100 個數(shù)據(jù)按從大到小的順序排列，第 10 個數(shù)據(jù)寫為 L10，第 50 個數(shù)據(jù)寫為 L50，第 90 個數(shù)據(jù)寫為 L90。則L10 表示 10%的時間超過的噪聲級，相當于噪聲的平均峰值；L50 表示 50%的時間超過的噪聲級，相當于噪聲的平均值； L90 表示 90%的時間超過的噪聲級，相當于噪聲的本底值。噪聲級數(shù)據(jù)的標準偏差為：Li 測得的第 i 個聲級；L

7、 測得聲級的算術(shù)平均值；n 測得聲級的總個數(shù)。2 用等效聲級表示等效聲級的定義為式中：Lt時刻 t 的噪聲級。在本實驗條件下如果數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布，其累積分布在正態(tài)概率坐標上為一直線，則經(jīng)過數(shù)學推導，可用近似公式 并有實驗結(jié)果9:009:309:3010:0010:00-10:3010:30-11:0011:00-11:30L1052.655.151.45353.7L5050.249.650.349.850.1L9048.748.648.648.748.8Leq50.453550.304250.430750.108250.5002標準差1.7071125722.6764374031.208610

8、1042.1441042021.96618355611:30-12:0012:00-12:3012:30-13:0013:00-13:3013:30-14:00L1050.158.856.954.858.3L5047.35354.951.354.1L904650.952.349.149.8Leq47.580254.040255.252751.841555.3042標準差2.0734246793.1240054581.9208255272.2066188312.88134701214:00-14:3014:30-15:0015:00-15:3015:30-16:0016:00-16:30L105

9、8.458.356.556.756.2L5054.656.353.65353.7L9050.95251.950.351Leq55.537556.961553.952753.682754.1507標準差2.8391339912.5380838631.7287071132.3588926952.442737329噪聲分布GB3096-1993城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準標準限值等效聲級 LAeq/dB類別區(qū) 域白天夜間0安靜住宅區(qū)5040居民、文教區(qū)5545居民、商業(yè)和工業(yè)混合區(qū)6050工業(yè)區(qū)6555道路兩側(cè)7055適用范圍：本標準適用于城市區(qū)域環(huán)境噪聲評價。鄉(xiāng)村生活區(qū)參照，夜間突發(fā)噪聲，其最大值不準超過

10、標準值15分貝。從上圖可看出噪聲分布集中在5060之間，清晨較為安靜，主要影響因素為建筑噪音以及過路行人。 五、注意事項1.測量開始前應將聲級計置于慢格、50-100檔。2.測量期間組員不能交談，以免影響數(shù)據(jù)的準確性。 4.2 TSP及PM2.5的測定一.實驗原理大氣中懸浮顆粒物不僅是嚴重危害人體健康的主要污染物，也是氣態(tài)、液態(tài)污染物的載體，成分復雜，并具有特殊的理化特性及生物活性，是大氣污染監(jiān)測的重要項目之一?？倯腋☆w粒物（TSP）指能懸浮在空氣中，空氣動力學當量直徑100m 的顆粒物。測定方法借助具有一定切割特性的采樣器，以恒速抽取一定體積的空氣，空氣中粒徑小于 100m 的懸浮顆粒物被截

11、留在已恒重的濾膜上，根據(jù)采樣前后濾膜質(zhì)量之差及采樣體積，可計算總懸浮顆粒物的質(zhì)量濃度。濾膜經(jīng)處理后，也可進行顆粒物組分分析。KC-6120 總懸浮顆粒物采樣器的測定原理：將文丘里管流量計產(chǎn)生的壓差信號傳遞給微壓差傳感器進行處理，經(jīng) MCU 進行計算，得出采樣的瞬時流量，根據(jù)瞬時流量和設(shè)定流量的差值，自動調(diào)節(jié)風機的轉(zhuǎn)速，使采樣流量恒定在設(shè)定數(shù)值上，并隨時根據(jù)采集到的氣體溫度及大氣壓換算成標況體積，根據(jù)重量法計算出顆粒物的濃度。二.儀器設(shè)備KC-6120 總懸浮顆粒物采樣器，8cm 超細玻璃纖維濾膜，分析天平。三.實驗步驟1.準備將采樣濾膜提前放在 15-30的恒溫恒濕箱中平衡 24 小時后稱重，

