清潔空氣方案.ppt

1、格致中學(xué)課題組 PPT由陳益菁整理 31 15 18 12 9 李一未 楊蕭 2007年11月,清潔空氣方案,課題組成員,蔡稼翔：格致中學(xué)高二（1）班學(xué)生，曾獲上海市白貓杯化學(xué)競(jìng)賽一等獎(jiǎng)，全國化學(xué)聯(lián)賽上海賽區(qū)三等獎(jiǎng)。 劉暢：格致中學(xué)高二（1）班學(xué)生，曾獲上海市白貓杯化學(xué)競(jìng)賽一等獎(jiǎng)，全國化學(xué)聯(lián)賽上海賽區(qū)二等獎(jiǎng)。 張亦文：格致中學(xué)高二（1）班學(xué)生，曾獲上海市白貓杯化學(xué)競(jìng)賽二等獎(jiǎng)，全國化學(xué)聯(lián)賽上海賽區(qū)二等獎(jiǎng)。 陸元誠：格致中學(xué)高二（9）班學(xué)生，曾獲全國化學(xué)聯(lián)賽上海賽區(qū)三等獎(jiǎng)。,序言,隨著人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)、工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，我們排放的污染物越來越多，種類也越來越多。 人們對(duì)各種污染物的重視、知曉程度不同

2、。 對(duì)于一種污染物，須叢來源、危害及其性質(zhì)等多方面來研究，才有可能治理好這種污染。 近地面臭氧的污染正逐漸走入人們的視線,臭氧,臭氧分子結(jié)構(gòu)圖,臭氧簡(jiǎn)介,1840 年荷蘭的科學(xué)家舒貝因發(fā)現(xiàn)了臭氧，并把它命名為 “Ozone”( 臭氧 )，取自希臘字“Ozein”一詞，意為 “ 難聞 ”。 臭氧是一種具有刺激性特殊氣味的不穩(wěn)定氣體。 在常溫下，臭氧為藍(lán)色氣體，不過在常溫下，藍(lán)色并不明顯，除非是相當(dāng)厚的氣體。 臭氧略溶于水，標(biāo)準(zhǔn)壓力和溫度下（ STP ），其溶解度比氧大 13 倍（見表 1-3 ），比空氣大 25 倍。 熔點(diǎn)：-192.5；沸點(diǎn)：-119。,臭氧簡(jiǎn)介,臭氧的化學(xué)性質(zhì)極不穩(wěn)定，在空氣

3、和水中都會(huì)慢慢分解成氧氣，其反應(yīng)式為：2O3 3O2+285KJ 臭氧得氧化能力極強(qiáng)，其氧化還原電位僅次于 F2。 臭氧有一定毒性和腐蝕性，其濃度超過允許值定會(huì)造成危害。,近地面臭氧的危害,我國環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（ GB3095-1996 ）中規(guī)定臭氧的濃度限值（ 1 小時(shí)平均）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為 0.12mg/m3 ；二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為 0.16mg/m3 ；三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為 0.20mg/m3 。 它強(qiáng)烈刺激人的呼吸道，造成咽喉腫痛、胸悶咳嗽、引發(fā)支氣管炎 和肺氣腫; 臭氧會(huì)造成人的神經(jīng)中毒，頭暈頭痛、視力下降、記憶力衰退； 臭氧會(huì)對(duì)人體皮膚中的維生素E起到破壞作用，致使人的皮膚起皺、 出現(xiàn)黑斑； 臭氧還會(huì)破壞人

