1校 园 空 气 质 量 监 测综 合 实 验 报 告学 院 环境与资源学院 学生姓名 专 业 环境科学 学 号 年 级 07 级 指导教师 二 00 九年十二月2校园空气质量监测综合实验报告前言：山西大学位于太原市小店区，周围是生活区、商业区结合地段进入冬季采暖期后，校园内空气质量较差为了解校园空气质量状况，故设计了此次实验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 三项主要污染物指标计算空气污染指数（API） ，表征空气质量状况本实验将采用空气污染指数（ API）表征校园空气质量状况TSP 是总悬浮颗粒物的简称按我国现行大气环境质量标准规定，为空气动力学当量直径在100 μm以下的液体和固体微粒的总称微粒的直径在10 μm 以下的（0.1 ～10μm）称为可吸入颗粒物（ ）, 而大于10μ m 小于100μm的微粒因重力作𝑀𝑃10用而易于沉降者称为降尘。
的相对分子质量是64.06，为无色、有强烈刺激必气味的气体，相对密度是𝑆𝑂22.26，1L SO2气体在标准状况下重为2.93g, 在0℃和20℃ 1L 水中，分别能溶解79.8L、 39.4L SO2，熔点为-75.5 ℃，沸点为10.02℃空气中含氮的氧化物有一氧化二氮、一氧化氮、二氧化氮、三氧化二氮等，其中占主要成分的是一氧化氮和二氧化氮，以NOx（氮氧化物）表示氮氧化物主要是对呼吸器官有刺激作用由于氮氧化物较难溶于水，因而能侵入呼吸道深部细支气管及肺泡，并缓慢地溶于肺泡表面的水分中，形成亚硝酸、硝酸，对肺组织产生强烈的刺激及腐蚀作用，引起肺水肿亚硝酸盐进入血液后，与血红蛋白结合生成高铁血红蛋白，引起组织缺氧在一般情况，当污染物以二氧化氮为主时，对肺的损害比较明显，二氧化氮与支气管哮喘的发病也有一定的关系；当污染物以一氧化氮为主时，高铁血红蛋白症和中枢神经系统损害比较明显本次实验为综合性实验，其内容为在环境与资源学院附近进行采样，对 SO2、NO X 和TSP 一小时平均浓度进行测定，并计算空气污染指数（API） 一、实验目的和要求1、 根据布点采样规则，选择适宜的方法进行布点，确定采样频率及采样时间，掌握测定空气中 SO2、NO X 和 TSP 的采样和监测方法。
2、 掌握测定空气中 SO2、NOX 和 TSP 的原理，并能对样品做一些预处理，以便消除干扰3、 设计优化实验方案和操作步骤，分析影响测定准确度的因素及控制方法4、根据三项污染物的监测结果，计算空气污染指数（API） ，确定首要污染物，描述空气质量状况二、空气中 SO2 的测定（一）目的1、掌握本实验用于测定空气中 SO2 常用方法：甲醛吸收—副玫瑰苯胺分光光度法的原 理2、掌握空气中测定 SO2 的干扰因素及其去除的方法二）原理空气中的 SO2 被甲醛缓冲溶液吸收后，生成稳定的羟基甲基磺酸加成化合物，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（PRA）反应，生成紫红色络合物其最大吸收波长为 577nm，用分光光度法测定三）干扰与消除1、臭氧的干扰：采样后放置 20min，让臭氧分解，消除臭氧干扰32、氮氧化物的干扰：放置 20min 后，加入 0.25ml 氨磺酸钠，放置 10min，以消除氮氧 化物3、 金属离子的干扰：加入磷酸和乙二胺四乙酸二钠盐（EDTA）可消除或减小某些金属 离子的干扰四）步骤1、采样：量取 5ml 甲醛吸收液，于多孔玻璃吸收管内，通过橡胶管连接在采样器上（注意大肚口接采样器，以防倒吸） ，在采样点以 0.4L/min 流量采气 30min，并在现场放置一个试剂空白。
采样完毕后，封闭进出口，将样品与空白带回实验室测定并记录现场温度和大气压力 （采样时，要注意采样器的保温筒是否正常工作）2、标准曲线的绘制：取 14 支具塞比色管，分 A、B 两组，每组 7 支比色管，向 A 组比色管中加入 SO2 标液和吸收液，按下表参数配制标准色列 （SO 2 标液浓度为 1 /ml）𝜇𝑔编号 1 2 3 4 5 6 7SO2 标液/ml 0 0.5 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0吸收液/ml 5.0 4.5 4.0 3.0 2.0 1.0 0SO2 含量/ 𝜇𝑔 0 0.5 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0在以上 7 个比色管中依次加入 0.25ml 氨磺酸钠，放置 10ml，再加入 0.25mlNaOH 溶液，在 10ml 里，向 B 组比色管中依次加入 0.5ml 的 PRAA 管加入 NaOH 溶液后，立即混匀，并立即倒入相对应的 B 管中，混匀 （注意，加一管，倒一管，不能等 NaOH 全部加入完毕再倒入 B 管） 。
