2023年校园空气质量监测实验报告

校园空气质量检测综合实验报告学院学生姓名专业学号年级指导老师2023/12/2校园空气质量监测基于我国城市空气以煤烟型污染为主的现状,规定用ＳO2、NOx和ＴＳP三项重要污染物指标计算空气污染指数(API）,表征空气质量状况。一、实验目的和规定1、根据布点采样原则,选择适宜方法进行布点,拟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、预习教材第三章中的相关内容，在预习报告中列出实验方案和操作环节,分析影响测定准确度的因素及控制方法。二、空气中SO2的测定测定空气中SＯ２常用方法有四氯汞盐吸取一副玫瑰苯胺分光光度法、甲醛吸取一副玫瑰苯胺分光光度法和紫外荧光法等。本实验采用甲醛吸取一副玫瑰苯胺分光光度法。（一)实验目的1．掌握加权缓冲溶液吸取--盐酸副玫瑰红本案分光光度法测定大气中ＳＯ２的方法原理2．掌握大气采样及吸取液采集大气样品的操作（二)实验原理空气中的二氧化硫被甲醛缓冲液吸取后,生成稳定的羟基甲磺酸加成化合物，加入氢氧化钠溶液使加成化合物分解,释放出ＳO２与盐酸副玫瑰苯胺反映,生成紫红色络合物，其最大吸取波长为５７7nm，用1cm的比色皿以蒸馏水为参比测定吸光度。(三)干扰与消除1.臭氧：臭氧具有氧化性,易将释放的SO2氧化，影响测定结果。放置２0mｉn后，使臭氧自行分解2.氮氧化物：加氨磺酸钠进行掩蔽３.温度、酸度、显色时间：影响显色时间。标准溶液和试样溶液操作条件应保持一致。4.Fｅ2+等金属离子:.Fe２+具有一定的还原性，且有也许以盐酸副玫瑰苯胺形成络合物影响测定。当.Fｅ２+含量为３0—60mg／l,加入环已二胺四乙酸钠盐掩蔽铁，或用磷酸代替盐酸配制副玫瑰苯胺使用液掩蔽金属离子的干扰。(四)测定环节1．采样：用移液管准确移取5mｌSO2吸取液加入多孔玻璃吸取管内。调整好采样器的流量,然后将吸取管的大肚口一端与空气采样器相连,以０．４Ｌ/min的流量采样60miｎ,采样时记下当时的温度和气压。２.标准曲线的绘制：（1)取14支1０ｍL具塞比色管，提成A,B两组，编号，A组按表配置标准色列加入溶液012３４561．0μg／mLＳO2标准使用溶液(mL)00.501.002.０03．004.00５.00吸取液(mL)5.０04.5０４．０03.002.0０1.000二氧化硫含量(μg)0０.5１.０2.03.04.05.0标准色列配好后再向各管中分别加入0.２5ml氨磺酸钠溶液,放置10min。(２）在B组各管中加入0.5ml盐酸副玫瑰（PRA)使用溶液(3）１0miｎ后在A组各管分别加入0.２5mlNaＯＨ，混匀，立即倒入相应的盛有PRA使用液的B管中,立即加塞混匀，计时。(4)显色时间一到立即在5７7nm处，用1ｃm比色皿，以水为参比测定吸光度3．样品测定（1)将采样后的吸取液放置20min（2)2０ｍin后，将吸取管中样品所有转移到1０ml比色管中(3）其余环节按照绘制曲线的操作环节进行测定4.数据解决C(SＯ2,mg/m3)=(A-A0－a)*n/b*VN式中：A－-－----－-－－样品溶液的吸光度A0----－-－-－-－-----试剂空白溶液的吸光度a-----------标准回归线的截距b-----－－----标准回归线的斜率VN-------－---－-换算成标准状况下的采样体积ｎ---－----－--－稀释倍数(五)数据解决杯差:0．0０2ＳO２的含量／μg0０.51.0２.03.０4.0５．0吸光度值0．0980．16１0.2220.284０.3480.4080.470减去空白的吸光度值００.０630.12４0．1８60.25１0.3100.３７2采集样品室的压强:Ｐ=９4.０kpa温度：Ｔ=２7３－3=2７0K采样地点：环资学院前采样流量:0.4L/miｎ采样时间:１ｈ稀释倍数n=2样品吸光度A=0．326空白吸光度A0==0.