校園空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告

校園空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)院學(xué)生姓名專業(yè)學(xué)號(hào)年級(jí)指導(dǎo)教師XXXX年XX月刖言基于我國(guó)城市空氣以煤煙型污染為主的現(xiàn)狀，規(guī)定用2SO、XNO和TSPM項(xiàng)主要污染物指標(biāo)計(jì)算空氣污染指數(shù)（API），表征空氣質(zhì)量狀況。本實(shí)驗(yàn)為綜合性實(shí)驗(yàn)，其內(nèi)容包括：在欲監(jiān)測(cè)環(huán)境內(nèi)進(jìn)行布點(diǎn)和采樣；測(cè)定SO2、NOX和TSP日均濃度；計(jì)算空氣污染指數(shù)（API）。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵蟾鶕?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)定空氣中的SO2、NOX、TSP的采樣和監(jiān)測(cè)方法。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。預(yù)習(xí)教材第三章中的相關(guān)內(nèi)容，掌握環(huán)境監(jiān)測(cè)理論和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，通過(guò)課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的組織能力、動(dòng)手能力、培養(yǎng)分工合作、互相配合和團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神以及綜合分析與處理問(wèn)題的能力。二、空氣中NO2的測(cè)定（一） 目的掌握鹽酸萘乙二胺分光光度法測(cè)定大氣中二氧化氮的方法和原理；了解主要干擾物及其消除方式；掌握大氣采樣器的操作技術(shù)；熟悉分光光度計(jì)的使用方法。（二） 原?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，空氣中的二氧化氮被吸收轉(zhuǎn)變?yōu)閬喯跛帷⑾跛?。亞硝酸在無(wú)水乙醇存在下與對(duì)氨基苯磺酸發(fā)生重氮反應(yīng)，然后再與氨基苯乙二胺偶合，生成玫瑰紅色偶氮染料，其顏色深淺與NO2濃度成正比，可用分光光度法測(cè)定，由第一步反應(yīng)可知，吸收液吸收空氣中的NO2后，并未完全生成亞硝酸，故計(jì)算時(shí)應(yīng)除以轉(zhuǎn)化系數(shù)f=0.88。（三） 實(shí)驗(yàn)步驟采樣。取4ml顯色液于多孔篩板吸收管中，再放A1ml重蒸水，用硅橡膠管將其串聯(lián)在采樣器上，調(diào)節(jié)流量至0.4L/min，置于采樣點(diǎn)40min。在采樣的同時(shí)，應(yīng)記錄現(xiàn)場(chǎng)溫度及大氣壓強(qiáng)，并設(shè)置空白對(duì)照（加入4ml顯色液，1ml重蒸水，用一根橡膠管套住出氣口及進(jìn)氣口，同時(shí)采樣40min）。繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。取6支10ml具塞比色管，按下表參數(shù)和方法配制NO2標(biāo)準(zhǔn)溶液系列（2.5pg/ml）o管號(hào)012345標(biāo)準(zhǔn)使用液00.200.400.600.801.00重蒸水（ml）1.000.800600.400.200顯色液（ml）4.004.004.004.004.004.00no2-含量3g)00.51.001.502.002.50配好混勻置于暗處20min，用1cm比色皿于波長(zhǎng)540nm處以水為參比，測(cè)量吸光度，扣除空白試劑吸光度后，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線并計(jì)算回歸方程。樣品測(cè)定。采樣后置于暗處20min,混勻后按繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線的方法測(cè)定樣品與空白組的吸光度值，依式計(jì)算：CNOX=（A-A°-a）/bM式中：CNOX:空氣中NOX的濃度（mg/m3）；A、A0:分別為羊皮溶液和試劑空白溶液的吸光度；b、a:分別為標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率和截距；V0:換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的采樣體積L；f:Saltzman實(shí)驗(yàn)系數(shù)，0.88。

