环境检测实验报告.docx
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环境检测实验报告
实验四校园环境空气质量监测综合实验
班级：
环科07
学号：
200710702114
姓名：
童涛柱
一、实验目的和要求
1、根据布点采样原则，选择适宜方法进行布点，确定采样频率及采样时间，掌握测定空气中SO2、NOx、TSP、PM10的采样和检测方法。
2、根据三项污染物监测结果，计算空气污染指数（），描述空气质量状况。
3、掌握环境监测理论和实验细节，通过课堂教学与实验，培养学生组织能力、动手能力，培养分工合作、和团结协作的精神以及综合分析与处理问题的能力。
二、方法
1．二氧化硫：
盐酸副玫瑰苯胺法
2．二氧化氮：
盐酸萘乙胺比色法
3．总悬浮物：
重量法
三、环境监测方案
（一）监测资料收集
了解昆工莲华校区环境空气质量现状，根据区域的位置和功能，调查区域内居住的人口数量、分布状况（教学区、学生宿舍区、教职工宿舍区）、空气污染源情况：
燃煤锅炉、其他生活燃气、汽车。
（二）监测因子
SO2、NOx、TSP、PM10
（三）采样布点
布点状况见表。
（1）环工楼
（4）A幢
（2）行政楼
（5）男生院
（3）主楼----北门
（6）女生院
（四）采样时间及频率
1、2009年12月19日
（1）、8:
00～9:
00
（2）、10:
00～11:
00（3）、12:
00～13:
00
（4）、14:
00～15:
00（5）、15:
30～1630
5个时段，每隔1小时采一个小时。
2、采样流量
SO2
NOx
TSP
0.5L/min
0.3L/min
100L/min
（六）、准备阶段
a：
样品准备
1、称量滤膜：
（1）每组5个×10=60个，第①、②、⑥组多5个×3=18个；
（2）称量；
（3）封装：
PM10。
2、装吸收夜：
（1）SO2吸收液KHgCl45ml；
（2）NOx吸收液1＋4吸收液5ml；
（3）贴胶布，封好套管。
3、带好CrO3封氧化管。
b：
仪器准备
1、KC-6120型大气综合采样器
2、TSP切割器
3、PM10采样器切割器一套：
第①、②、③组
4、温度计
5、镊子
6、电源线
（七）、采样工作
1、采样方法
（1）气态污染物：
用大气采样器和液体吸收剂的浓缩采样法，用气泡吸收管进行样品的采集；
（2）颗粒物：
用采样器和切割器采样，用滤膜收集样品。
采样前，滤膜要求恒重。
2、样品的保存和运输
（1）对气体状态的样品，在阳光强烈的天气，应避免遇光分解；
（2）对颗粒状的样品，采集完毕，应将滤膜吸尘的一面朝里对折两次，成扇形，放在滤膜袋里，带回天平室恒重。
（八）、分析工作
按照国家环保总局规定的《空气和废气分析方法》进行。
1、NOx的分析
I
II
III
时段
9:
00～11:
00
13:
00～15:
00
16:
00～18:
00
内容
NOx标准曲线的绘制，样品吸光度的测定
2、PM10、TSP的分析
重量法，第二周称重。
3、SO2的分析
（1）SO2的标准曲线的绘制；
（2）样品吸光度的测定
I
II
III
测定时间
星期五（第二周）
星期五（第二周）
星期三（第三周）
（九）、数据处理和统计
1、采样流量的换算
（1）刻度换算；
（2）换算成标准状态。
2、计算各段、各污染物的浓度
3、统计
（1）检出率
（2）超标率
（3）超标倍数
4、分析结果的表示
监测点名称
污染因子
SO2
NOx
TSP
PM10
1
浓度（mg/m3）
超标倍数
2
浓度（mg/m3）
超标倍数
3
浓度（mg/m3）
超标倍数
4
浓度（mg/m3）
超标倍数
5
浓度（mg/m3）
超标倍数
6
浓度（mg/m3）
超标倍数
标准值
5、绘图
（1）污染物浓度日变化图
（2）莲华校区污染物的分布图
6、计算API
计算空气污染指数（API），描述空气质量状况。
实验
（一）大气中二氧化硫测定
（盐酸副玫瑰苯胺法）
一、实验原理
二氧化硫被四氯汞钾溶液吸收后，生成稳定的二氯亚硫酸盐络合物，再与甲醛及盐酸副玫瑰苯胺作用，生成紫红色络合物，比色测定。
主要干扰物为氮氧化物、臭氧、锰、铁、铬等。
加入氨基磺酸氨可消除氮氧化物的干扰，采样后放置一段时间可使臭氧自行分解，加入磷酸和EDTA可以消除或减小重金属的干扰。
如在用10毫升吸收液时，69微克铁，10微克锰、10微克铜、22微克矾没有明显干扰。
环境大气中微量氨、硫化物及醛类不干扰。
本法检出限为0.03微克/毫升，当采样10升时，最低检出限为0.015mg/m3.