4、體的免疫機(jī)能，誘發(fā)淋巴細(xì)胞染色體病變，加速衰老， 致使孕婦生畸形兒。,近地面臭氧的循環(huán),在陽光作用下，二氧化氮分解為一氧化氮和一個(gè)游離態(tài)氧原子。 游離態(tài)氧原子會(huì)與氧氣分子結(jié)合產(chǎn)生臭氧。 一氧化氮與臭氧反應(yīng)，奪取一個(gè)氧原子，臭氧變回氧氣，一氧化氮變?yōu)槎趸?可揮發(fā)性有機(jī)物，將一氧化氮變?yōu)槎趸?，使循環(huán)被破壞，臭氧源源不斷產(chǎn)生。,我們的問卷,為了解人們對(duì)近地面臭氧污染的認(rèn)識(shí)，我們?cè)O(shè)計(jì)了一份問卷。 首先對(duì)您能為我們課題的研究獻(xiàn)出自己寶貴的時(shí)間表示非常非常地感謝，我們的問卷不會(huì)涉及您的任何隱私，所以懇請(qǐng)您放心地填寫，并盡可能獨(dú)立、如實(shí)地完成問卷。,調(diào)查問卷,1.對(duì)于臭氧您最關(guān)心的問題是什么? A

5、.臭氧空洞 B.近地臭氧濃度 C.臭氧消毒殺菌 2. 您對(duì)臭氧最深的印象是什么? A.一種可以阻擋紫外線的氣體 B.一種會(huì)對(duì)人體造成損傷的氣體 C.一種可以消毒殺菌的氣體 D.不清楚 3. 臭氧層空洞會(huì)造成什么危害？ A.光化學(xué)污染 B.溫室效應(yīng) C. 無法阻擋紫外線 D.不清楚 4. 您覺得哪些地點(diǎn)容易產(chǎn)生臭氧？ A.綠地 B.文印室 C.游泳池 5. 在臭氧近地的循環(huán)過程的過程中有重要影響的是： A. 水 B.二氧化碳 C.氮氧化物 D.粉塵,調(diào)查問卷,6. 以下哪些是近地臭氧對(duì)人體的危害? A.造成咽喉腫痛 B.造成失明 C.引起耳鳴 D.不清楚 7. 以下哪些物品的使用可能產(chǎn)生臭氧?

6、A.釘書機(jī) B.打印機(jī) C.塑料制品 D.腳踏式縫紉機(jī) 8. 可揮發(fā)性有機(jī)物如油漆,粘合劑是否會(huì)增大臭氧的近地濃度? A.是 B.否 C.不清楚 9. 您是否擔(dān)心過自己所處的辦公室,居家,教室會(huì)臭氧濃度超標(biāo)? A.是 B.否 10. 您覺得政府是否應(yīng)該在日常的預(yù)報(bào)中加入臭氧濃度測(cè)定這一項(xiàng)呢? A.應(yīng)該 B.無所謂,調(diào)查結(jié)果,調(diào)查結(jié)果,調(diào)查結(jié)果,調(diào)查結(jié)果,調(diào)查結(jié)果,調(diào)查結(jié)果,問卷總結(jié),大多數(shù)人缺乏對(duì)于臭氧的認(rèn)識(shí)，沒有意識(shí)到他的危害，對(duì)于自然界臭氧循環(huán)的過程不熟悉，也不清楚影響臭氧濃度的因素 關(guān)于臭氧濃度的問題尚未引起大多數(shù)人的重視，缺乏警覺性,實(shí)驗(yàn)方法,臭氧試紙法 靛藍(lán)二磺酸鈉分光光度法,臭氧試

7、紙法,實(shí)驗(yàn)步驟： 1.將需用試紙剪下，夾在黑紙中，迅速裝入兩層密封袋，擠出袋內(nèi)空氣，封口，隔熱保存。 2.到達(dá)待測(cè)點(diǎn)后，取出試紙，選擇陰暗避光處放置試紙。 3.記錄：時(shí)間、地點(diǎn)及所有可能影響臭氧含量的因素。 4.一小時(shí)后，立即對(duì)試紙和比色卡進(jìn)行對(duì)照拍攝。,實(shí)驗(yàn)記錄,實(shí)驗(yàn)記錄,實(shí)驗(yàn)記錄,實(shí)驗(yàn)記錄,實(shí)驗(yàn)記錄,實(shí)驗(yàn)表明,在用電器附近，臭氧濃度較高。 綠化集中地區(qū)，臭氧濃度相對(duì)較低。 VOC含量較高的地方，臭氧濃度較高。,實(shí)驗(yàn)結(jié)果,通過本實(shí)驗(yàn)可說明，我們周圍影響臭氧濃度的主要因素為： 氮氧化物：主要由汽車尾氣產(chǎn)生。 可揮發(fā)性有機(jī)物：來自油漆及有機(jī)膠水。 用電器：給氧氣通電，產(chǎn)生臭氧。 以上三種因素導(dǎo)致