１73VＮ=0.4*60＊(２73／２70)*（9４/１01.325)=22.512４C（SO2,mｇ／m3)＝(0.３２6-0．173-０.0725)/22.5124*０.0207*2=0.３４５4mg/m3(六)分析在实验过程中尽量由一个人完毕实验,可以尽量减少误差,特别在测定读数上。样品的测定和标准线的测定应在同一台分光光度计上,否则测的数据没有可比性。实验时要把握好时间。三、空气中NOx的测定（分光光度法)测定空气中NOx广泛采用的方法是分光光度法和化学发光法。化学发光法一般用于连续自动监测。（一)实验目的1．掌握N－(1-萘基)乙二胺盐酸盐分光光度法测定大气中NO2的方法原理。2.掌握大气采样机吸取液采集大气样品的操作。(二)实验原理空气中的氮氧化物重要以ＮＯ和NO2形态存在。测定期将NO氧化成ＮＯ2，用吸取液吸取后,一方面生成亚硝酸和硝酸。其中,亚硝酸与对氨基苯磺酸发生重氮化反映，再与N-(1－萘基)乙二胺盐酸盐作用，生成紫红色偶氮染料，根据颜色深浅比色定量。由于NO２(气)不是所有转化为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)。按照氧化ＮＯ所用氧化剂不同,分为酸性高锰酸钾溶液氧化法和三氧化铬－石英砂氧化法。本实验采用前一方法。（三)干扰与消除1．臭氧：臭氧具有氧化性,影响测定结果产生干扰,一般放置1５mｉn即可,让其自行分解。2．SO2:当SO2浓度为NO２的浓度的30倍以上时,有干扰。当SＯ2浓度为ＮO２的浓度的10倍左右时或更小时则无干扰。在吸取管前加一个除装置(四）实验环节１.采样：用移液管移取４mｌ吸取液和１ml蒸馏水与棕色多孔玻璃板吸取管中，调整好大气采样器的流量,将吸取管与采样器连接。以0.4L/miｎ２．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：ＮO2-标准溶液色列管号０12３４5亚硝酸标准使用溶液(ｍL）00.200.40０.6０0.8０1．0０双重水(mL）１.000.8０0.600.４０0.20０吸取原液(ｍＬ)4.００4．004．00４.004.0０４.00NO2-浓度(μg／mL）０0.１00.２00.300.4００.50亚硝酸根含量（μg)01.０02.003.00４.０05.00将各管溶液混匀,于暗处放置20min(室温低于２0℃时放置4０min以上）,用1cm比色皿于波长5４0nm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２0miｎ（室温20℃以下放置40min以上)后,用水将吸取管中吸取液的体积补充至标线，混匀,按照绘制标准曲线的方法和条件测量试剂空白溶液和样品溶液的吸光度，按下式计算空气中NＯx的浓度：４.计算Ｃ（NO2,ｍｇ/m３)=(Ａ-A0-a)/b*f*V0式中:ＣＮOx—空气中ＮＯx的浓度(以NO2计，mg/ｍ3)；A、Ａ0—分别为样品溶液和试剂空白溶液的吸光度；b、a—分别为标准曲线的斜率(吸光度·mL／μｇ)和截距;V0—换算为标准状况下的采样体积(L)；ｆ—Saｌtzman实验系数，0．８8(空气中NOx浓度超过0.72０mg/ｍ3时取0.77)。(五）数据解决杯差:0．001亚硝酸含量／μg01．0０２.0０３.0０4．005.00吸光度0.0250.２0４0．4０20．5710.7480．934减去空白的吸光度00.17９０.３7７0.５460.7２30.９０9采集样品室的压强：P=93.28kｐa温度:Ｔ=2７3+２.5＝2７5．５Ｋ采样地点：环资学院前采样流量:0.4L/min采样时间：１h样品吸光度A=0.３76空白吸光度Ａ0==0.0４0V０＝0．4*60＊(273/275.5)＊(93.28／1０１.32５）=21.８９3９LC（NO2,mｇ/ｍ３)＝(0．３76-0.040-0.00２４)／0.