（四）實(shí)驗(yàn)結(jié)果1.標(biāo)準(zhǔn)曲線數(shù)據(jù)表NO2-含量（四）杯差吸光度校正杯差和空白后吸光度A0-0.056-0.04000.500.0630.1031.000.1480.1881.500.2450.2852.000.3290.3692.500.4310.471吸光度-甲醛含量標(biāo)準(zhǔn)曲線圖■吸光度值A(chǔ)——l.ingrFitnf吸光度值A(chǔ)采樣流量：0.4L/min采樣時(shí)間：40min采樣流量：0.4L/min采樣時(shí)間：40min吸光度A減去空白后吸光度A平均值空白0.019樣品10.0490.030.029樣品20.0470.028采樣地點(diǎn)：學(xué)院門口 溫度：15.5。二 大氣壓強(qiáng)：92.2Kpa天氣：晴朗、有風(fēng). _(0.4. _(0.4x40)x273??r0x—=13.78L273+15.5 101.325...c二 0.029-°.008 =0.0095mg/m30.183x0.88x13.78（五）實(shí)驗(yàn)分析干擾物及其去除：大氣中臭氧濃度超過(guò)0.25mg/m3時(shí)，會(huì)使吸收液略顯紅色，產(chǎn)生干擾，可以在采樣時(shí)在吸收瓶入口端接一段15-20cm的硅膠管，即可將臭氧濃度降低到不干擾二氧化氮測(cè)定的水平。大氣中二氧化硫濃度為二氧化氮濃度的10倍時(shí)，就會(huì)干擾二氧化氮測(cè)定，當(dāng)超過(guò)其30倍時(shí)，會(huì)產(chǎn)生負(fù)干擾，可在采樣管前接一個(gè)氧化管以消除二氧化硫的干擾。PAN也會(huì)使試劑顯色而產(chǎn)生干擾，但一般環(huán)境大氣中PAN的濃度很低，可以忽略其影響。吸收液應(yīng)避光，且不能長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中，以防止光照時(shí)吸收液顯色或吸收空氣中的氮氧化物，而使試管空白值增高。實(shí)驗(yàn)所用的亞硝酸鈉固體應(yīng)密封保存，防止空氣及濕氣侵入。三、空氣中SO2的測(cè)定（一） 目的掌握甲醛吸收——鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法測(cè)定大氣中SO2的原理和方法；了解主要的干擾物及其消除方法。（二） 原理空氣中的SO2被甲醛緩沖溶液吸收后，生成穩(wěn)定的羥基甲基磺酸加成化合物，加入氫氧化鈉溶液使加成化合物分解，釋放出SO2與鹽酸副玫瑰苯胺反應(yīng)，生成紫紅色絡(luò)合物，其最大吸收波長(zhǎng)為577nm，用分光光度法測(cè)定。（三） 干擾與消除臭氧。樣品放置一段時(shí)間后可自行分解。二氧化氮。利用氨基磺酸鈉來(lái)消除氮氧化物的干擾。金屬離子。利用磷酸及環(huán)乙二胺四乙酸二鈉鹽來(lái)消除或減少某些金屬離子的干擾。）實(shí)驗(yàn)步驟1.米樣。（1）吸取5ml吸收液，于多孔篩板吸收管中，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60min。（3） 在采樣的同時(shí)，記錄現(xiàn)場(chǎng)的溫度和大氣壓，并設(shè)置空白對(duì)照組。2.繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。（1） 取14支具塞比色管分成A、B兩組分別對(duì)應(yīng)編號(hào)。（2） A組標(biāo)液配好后加入6.0g/L的氨磺酸鈉0.25ml,搖勻，放置10min。（3） 這10min期間向B組7支具塞比色管中均加入0.5ml鹽酸副玫瑰苯胺（PRA）。