二、实验仪器
1、吸收管：
多孔筛板吸收管、小型冲击式吸收管或大型气泡吸收管，用于30分钟到1小时；125毫升多孔筛板吸收瓶，应用于24小时采样。
2、大气采样器：
流量范围0—1升/分。
3、分光光度计。
三、试剂
所用水为除去氧化剂的重蒸馏水
1、0.04M四氯汞钾（TCM）吸收液；
2、0.6%氨基磺酸氨溶液；
3、0.2%甲醛溶液；
4、0.1N碘储备液；
5、0.01N碘溶液；
6、淀粉指示剂；
7、0.1000N碘酸标准溶液；
8、0.1N硫代硫酸钠储备液；
9、0.1N硫代硫酸钠溶液；
10、0.2%盐酸副玫瑰苯胺溶液；
11、0.016%对品红作用液；
12、0.016%对品红作用液；
13、1M盐酸溶液；
14、3M磷酸溶液；
15、1M醋酸—醋酸钠缓冲溶液。
四、采样
用多孔筛板吸收管，内装5毫升四氯甲汞吸收液，以0、5L/min流量，采气10—20L，在采样、运送、保存过程中，都应避免阳光直射。
五、步骤
1、标准曲线的绘制
取八支8毫升比色管，按下表配制标准色列
管号
1
2
3
4
5
6
7
8
二氧化硫标液（2ug/L）（mL）
0
0.60
1.00
1.40
1.60
1.80
2.20
2.70
四氯汞钾溶液（mL）
5.00
4.40
4.00
3.60
3.40
3.20
2.80
2.30
二氧化硫含量（ug）
0
1.2
2.0
2.8
3.2
3.6
4.4
5.4
0.6%氨基磺酸溶液
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.2%甲醛溶液
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.016%对品红作用液
1.50
1.50
1.50
1.50
1.50
1.50
1.50
1.50
2、样品测定
样品中若有浑浊物，应离心分离除去。
样品放置20分钟，以使臭氧分解。
将吸收管中吸收液全部移入10毫升比色管，用少量水洗涤吸收管，倒入比色管中，使总体积为5毫升。
再加0、50毫升氨基磺酸氨溶液，摇匀，放置十分钟以除去氮氧化物的干扰，以下步骤同标准曲线的绘制。
3.标准曲线制作和样品分析数据记录表（仅选了相关度最好的一组）
比色管
1
2
3
4
5
6
7
8
测得的吸光度
0.152
0.239
0.306
0.376
0.411
0.440
0.504
0.592
SO2含量（μg）
0.000
1.200
2.000
2.800
3.200
3.600
4.400
5.400
4．用Excel对以上数据进行线性回归，结果如下：
六、计算
数据记录：
样品编号
1
2
3
4
5
采样流量V0（L/min）
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
采样时间t（min）
60
60
60
60
60
采样温度T（K）
289.8
283.9
299.9
298.1
295.2
大气压P（Kp）
81
81
81
81
81
换算为参比状态下的采样体积：
Vr=
式中：
V0—采样流量V0，L/min；
t—连续监测时间，min；
T—采样点温度，℃；
P—采样点大气压，Kp；
算得参比状态下的采样体积Vr及实验室测得样品吸光度如下：
样品编号
1
2
3
4
5
参比状态下的采样体积Vr（L）
24.655
25.167
23.824
23.968
24.204
样品吸光度（A－A0）－a
0.126
0.109
0．042
0.087
0.054
式中：
A―――样品溶液吸光度；
A0―――试剂空白液吸光度；
b―――回归方程式的斜率；b=0.082
a------回归方程式的截距；a=0.146
Vr―――换算为参比状态（25度，760毫米汞柱）下的采样体积，升
时段
8:
009:
00
10:
0011:
00
12:
0013:
00
14:
0015:
00
15:
3016:
30
平均
SO浓度（mg/m3）
0.0623
0．0528
0.0215
0.0443
0.0272
0.0416
注意事项：
1、温度对显色有影响，温度越高，空白越大；温度高时发色快，褪色也快，所以最好
实验
（二）大气中氧化氮（换算为ＮＯ２）的测定
盐酸萘乙胺比色法
一、实验原理
大气中氧化氮包括一氧化氮、二氧化氮等，在测定氧化氮浓度时，先用三氧化铬将一氧化氮氧化为二氧化氮。
二氧化氮被吸收在溶液中形成亚硝酸，与对氨基苯磺酸起重氮化反应，再与盐酸萘乙二胺偶合，生成玫瑰红色偶氮染料，比色测定。
使用称重法校准的二氧化氮参透管配制低浓度标准气体，测得ＮＯ２（气）→ＮＯ２（液）的转化系数为0.76，因此再计算结果时要除以系数0.76。
大气中二氧化氮浓度为氧化氮浓度的10倍时，对氧化氮的无干扰；30倍时，使颜色有少许减退，在城市环境大气中，较少遇到这种情况。
臭氧浓度为氧化氮浓度的5倍时，对氧化氮的测定有干扰，在采样后3小时，使试液呈现微红色，影响较大。
过氧乙酰硝酸兹（PAN）使试剂显色而干扰，再一般环境大气PAN浓度甚底，不会导致显著的误差。
本法检出限001ug/mL,当采样体积为6L时，ＮＯ２最底检出浓度为0.01mg/m3.