8、了近地面臭氧濃度的升高。 還原性物質(zhì)：主要表現(xiàn)為綠色植被，促使臭氧分解。,方法評(píng)價(jià),本實(shí)驗(yàn)方法具有較高的可操作性，實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單，適于不同地點(diǎn)臭氧濃度的比較，但精確度不高，無法準(zhǔn)確測(cè)量某處的臭氧濃度數(shù)值。因此，我們選用以此方法作為臭氧濃度定性分析的實(shí)驗(yàn)方法。用此實(shí)驗(yàn)來說明影響近地面臭氧濃度的因素。,靛藍(lán)二磺酸鈉分光光度法,我們將通過精確的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)，來確定我們身邊臭氧濃度的數(shù)值。,實(shí)驗(yàn)方法的選擇,靛藍(lán)簡(jiǎn)介,安全數(shù)據(jù),靛藍(lán)二磺酸鈉分光光度法,實(shí)驗(yàn)步驟： 第一部分：試劑的配制與標(biāo)定： 1.配制溴酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液 用分析天平精確稱取溴酸鉀1.3918g。經(jīng)180烘兩小時(shí)后,溶于水,稀釋之至500ml 2.配

9、制靛藍(lán)二磺酸鈉儲(chǔ)備液。 稱取0.25gIDS溶于水，稀釋至500ml，存放在棕色試劑瓶?jī)?nèi)，室溫暗處存放24h后標(biāo)定。標(biāo)定后的溶液冰箱內(nèi)可穩(wěn)定一月。 3.配制硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液 稱取26克硫代硫酸鈉，并加入0.05克無水碳酸鈉，溶于水后，稀釋至500ml。,靛藍(lán)二磺酸鈉分光光度法,4.配制淀粉指示劑 稱取0.2克可溶性淀粉，加少量水，攪拌至糊狀，再加100ml水，煮沸至澄清，冷卻后待用。臨用現(xiàn)配。 5.標(biāo)定硫代硫酸鈉溶液 稱取0.100.15克重鉻酸鉀，放入碘量瓶中，溶于150ml水，加入2克碘化鉀，待溶解后，加入5ml濃鹽酸，立即加塞搖勻并液封，置于暗處等待5分鐘，再用所配的硫代硫酸鈉溶液滴定

10、，滴至草綠色后加5ml淀粉指示劑，再滴定至翠綠色。連續(xù)3次誤差低于0.17,硫代硫酸鈉溶液標(biāo)定,靛藍(lán)二磺酸鈉分光光度法,6.配制稀硫酸溶液 量取5ml濃硫酸，用玻璃棒導(dǎo)入30ml水中并不斷攪拌。 7.配制溴酸鉀溴化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液 準(zhǔn)確吸取10ml溴酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液，加入1.0克溴化鉀，溶解后轉(zhuǎn)移至100ml容量瓶中，加水稀釋至刻線。 8.配制磷酸鹽緩沖液 稱取6.8克磷酸二氫鉀和7.1g無水磷酸氫二鈉，溶于水，稀釋至1L。,靛藍(lán)二磺酸鈉分光光度法,9.標(biāo)定靛藍(lán)二磺酸鈉儲(chǔ)備液 準(zhǔn)確吸取20mlIDS儲(chǔ)備液于250ml碘量瓶中，加入20ml溴酸鉀溴化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液，再加入50ml水，蓋好瓶塞，于19水浴中加熱