（4） 10min后，向A組7支具塞比色管中加入0.25ml氫氧化鈉溶液，迅速倒入A對(duì)應(yīng)編號(hào)的B組試管中，拗順序加一管氫氧化鈉倒一管，盡量將A組試管中的氫氧化鈉倒干凈，搖勻，從倒入的第一管開始計(jì)時(shí)，放置20min。（5） 顯色時(shí)間到后，立即在577nm的波長(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。管號(hào)0123456標(biāo)準(zhǔn)使用液（ml）00.501.002.003.004.005.00甲醛吸收液（ml）5.004.504.003.002.001.000so2含量（凹）00.51.002.003.004.005.003樣品測(cè)定。將采樣后的吸收液放置20min后，轉(zhuǎn)入10ml比色管中，再加入0.25ml氨基磺酸鈉，搖勻，放置min，以消除NO2的干擾。以下同標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制步驟。按下式計(jì)算空氣中SO2的濃度：c=（A-A0-a）/bV0式中：c:空氣中SO2的質(zhì)量濃度，mg/m3；A:樣品溶液的吸光度；A0:試劑空白溶液的吸光度；a:所繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線的截距；b:所繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率；V0:換算成標(biāo)況下的采樣體積，L。

（五）實(shí)驗(yàn)結(jié)果1.標(biāo)準(zhǔn)曲線數(shù)據(jù)表SO2含量（四）杯差吸光度校正杯差和空白后吸光度A0-0.0010.04100.500.0790.0381.000.1200.0792.000.2270.1863.000.3000.2594.000.3680.3275.000.4590.418吸光度-SO2含量標(biāo)準(zhǔn)曲線圖S02含星采樣流量：0.4L/min采樣時(shí)間：60min.V二（°.采樣流量：0.4L/min采樣時(shí)間：60min.V二（°.4x6如273x23￡￡..0 273+18.9 101.325=20.61...°）訕項(xiàng)002=0.00470.083x20.61mg/m3吸光度A減去空白后吸光度平均值空白0.044樣品10.0540.010.01樣品20.0540.01采樣地點(diǎn)：學(xué)院門口 溫度：18.9C 大氣壓強(qiáng)：93.05Kpa天氣：晴朗、無(wú)風(fēng)（六）實(shí)驗(yàn)分析實(shí)驗(yàn)測(cè)得SO2濃度較低，很大可能是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)當(dāng)天天氣晴朗，空氣質(zhì)量較好，因此so2濃度較低。溫度對(duì)此顯色反應(yīng)的影響較大，溫度越高，空白值越大，且溫度高時(shí)穩(wěn)定時(shí)間短，應(yīng)盡量控制恒溫在15-25T，并且根據(jù)實(shí)驗(yàn)室條件和不同季節(jié)的室溫選擇適宜的顯色溫度和時(shí)間；達(dá)到顯色時(shí)間后立即測(cè)定。實(shí)驗(yàn)中用到的氫氧化鈉固體或溶液極易吸收空氣中的SO2,使試劑空白值升高，應(yīng)密封保存，或者使用小瓶分裝，避免取液時(shí)間較長(zhǎng)導(dǎo)致過(guò)程中吸收SO2或者試劑間通過(guò)移液管交叉污染，對(duì)于其他顯色用試劑也應(yīng)如此。實(shí)驗(yàn)中觀察到標(biāo)準(zhǔn)曲線空白試劑和空白樣品測(cè)定的兩組比色管中，溶液均呈輕微淡紫色，或許與3所述原因有關(guān)。四、空氣中總懸浮顆粒物（TSP）的測(cè)定（一） 實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆罩亓糠y(cè)定空氣中TSP的方法和原理；練習(xí)使用中流量采樣器。（二） 實(shí)驗(yàn)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、中流量、小流量采樣法，本實(shí)驗(yàn)采用中流量采樣器法。（三）干擾和消除空氣中的水分物理?yè)p傷（四）實(shí)驗(yàn)步驟用孔口流量計(jì)校正采樣器的流量。