12、編號，采樣前將濾膜絨面朝上裝到 TSP 采樣頭上，并安裝到主機上。儀器的大氣部分應根據(jù)需要，裝好吸收液和硅膠干燥劑，干燥劑一般加到干燥筒高度的三分之二處。將儀器安裝到三角架上，儀器距地面高度約 1.2 米-1.5 米之間。把 TSP100 和 PM10切割器連接至儀器。將儀器電源連接 220V 交流電源，打開電源，儀器顯示主菜單，選擇 TSP 采樣，按確定健進入 TSP 采樣設(shè)置菜單，此菜單包括手動采樣和自動采樣，選其一進行設(shè)置。2采樣設(shè)置好采樣時間6h，0.5L/min,按開始采樣鍵進行采樣。 3樣品測定采樣結(jié)束后，用鑷子小心取下濾膜，使絨面朝內(nèi)，進行對折，將折疊好的濾膜放回表面光滑的紙袋并

13、放入恒溫恒濕箱中，平衡 24 小時，迅速稱量。四.數(shù)據(jù)處理G1：采樣后濾膜的質(zhì)量；G0：采樣前濾膜的質(zhì)量；Qn：換算成標準狀態(tài)下氣體的體積。實驗結(jié)果數(shù)據(jù)G0/mgG1/mgQn/ m3空心濾紙207.4211.129.713.7大濾紙405.4412.329.716.9TSP=0.124PM2.5=232.24濃度限值（日平均）一級標準二級標準三級標準TSP0.120.300.50空氣質(zhì)量等級優(yōu)良輕度污染中度污染重度污染嚴重污染PM2.5濃度ug/ m30-3535-7575-115115-150150-250250及以上由數(shù)據(jù)顯示，當日TSP達到二級標準，PM2.5達到232.24ug/m3

14、屬中度污染，空氣質(zhì)量較差。五.注意事項1.安裝濾膜時，應檢查濾膜是否完整、有無破損。2.濾膜粗糙面應朝上，便于吸附顆粒物。3.采樣過程中，應同時記錄儀器上的有關(guān)溫度、氣壓、流量等常規(guī)數(shù)據(jù)，并觀察儀器是否正常運轉(zhuǎn)。4.采樣結(jié)束后，應立即送往實驗室進行稱量工作。5.所有操作過程盡量有同一人完成，避免由于不同的人員不同的操作方法，而形成誤差。 4.3氮氧化物的測定一.實驗原理一氧化氮和二氧化氮的混合物總稱為氮氧化物。一氧化氮被三氧化鉻氧化成二氧化氮。被吸收液吸收后，生成亞硝酸。與對氨基苯磺酸起重氮化反應，再與鹽酸萘乙二胺偶合，呈現(xiàn)玫瑰紅色，根據(jù)顏色深淺，用分光光度法測定。二.儀器設(shè)備空氣采樣器，流量

15、范圍 01L/min；多孔玻板吸收管 10mL；雙球玻璃管；分光光度計；電磁泵等。三.試劑藥品1 成品試劑及其他材料對氨基苯磺酸，鹽酸萘乙二胺，亞硝酸鈉，冰乙酸，濃鹽酸，硫酸等。2 吸收液稱取 2.5 克對氨基苯磺酸，通過玻璃小漏斗直接加入 500mL 容量瓶中，加入 25mL 冰乙酸和 450mL 水的混合溶液，蓋塞振搖使其溶解，待完全溶解后，加入 0.025g 鹽酸萘乙二胺溶解后，用水稀釋至標線。此為吸收原液，貯于棕色瓶中，在冰箱中可保存 2 個月。并用四氟乙烯膠帶封口，以防止空氣與吸收液接觸。采樣前按 4 份吸收原液和 1 份蒸餾水的比例混合，即得吸收液。3 亞硝酸鈉標準貯備液稱取 0.

16、1500gNaNO2(預先在干燥器內(nèi)放置 24h 以上)，溶于水后移入 1000mL容量瓶中，用水稀釋至刻度線。此溶液每毫升含 0.1mgNO2-，貯于棕色瓶保存在冰箱中，可穩(wěn)定 3 個月。4 亞硝酸鈉標準使用液臨用前，移取 5.00mL 亞硝酸鈉標準貯備液放入 100mL 容量瓶中，用蒸餾水 稀釋至刻度線，此溶液每毫升含 5.0 微克 NO2- 。四.實驗步驟1 采樣在教師指導下將 5.0 毫升吸收液裝入吸收管中。將吸收管連接到采樣器上，其進氣口接硅膠干燥管。注意正確連接每支乳膠管。經(jīng)過檢查確信各支乳膠管連接正確后，可以進行采樣操作。采樣時空氣流量調(diào)節(jié)到 0.3 升/分鐘，采樣至吸收液呈微紅