二、实验仪器
1、多孔筛板吸收管；
2、大气采样器：
流量范围０－１L/min;
3、双求玻璃管；
4、分光光度计；
三、实验试剂
所有试剂均用不含亚硝酸盐的蒸馏水配制。
检测方法：
吸光液的吸光度不超过0.005。
1、吸收液；
2、三氧化铬————石英砂氧化管；
3、亚硝酸钠标准储备液；
4、亚硝酸钠标准溶液
四、采样
用一个内装５mL采样用吸收液的多孔筛板吸收管，进气口接氧化管，并使管口微向下倾斜，以免潮湿空气将氧化试剂弄湿，污染后面的吸收管。
以0.3L/min分流量，避光采样至吸收液呈浅玫瑰红为止，采气量不少于6L
五、测定步骤
１、标准曲线的绘制
管号
１
２
３
４
５
６
７
ＮＯ２标准溶液
（５ug/mL）（mL）
0
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
吸收原液（mL）
4.00
4.00
4.00
4.00
4.00
4.00
4.00
水 （mL）
1.00
0.90
0.80
0.70
0.60
0.50
0.40
ＮＯ２（ug）
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
摇均，避开阳光直射，放着１５分钟。
用１厘米比色皿，于波长５４０纳米处，以水为参比，测定吸光度。
２、采样后，放１５分钟，将吸收液转入比色皿中，同标准曲线的绘制方法测定吸光度。
3、NOx标准曲线制作和样品分析数据记录表（仅选了相关度最好的一组）
比色管
1
2
3
4
5
6
7
吸光度
00.1
00.92
0.178
0.272
0.364
0.454
0.541
4、根据以上数据制图，并给出标准曲线回归方程及相关系数R值.
根据以上数据绘制标准曲线如下：
六、计算
数据记录：
样品编号
1
2
3
4
5
采样流量V0（L/min）
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
采样时间t（min）
60
60
60
60
60
采样温度T（K）
289.8
283.9
299.9
298.1
295.2
大气压P（Kp）
81
81
81
81
81
换算为参比状态下的采样体积：
Vr=
式中：
V0—采样流量V0，L/min；
t—连续监测时间，min；
T—采样点温度，℃；
P—采样点大气压，Kp；
算得参比状态下的采样体积Vr及实验室测得样品吸光度如下：
样品编号
1
2
3
4
5
参比状态下的采样体积Vr（L）
14.844
15.152
14.344
14.431
14.572
样品吸光度（A－A0）
0.457
0.214
0.162
0.117
0.146
氧化氮（ＮＯ２mg/m3）=
式中：
A―――样品溶液吸光度；
A0――――试剂空白液吸光度；
B―――回归方程式的斜率；
Vr―――换算为参比状态下的采样体积，升；
0．76―――NO2-（气）换为ＮＯ２（液）的系数
计算结果数据
样品编号
1
2
3
4
5
平均浓度
浓度
0．224
0．103
0．082
0．059
0．072
0．108
七、注意事项
1、配制吸收液时，应避免在空气中长时间暴露，以放吸收空气中氮氧化物，日光照射能使吸收液显色，应此在采样、运送、保存过程中，都应避光。
2、氧化管适合于在相对湿度３０―７０％时使用，大于７０％时，应勤换氧化管；小于３０％时，使用前应用经过水面的潮湿空气通过氧化管，平衡１小时。
实验（三）大气中总悬浮物测定
一．实验原理
采集一定体积的大气样品，通过已恒重的滤膜，悬浮微颗粒阻留在滤膜上，根据采样滤膜之增重及采样体积，计算总悬浮微颗粒的浓度。
滤膜有效直径为80mm时，流量为7.2—9.6m3/h;100mm时，流量为11.3—15m3/h,用以上流量采样，线速度为40—53cm/s.