11、，待溶液溫度與水浴溫度相同后，加入5ml稀硫酸，蓋好瓶塞，開始計(jì)時(shí)，稱取1.0克碘化鉀，30分鐘后加入，并立即加塞搖勻，在暗處放置5分鐘后用已標(biāo)定的硫代硫酸鈉溶液滴定，至紅棕色恰好褪去至淡黃色時(shí)，加入5ml淀粉指示劑，繼續(xù)滴定至藍(lán)色褪去呈亮黃色。兩次平行滴定所用硫代硫酸鈉溶液體積之差不超過0.1ml。,靛藍(lán)二磺酸鈉分光光度法,靛藍(lán)二磺酸鈉標(biāo)定,靛藍(lán)二磺酸鈉分光光度法,10.配制IDS標(biāo)準(zhǔn)使用液 將標(biāo)定后的IDS儲(chǔ)備液用磷酸鹽緩沖液稀釋至每毫升相當(dāng)于1.0微克的臭氧,置冰箱可保存二周。 11.配制IDS吸收液 量取25ml標(biāo)定后的IDS儲(chǔ)備液，用磷酸鹽緩沖至1L，存放于棕色試劑瓶中。冰箱內(nèi)貯放可

12、使用一月。,靛藍(lán)二磺酸鈉分光光度法,第二部分：采樣與分析 1.標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 按下表配制溶液,靛藍(lán)二磺酸鈉分光光度法,靛藍(lán)二磺酸鈉分光光度法,繪出曲線，線性回歸：,靛藍(lán)二磺酸鈉分光光度法,2.采樣 用排水法測(cè)得充滿空氣的密封氧氣袋的體積約為32.5L。 在密封氧氣袋后連接雙連打氣球，至采樣點(diǎn)采樣。充滿空氣后關(guān)緊氧氣袋活塞.把細(xì)橡膠管一頭緊套在多孔氣體吸收器，另一頭與氧氣袋相連,陰暗處保存.。 配制40%的吸收液做比色液:用10ml量筒量取4ml吸收液,再慢慢滴入蒸餾水直至10ml,倒入燒杯中混勻后,用表面皿蓋住.，倒入燒杯中，并用表面皿蓋住。 用25ml酸式滴定管準(zhǔn)確滴取9ml吸收液于100m

13、l量筒中，作為反應(yīng)液。把多孔氣體吸收管放入50ml量筒中，使吸收液完全浸沒多孔氣體吸收器。打開氧氣袋的活塞，使通入的氣體速率一定。通入氣體的過程中不斷與40%的吸收液比色。直到反應(yīng)液與40%的吸收液顏色接近時(shí)立即關(guān)閉氧氣袋活塞。用分光光度儀測(cè)定并記錄反應(yīng)液的吸光度A1。然后用排水法測(cè)量氧氣袋中剩余空氣的體積V1 。,計(jì)算臭氧含量,靛藍(lán)二磺酸鈉分光光度法,實(shí)驗(yàn)結(jié)果,采樣點(diǎn)1，格致中學(xué)文印室：0.30mg/m3 采樣點(diǎn)2，延中綠地：0.14mg/m3 采樣點(diǎn)3，教室：0.18mg/m3 采樣點(diǎn)4，經(jīng)硫代硫酸鈉拖過的教室:0.09mg/m3,誤差分析,實(shí)驗(yàn)誤差分析： 標(biāo)定靛藍(lán)時(shí)所用硫代硫酸鈉體積較小，所以誤差相對(duì)較大。 在空氣的采樣及吸收過程中，如測(cè)量氧氣袋的體積,由于實(shí)驗(yàn)條件，器材等因素，我們所用的方法會(huì)產(chǎn)生一定的誤差。,清潔空氣方案,由于日照的因素不是我們所能夠控制的自然條件,對(duì)于氮氧化物的治理以高中的實(shí)驗(yàn)室也難以完成實(shí)驗(yàn),對(duì)于VOC也沒有很好的吸收方法.故我們覺得目前的情況比較難以從影響臭氧循環(huán)的因素上