17、色為止，記錄采樣時間和現(xiàn)場大氣溫度。若采樣時吸收液不變色，適當增加采樣時間。采完樣封好采樣管，帶回實驗室測定。2 樣品處理在教師指導下將吸收管中的樣品放入 10 毫升比色管中。備用。3 標準曲線的繪制在 7 支 10 毫升比色管中，按下表配置標準曲線系列。各管搖勻，備用。比色管管號0123456亞硝酸鈉標準使用液/ml00.100.200.300.400.500.60吸收原液/ml4.004.004.004.004.004.004.00水/ml1.000.900.800.700.600.500.40亞硝酸根含量/ug0.00.501.01.52.02.53.04 比色測定標準系列放置 15mi

18、n 后，用 1cm 比色皿，用蒸餾水為參比，在波長 540nm處測定吸光度；同時測定樣品管中溶液的吸光度值。五.數(shù)據(jù)計算1 建立回歸方程將標準曲線系列 1 到 6 號管的吸光度值各自減去 0 號管的吸光度值，獲得一組新的吸光度值和亞硝酸根含量關(guān)系的數(shù)據(jù)。用此組數(shù)據(jù)建立回歸方程。2 計算樣品管溶液中 NO2 微克數(shù)將樣品管中溶液的吸光度值減去 0 號管的吸光度值，得到新的吸光度值，利用此吸光度值，通過回歸方程計算樣品管中NO2微克數(shù) m。3 大氣中氮氧化物濃度計算氮氧化物（NO2, mg/M3）= m(0.76Vn)Vn 采樣體積換算為標準狀況下體積，升；0.76 氣相NO2轉(zhuǎn)化為液相NO2-的

19、轉(zhuǎn)換系數(shù)。4.實驗結(jié)果標準系列：（杯差：0.006）NO2含量00.511.522.53.0吸光度值0.040.0970.1810.280.3480.4270.467吸光度值00.0570.1410.240.3080.3870.427第5組數(shù)據(jù)比色管號123456吸光度值0.1350.1110.1000.0910.0990.104吸光度值0.0950.0710.060.0510.0590.064第6組數(shù)據(jù)比色管號123456吸光度值0.1330.1030.1040.1050.0920.094吸光度值0.0930.0630.0640.0650.0520.0542、NO2標準曲線NO2濃度時間段9

20、:50-10:3510:50-11:3511:50-12:3512:50-13:3513:50-14:3514:35-15:35濃度5組0.04810.03640.03100.02660.03050.03306組0.04720.03250.03300.03300.02710.0281五六組對比（藍色為5組，紅色為6組）5組6組平均值0.03430.0335方差0.00750.00072t1.09選取顯著水平0.05，進行雙尾檢驗t0.565根據(jù)表格，該采樣點二氧化氮濃度可達一級標準。5.誤差分析：1.采樣點陽光直射、天氣炎熱、吸收液沒有放入棕色瓶中儲存，造成吸收原液光解,造成誤差。2.較早采集

21、的樣品因天氣炎熱、陽光直射且保存時間較長發(fā)生光解，造成誤差。六、注意事項1.吸收液應儲存在棕色瓶，保存時置于陰涼處。2. NO2被吸收液吸收后，形成的化合物不穩(wěn)定，在陽光直射下容易分解，所以，在測NO2時，應采用棕色吸收瓶，避免陽光直射使化合物分解，形成誤差。3.采樣結(jié)束后，應立即送往實驗室分析測量，如果不能立即送回實驗室，應該在采樣現(xiàn)場，找避光、陰涼、低溫處進行保存，但現(xiàn)場臨時保存時間不得過長。4. 將TSP采集口用膜密封，以免造成誤差。4.4二氧化硫的測定一.實驗原理二氧化硫是大氣中的主要污染物之一。測定大氣中的二氧化硫可以了解局部地區(qū)二氧化硫的污染狀況。本實驗采用的鹽酸付玫瑰苯胺比色法測