采樣：用鑷子取出稱過(guò)的濾膜平放在采樣器內(nèi)的濾膜支持網(wǎng)上（毛面朝上），用濾膜夾夾緊，以100L/min的流量采樣60min，記錄采樣流量和現(xiàn)場(chǎng)的溫度及大氣壓，時(shí)間到后，用鑷子輕輕取出濾膜，毛面向里對(duì)折放入濾膜袋內(nèi)。稱量和計(jì)算：將采樣濾膜和空白濾膜在相同的平衡條件下平衡24h后，用分析天平稱量（精確到0.1mg），記下重量（增重不應(yīng)小于10mg），按下式計(jì)算TSP含量。TSP含量（|jg/m3）=（W1-W2）x109/（QxT）式中：W1:采樣后的濾膜重量W2:空白濾膜的重量Q：采樣器平均采樣流量（L/min）T:采樣時(shí)間（min）（五） 實(shí)驗(yàn)結(jié)果采樣地點(diǎn)；學(xué)院門口 溫度：24T;大氣壓強(qiáng)：92.4Kpa; 天氣：晴朗、有風(fēng)。采樣流量：100L/min 采樣時(shí)間：60min空白濾膜質(zhì)量：0.3308g采樣濾膜質(zhì)量：0.3321g丁5外旦, ,、（0.3321-0.3308）x109 z/ /□7XP含量（ug/m3）= ioo_60 =216.67Ug/m3=0.2167mg/m3（六） 實(shí)驗(yàn)分析采樣地點(diǎn)當(dāng)時(shí)本身空氣質(zhì)量較好，并且有風(fēng)，且風(fēng)速較大，有利于空氣中污染物質(zhì)的稀釋擴(kuò)散，因此，測(cè)定結(jié)果較小。誤差分析：由于濾膜采樣前后只相差13mg，因此，分析天平的精密度和準(zhǔn)確度會(huì)對(duì)結(jié)果產(chǎn)生一定誤差；在將載有TSP的濾膜從采樣器取下到向天平轉(zhuǎn)移的過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生少量損失。TSP主要影響因素：大氣中TSP的組成十分復(fù)雜，且變化很大，燃煤排放煙塵、工業(yè)廢氣中的粉塵及地面揚(yáng)塵是大氣中總懸浮顆粒的重要來(lái)源，因此，其含量主要受污染源影響如冬季燃煤供暖等。另外氣象條件如風(fēng)速風(fēng)向、雨、雪、霧等，城區(qū)規(guī)模、人口密度，地形、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)等也會(huì)對(duì)TSP含量產(chǎn)生一定影響。五、空氣污染指數(shù)（API）計(jì)算表1空氣污染指數(shù)對(duì)應(yīng)的污染物質(zhì)量濃度限值空氣污染指數(shù)（API）污染物質(zhì)量濃度限值/（mg/m3）TSP（日平均）SO2（日平均）no2（日平均）500.0500.0800.1201000.1500.1200.3002000.8000.2800.5003001.6000.5650.6254002.1000.7500.875C（NO2）=0.0095mg/m3<0.080mg/m3Ino2<50C(so2)=0.0047mg/m3<0.050mg/m3】SO2<50C(TSP)=0.2167mg/m3TSP0.2167-0.1200.300—0.120x(100-50)+50=77API=max(I,I,I)=77SO2NO2TSP校園空氣首要污染物為總懸浮顆粒物，因風(fēng)速較大，附近又無(wú)其他顯著污染源，因此判斷其主要來(lái)源是地面揚(yáng)塵。表2空氣污染指數(shù)范圍和相應(yīng)的空氣質(zhì)量狀況空氣污染指數(shù)空氣質(zhì)量級(jí)別空氣質(zhì)量狀況對(duì)健康的影響建議米取的措施0-50I優(yōu)可正?；顒?dòng)。51-100n良101-200m輕度污染易感人群癥狀有輕度加劇，健康人群出現(xiàn)刺激癥狀。心'臟病和呼吸系統(tǒng)疾病患者應(yīng)減少體力消耗和戶外活動(dòng)。201-250IV中度污染心臟病和肺病患者癥狀顯著加劇，運(yùn)動(dòng)耐受力降低，健康人群中普遍出現(xiàn)老年人和心臟病、肺病患者應(yīng)當(dāng)停留在室內(nèi)，并減少體力活動(dòng)。癥狀。>300V重污染健康人運(yùn)動(dòng)耐受力降低，有明顯強(qiáng)烈癥狀，提前出現(xiàn)臬些疾病。老年人和病人應(yīng)當(dāng)留任室內(nèi)，避免體力消耗，一般人群應(yīng)避免戶外活動(dòng)。