当室温为 15℃ 时，显色时间为 25min，稳定时间为 25min用 1cm 的比色皿，在 577nm 波长处，以蒸馏水为参比，测定吸光度试剂空白值不应大于 0.050 吸光度以吸光度（扣除试剂空白值）对二氧化硫含量（ ）绘制标准曲线，并回归数值，得该曲线𝜇𝑔的方程式3、样品测定：将采样后的吸收液和空白组放置 20min 后，用洗耳球将吸收液全部吹出并转移到比色管中，以下步骤按标曲的配制方法对样品和空白进行处理，并测出样品和空白的按下式计算空气中 SO2浓度：c=（ 𝐴‒𝐴0） ‒𝑎𝑏∙𝑉0式中：c——空气中 SO2 浓度，mg/ ；𝑚3A——样品试液的吸光度；A0——试剂空白溶液的吸光度；b——标曲的斜率；V0——换算成标准状况下的采样体积，L；a——标曲的截距 （五）数据处理1、现场记录采样地点：环境与资源学院距正门五米空旷平地 温度： T=1℃ 大气压力：P=93.5Pa 流量： 0.4L/min 采样时间：30min2、 标准曲线绘制编号 1 2 3 4 5 6 7SO2 含量/ 𝜇𝑔 0 0.5 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0吸光度 A 0.13 0.14 0.18 0.275 0.357 0.442 0.53A—A0 0 0.01 0.055 0.145 0.227 0.312 0.440 1 2 3 4 5 6-0.0500.050.10.150.20.250.30.350.40.45二 氧 化 硫 含 量/μg吸 光 度曲线函数 Y=0.083x-0.0194 r=0.9973、 样品测定样品吸光度：A=0.25 空白吸光度： 杯差： 0.005𝐴0=0.066𝑉𝑡=0.4𝑚𝑖𝑛/𝐿×30𝑚𝑖𝑛=12𝐿𝑉0=𝑉𝑡 273273+𝑡∙ 𝑃 101.325=12× 273273+1× 93.5101.325=11.033𝐿𝑐=(𝐴‒𝐴0)‒𝑎𝑏∙𝑉0 =(0.25‒0.066)‒(‒0.0194)0.083×11.033=0.22𝑚𝑔/𝑚3(六）结果与讨论1.数据分析在 20℃时，标准曲线的斜率 b 为 0.190±0.003，要求截距 a≤0.008,如果斜率达不到要求，应检查蒸馏水及试剂质量，重新配制吸收液。
温度低于 20℃时，标准曲线的斜率降低我们测得的斜率偏小，可能是因为温度不够，截距符合要求2、注意事项：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，最好用恒温水浴控制显色温度采样吸收液温度为 23—29℃，才能保证较好的吸收效率；②A 管倒向 B 管时要迅速、完全；③样品和室温差距不能超过 3℃，标线与样品温差不能超过 2℃；④六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；⑤所用过的比色皿和比色管要在用完后立即洗净，否则会使杯差变大 ⑥六价格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，若已用此洗液洗过，则需用(1+1)盐酸溶液浸洗，再用水充分洗涤 ⑦用过的具塞比色管及比色皿应及时用酸洗涤，否则红色难于洗净具塞比色管用5(1+4)盐酸溶液洗涤，比色皿用(1+4)盐酸加 1/3 体积乙醇混合液洗涤 ⑧四氯汞钾溶液为剧毒试剂，使用时应小心，如溅到皮肤上，立即用水冲洗使用过的废液要集中回收处理，以免污染环境3、结果分析：空气中 SO2日平均浓度为 0.22mg/ ，低于大气环境质量标准（GB3095-2001 环境空气𝑚3质量标准）中二级标准的小时平均浓度限值 0.50mg/ 。
属于二级标准𝑚3空气SO2中主要来自燃煤产生的废气SO2和水作用 生成亚硫酸，故称为亚硫酸酐，它有还原剂的作用，也有氧化剂的作用，但氧化性不如还原性突出.空气中的SO2与雨水结合并进一步氧化后，形成酸性降雨酸雨（pH≤5.6 ）对室外的金属材料有很强的腐蚀作用，危害极大空气中SO2还可被降尘吸附形成酸性降尘空气中SO2含量高的地区，还能造成地表水的酸化和土壤呈酸性，妨碍农作物的生长发育三、空气中 NOx 的测定（一）目的1、掌握本实验中空气中 NO2测定的常用方法—盐酸萘乙二胺分光光度法的原理；2、掌握空气中测定 NO2 的干扰因素及其去除方法二）原理用冰乙酸、对氨基苯磺酸和盐酸萘乙二胺配成吸收液采样，空气中的 NO2被吸收转变成亚硝酸和硝酸在冰乙酸存在条件下，亚硝酸对氨基苯磺酸发生重氮反应，然后再与盐酸萘乙二胺偶合，生成玫瑰红色偶氮染料其颜色深浅与气样中 NO2浓度成正比，因此，可用分光光度法测定最大吸收波长为 540nm但是吸收液吸收空气中的 NO2后，并不是100%的生成亚硝酸，还有一部分生成硝酸，计算结果时需用 Saltzman 实验系数 f 进行换算三）干扰与消除1、臭氧的干扰：采样瓶进气口处要连接 15cm 左右的硅胶管，消除臭氧干扰；2、空气中 SO2含量是 NOx10 倍时无干扰，为 30 倍时负干扰，故一般可忽略。
四）步骤1 采样：量取 5.0ml 吸收液于多孔玻板吸收管中（棕色） 将吸收瓶的大肚口与采样器相连，以 0.4L/min 流量采气 60min，注意要避光采样，记录现场温度和大气压力在现场放置一个试剂空白采样完毕后，封闭进出口，带回实验室测定2、标曲的绘制：取 6 支具塞比色管，按下列参数和方法配制 NO2ˉ标准色列.(NO2ˉ标液浓度 5µg/ml)编号 1 2 3 4 5 6NO2ˉ标液/ml 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0双蒸水/ml 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0吸收原液/ml 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0NO2ˉ含量/µg 0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0加完试剂后，放在避光处显色 20min（室温 20℃以下放置 40min 以上） 用 1cm 比色皿于波长 540nm 处以双蒸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：采样后将样品与空白于暗处放置 20min 后，用洗耳球将液体全部吹出并移入比色管中，按照绘制标准曲线的方法。