22、定大氣中二氧化硫濃度是近年來國內(nèi)外廣泛采用的方法。其原理是：二氧化硫被吸收液吸收后與吸收液中的四氯汞鉀反應，生成穩(wěn)定的二氯亞硫酸鹽絡(luò)合物，再與甲醛和鹽酸副玫瑰苯胺作用，生成紫紅色絡(luò)合物，可以進行比色法測定。二.儀器設(shè)備大氣自動定時采樣器，多孔玻璃板吸收管，分光光度計，酸度計，12 孔比色管架，容量瓶 1000ml、500ml、250ml、100ml，25ml 比色管若干支，移液管10ml、5ml 和 2ml。三.藥品試劑1 成品試劑藥品乙二胺四乙酸二鈉鹽，氯化鉀，氯化汞，鹽酸付玫瑰苯胺（又稱為對品紅,Pararosaniline Hydrochloride），甲醛，氨基磺酸銨，亞硫酸鈉，濃鹽酸

23、，磷酸。2 四氯汞鉀吸收液稱取 5.43 克氯化汞，0.033 克乙二胺四乙酸二鈉鹽(EDTA)和 3克氯化鉀，溶于水，再稀釋定容到 500ml。在酸度計上調(diào)節(jié)其值為 5.2 左右，備用。此試劑可以穩(wěn)定 6 個月。注意：此試劑有毒，萬一接觸到身體，立即用水沖洗。3 氨基磺酸銨溶液稱取 0.3 克氨基磺酸銨溶于水，再稀釋到 50ml，臨用時配置。4 甲醛溶液量取 0.54ml 濃度為 36-38%的甲醛，溶于水，再稀釋定容到 100ml。此試劑可以穩(wěn)定 1 個半月。5 對品紅使用液濃度為 0.02%左右：取50ml鹽酸副玫瑰苯胺（0.2%）加10ml磷酸稀釋定容至500ml。6二氧化硫標準貯備液

24、濃度為每毫升含400微克二氧化硫。取0.2g亞硫酸鈉，0.01gEDTA二鈉鹽用水定容至200ml。7 二氧化硫標準使用液濃度為每毫升含 2.0 微克二氧化硫。取1ml二氧化硫貯備液用吸收液定容至200ml。四.實驗操作1 采樣在教師指導下將 10 毫升吸收液裝入吸收管中。在采樣器上放好吸收管。注意正確連接每支乳膠管。經(jīng)過檢查確信各支乳膠管連接正確后，可以進行采樣操作。采樣時采氣流量調(diào)節(jié)到 0.5 升/分鐘。 記錄采樣累計時間和現(xiàn)場溫度。2 樣品處理在教師指導下將吸收管中的樣品放入 25ml 比色管中，再用 5 ml吸收液清洗吸收管，將清洗液并入比色管中，備用。3 標準曲線的繪制在 7 支 2

25、5 比色管中，按下表配置標準曲線系列。比色管號0123456標準使用溶液/ml吸收液/ml二氧化硫含量/ug010.000.59.51.019.02.028.04.046.08.055.010.064.012.04 標準系列和樣品的顯色和測定往上述標準曲線系列管和樣品管中各加入 1.00 毫升氨基磺酸銨溶液，搖勻，再加入 2.00 毫升甲醛溶液，5.00 毫升對品紅使用液，然后用蒸餾水稀釋到刻度線，搖勻。顯色 20-30 分鐘后用 1 厘米比色皿，在波長 548 納米處，以蒸餾水做參比，測定吸光度值。五.數(shù)據(jù)處理1 建立回歸方程將標準曲線系列 1 到 6 號管的吸光度值各自減去 0 號管的吸光

26、度值，獲得一組新的吸光度值和二氧化硫含量關(guān)系的數(shù)據(jù)。用此組數(shù)據(jù)建立回歸方程。2 計算樣品管溶液中二氧化硫微克數(shù)將樣品管中溶液的吸光度值減去 0 號管的吸光度值，得到新的吸光度值，利用此吸光度值，通過回歸方程計算樣品管中二氧化硫微克數(shù) m。3 大氣中二氧化硫濃度計算二氧化硫（SO2, mg/M3）= mVn式中：Vn 采樣體積換算為標準狀況下的體積，升。5實驗結(jié)果標準系列：（杯差：0.008）SO2含量012481012吸光度值0.2240.2450.2540.2690.3030.3230.346吸光度值00.0210.0300.0450.0790.0990.122第5組數(shù)據(jù)比色管號123456吸光度值0.2420.2330.2350.2430.2370.235吸光度值0.0180.0090.0110.0190.0130.011第6組數(shù)據(jù)比色管號123456吸光度值0.2530.2320.2390.2440.2770.235吸光度值0.0290.0080.0150.0200.0530.0