１8１3*0.88*21.893９=0.089３7mg/m3(六）分析实验过程的标准曲线应尽量由一个人完毕，减少误差。实验过程中应把握好机器的采样时间,由于采样体积有较大的影响，是本实验的最大误差来源。四、空气中总悬浮颗粒物（TSP)的测定(一)实验目的１．掌握重量法测定大气中的TSP方法原理2.掌握大气采样气的操作（二）实验原理目前测定空气中TSP含量广泛采用重量法,其原理基于：以恒速抽取定量体积的空气,使之通过采样器中已恒重的滤膜，则TSＰ被截留在滤膜上，根据采样前后滤膜重量之差及采气体积计算TSP的浓度。该方法分为大流量采样器法和中流量采样器法。本实验采用中流量采样器法。（三)干扰与消除1．湿度、温度：湿度过大或有较大变动会使滤膜乘凉不准确。采样前采样后称量滤膜时应将其放在恒温恒湿箱中平衡24h可消除干扰。2.滤膜：滤膜有缺陷或者破损会采集到较大颗粒粒径的颗粒导致干扰。用X光看片机检查滤膜是否有缺陷,若有进行更换。(四)测定环节1．用孔口流量计校正采样器的流量；2．滤膜准备:一方面用X光看片机检查滤膜是否有针孔或其他缺陷,然后放在恒温恒湿箱中于１5~30℃任一点平衡２4h,并在此平衡条件下称重(精确到0.1mg)，记下平衡温度和滤膜重量，将其平放在滤膜袋或盒内。3.采样:取出称过的滤膜平放在采样器采样头内的滤膜支持网上(绒面向上）,用滤膜夹夹紧。以1００L/min流量采样1小时，记录采样流量和现场的温度及大气压。用镊子轻轻取出滤膜,绒面向里对折,放入滤膜袋内。4.称量和计算：将采样滤膜在与空白滤膜相同的平衡条件下平衡2４h后，用分析天平称量(精确到0.1mg),记下重量(增量不应小于１0ｍg)，按下式计算TＳP含量：ＴSP含量(μg/m3)=（W1-W0）*１０９/Ｑ*ｔ式中:Ｗ1—采样后的滤膜重量(g）;W0—空白滤膜的重量(g)；Q—采样器平均采样流量(L/ｍｉn)；t—采样时间(miｎ）。(五)数据解决采集样品室的压强：P=93．28kpa温度：T=273+2.５=２7５．5K采样地点：环资学院前采样流量:１00LＴＳＰ滤纸吸前的重量:0．3８24gTSP滤纸吸后的重量:0．３87８gQ=１０0＊6０*（273/275．5)*(93.28／101.３2５)=5４73.5LTSP含量(μg/m3)=（0.３878-0.3８２4）*１09/54７3.5=986μg/ｍ3＝0.９86mg/m3(六）分析该实验对滤膜规定较高，采样之前要使其质量稳定,防止因水分过多而影响称量的准确性，由于采样所采集的悬浮物自身质量就很小的。安装、卸下滤膜尚有也许是滤膜受力不均而破裂,因此要非常的小心，否则实验数据也许不能使用。五、空气污染指数(AＰI)计算空气污染指数相应的污染物质量浓度限值空气污染污染物质量浓度的限值/(mg/m3)指数(ＡPI)SＯ2（日平均)NＯ２（日平均）PM10(日平均)ＣO（日平均）O３（日平均)ＴＳP500.05０0.0800.０５050.１２00.12０1０0０.1５00.１２00.150100.2000.3０0２000.８00０.2800.350600.40０0.5003001.6000.５６50.420900.8000.628４002.1０00.７500.50０12０１.00０0.８7５５０0２.6200.94０0．60０1５0１.２001.０00注：由于ＴSP无小时均值，故采用日均值。C（SＯ2，mg／m3)=(Ａ-A0-a)*n/b*VＮ＝(0.３26-０.173-0．07２5）/2２.５124*0.0２０7*２=0.3454ｍg/m3C（NO2，mg/ｍ3）=(A-A0－a)/b*f＊Ｖ0=（0.37６-0.０４0-０.002４）/０．１813＊0．８8*２1.8９３９=０.08937ｍｇ/m３TSＰ含量(μg/m３)=(W1-W0)*１09/Q*t=(０．３878-0.3824)*1０９/５4７３.5=986μg/ｍ3=0.９８6mg／m3APＩ计算式中：Pi、Ii——第i种污染物的质量浓度和污染分指数;Pi，j、