二．实验仪器
1．采样设备：
THC-150III型大气综合采样器；
2．滤膜：
49型超细玻璃纤维滤膜或过氯乙烯滤膜；
3．分析天平；
4．镊子及装滤膜纸袋。
三．采样
1．滤膜准备
将滤膜称量至恒重放入纸袋中，备用
2．采样
将恒重的滤膜用镊子小心取出平放在滤膜采样夹的网板上（事先以擦净）。
若用过氯乙烯滤膜，需揭去衬纸，将毛面向上，以7.2m3/h流量采样。
如测定小时浓度，则每小时换一张滤膜；如果测定日平均浓度，连续采集样品于一张滤膜上。
采样后，用镊子小心取下滤膜，尘面向里，对折两次，叠成扇形，放回纸袋中，并仔细记录采样条件。
采样高度3—5m，若在屋顶上采样，则应距屋顶1.5m，采样点应选择在不接近烟窗、仓料库、施工工地等局部污染源的地方，也不可靠近墙、树木及屋檐的地方。
四、称量及计算
将采样前的空白滤膜及采样后的样品滤膜置于恒温恒湿天平内，各袋分开放置，不可重叠。
平衡24小时后，称量滤膜重量，过一小时再称量，直至恒重。
记录数据如下：
时段
8:
009:
00
10:
0011:
00
12:
0013:
00
14:
0015:
00
15:
3016:
30
滤膜W0（g）
0.3846
0.3900
0.4081
0.4065
0.3874
总重W（g）
0.3859
0.3910
0.4090
0.4077
0.3888
TSP重（g）
0.0013
0.0010
0.0009
0.0012
0.0014
TSP（mg/m3）=（w-w0）x100/vr
式中：
w----样品滤膜重量，克；
w0----空白滤膜重量，克；
vr-----换算为参比状态下的采样体积，立方米
时段
8:
009:
00
10:
0011:
00
12:
0013:
00
14:
0015:
00
15:
3016:
30
平均
TSP（mg/m3）
0.2038
0.1610
0.1483
0.2000
0.2324
0.1891
五、注意事项
1、滤膜上积尘较多或电源电压变化时，采样流量会有波动，应随时检查和调节流量。
2、抽气动力的排气口应放在滤膜采样夹的下方向必要时将排气口垫高，以避免排气将地面尘土扬起。
3、称量不带衬纸的过氯乙烯滤膜，在取放滤膜时，用金属镊子触一下天平盘，清除静电影响。
分析结果的表示
监测点名称
污染因子
SO2
NOX
TSP
女生院
浓度（mg/m3）
0.0416
0．108
0.1891
倍数
0.277
0．7
0.630
标准值（二级）
0.15
0.15
0.30
9、绘图
（1）污染物浓度日变化图
SO2主要来源于锅炉的燃料的燃烧和昆明卷烟厂的燃料的燃烧，10:
0011:
00及下午2：
00—3：
00正是学校各食堂使用的高峰区，由于我们学校常年处于两处的下风向,所以这两个时段的SO2浓度比较高。
NOx物主要来源于汽车尾气，早晨来学校上班的教职工驾驶的轿车大量涌入校园，所以早晨NOx浓度很高。
（十）、计算API
基本计算式：
设I为某污染物的污染指数，C为该污染物的浓度。
则：
式中：
C大与C小：
在API分级限值表（表1）中最贴近C值的两个值，C大为大于C的限值，C小为小于C的限值。
I大与I小：
在下表中最贴近I值的两个值，I大为大于I的值，I小为小于I的值。
污染指数API分级限值表
污染指数
污染物浓度
In
TSP
SO2
NOx
500
1.000
2.620
0.940
400
0.875
2.100
0.750
300
0.625
1.600
0.565
200
0.500
0.250
0.150
100
0.300
0.150
0.100
50
0.120
0.050
0.050
这样我们计算出的API值如下：
监测因子
TSP
SO2
NOx
In
69
58
116
十、总结
1、结论:
由以上监测数据可知，我们学校环工院地带的校园空气质量为二级。
并且还可以看出SO2、NOx、TSP、PM10在不同时段的浓度有所不同，早上8：
00-9：
00和下午4：
00-5：
00浓度偏高，而在其他时段浓度有有所降低。
引起这种浓度变化的原因是：
早上8：
00-9：
00和下午4：
00-5：
00是上下班的高峰期，此时汽车数目明显增多，尾气排放量急剧增加。
早上和下午温度较低，造成污染物不易扩散，也是一个重要的原因。
对策:
2、依据监测污染因子，我们可以得到以下几个对策：
1、减少燃料的使用，尽量使用清洁能源电能；
2、禁止或限制外车辆驶入校园即教学区。
3、增强公众环境意识。
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