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文档简介
1、 理工大学环境检测实验报告 实验名称: 校园环境空气质量测定 姓 名: 学 号: 201 班 级: 环境工程卓越132 组 号: 第一组 实验日期: 2015-11-26 指导教师: 邓春玲 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,掌握测定空气中的SO2、NOx、PM10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,掌握环境监测理论和实验环节,通过课堂教学与实验教学结合,培养学生的组织能力、动手能力、培养分工合作、互相配合和团结协作的精神以及综合分析与处理问题的能力。
2、2 环境监测方案2.1监测资料的收集昆明理工大学呈贡校区位于云南省昆明市呈贡区,呈贡区空气质量常年保持良好及以上,极少出现轻度或重度污染状况,在全市空气质量排行榜中始终占据前两席。整体空气质量呈现良好态势。2.2 理工大学呈 区南片区环境空气质量监测布点图监测地点如图为恬园七个地点,分别是:学生宿舍I,食堂,交通学院,环工学院,学生宿舍2,农工学院,化工学院。人口分布于楼内,街道,大约在1.1万人。车辆(轿车,摩托车)流量在2000辆左右,测量天气为雨天 。监测点:学生宿舍2;监测点:食堂 监测:环工学院监测:交通学院; 大学呈贡校区南片区环境空气质量监测布点图 图1 昆明理工大学呈贡校区南片
3、区平面图本次监测数据取自监测点:学生宿舍2;2.3监测因子SO2、NOx、PM102.4采样时间和频率按照环境空气质量监测技术规范,SO2、NOx日平均值的数值有效性规定为:每日至少有18h的采样时间;PM10日平均值有效性规定为:每日至少有12h的采样时间。本次实验考虑以教学为主,根据实际情况每日采样时间调整为3h。2015年11月26日(1)8:30 到达监测点 (2)9:15-10:00 第一时段(3)10:30-11:15 第二时段 (4)11:45-12:30 第三时段(5)13:00-13:45 第四时段 2.5采样流量 表1 各因子监测流量SO2NOxPM10TSP0.5L/mi
4、n0.3L/min100L/min100L/min2.6准备工作A. 样品准备1. 称量滤膜:(1) 每组5个*2=10个 ;(2)称量;(3)封装:PM10。2. 装吸收液(1) SO2吸收液KHgCI4 5ml;(2) NOx吸收液1+4吸收液5ml;(3) 贴胶布,封好套管。3. 带好CrO3氧化管B.仪器准备1. TH-150CIII型大气综合采样器两套2. PM10切割器一套3. 镊子4. 电源线2.7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采集;SO2:多孔筛板吸收管(2) 颗粒物:用采样器和切割器采样,用滤膜收集样品。采
5、样前,滤膜要求恒重。2. 样品的保存和运输(1) 对气态的样品,在阳光强烈的天气,应避免遇光分解;(2) 对颗粒态样品,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,带回天平室称重。(一)大气中SO2的测定1 实验原理 采用盐酸副玫瑰苯胺分光光度法测定:空气中的SO2被四氯汞钾溶液吸收后,生成稳定的二氯亚硫酸盐络合物,该络合物再与甲醛及盐酸副玫瑰苯胺作用生成紫色络合物,其颜色深浅与二氧化硫浓度呈正比。2 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2. 大气采样器3. 分光光度计3 试剂1. 重蒸馏水2. 0.04M TCM吸收液3. 0.6%氨基磺
6、酸铵溶液4. 0.2%甲醇溶液5. 0.1N碘储备液6. 0.01N碘溶液7. 淀粉指示剂8. 0.1000N碘标液9. 0.1N硫代硫酸内贮备液10. 0.01N硫代硫酸钠溶液11. 二氧化硫标液12. 0.2%盐酸副玫瑰苯胺溶液13. 0.016%对品红使用液14. 1M 盐酸溶液15. 3M磷酸溶液16. 1M 醋酸-醋酸钠缓冲溶液4 采样5 步骤1. 标准曲线的绘制取八支10毫升比色管,按下表配置标准色列。表2 标准色列表 管号01234567二氧化硫标准溶液00.601.001.401.601.802.202.70四氯汞钾溶液5.004.404.003.603.403.202.802
7、.30二氧化硫含量01.22.02.83.23.64.45.40.6%氨基磺酸钠溶液0.50.50.50.50.50.50.50.50.2%甲醛溶液0.50.50.50.50.50.50.50.50.016%对品红作用液1.501.501.501.501.501.501.501.502. 样品测定样品中若有浑浊物,应离心分离除去。样品放置20min,以使臭氧分解。将吸收管中的吸收液全部移入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。加0.50ml0.6%氨基磺酸钠溶液,摇匀,放置10分钟以去除氮氧化物的干扰。6 计算SO2=(A-A0)-a/b*Vr
8、0; 式中: A样品溶液的吸光度 A0试剂空白溶液的吸光度 b回归方程式的斜率 A-回归方程的截距 Vr换算成参比状态下的采样体积 本方法相关系数应大于0.999。(二) 大气中氧化氮的测定1 实验原理 采用盐酸萘乙二胺分光光度法测定:用冰乙酸、对氨基苯磺酸和盐酸萘乙二胺配成的吸收液采样,空气中的 NOx被吸收转变为亚硝酸和硝酸。在冰醋酸存在的条件下,亚硝酸与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,其颜色深浅与氮氧化物浓度呈正比 ,因此可以用分光光度法测定2 实验
9、仪器1. 多孔筛板吸收管2. 大气采样器3. 双球玻璃管4. 分光光度计3 实验试剂1. 重蒸馏水2. 吸收液3. 三氧化铬4. 亚硝酸钠标准贮备液5. 亚硝酸钠标准液4 采样5 步骤1. 标准曲线的绘制取7支10毫升比色管,按下表配置标准色列: 管号0123456NOx标准溶液(ml)00.100.200.300.400.500.60吸收原液(ml)4.004.004.004.004.004.004.00水(ml)1.000.900.800.700.600.500.40NO2含量(微克)00.51.01.52.02.53.02. 样品测定采样后,放置15min,将吸收液转入比色皿中,测吸光度
10、。6 计算氧化氮=(A-A0)-a/b*Vr *0.76 式中: A样品溶液的吸光度,A0试剂空白溶液的吸光度 b回归方程式的斜率,a-回归方程的截距 Vr换算成参比状态下的采样体积 0.76-参数本方法相关系数应大于0.99。(三) PM10的测定1 实验原理 采用重量法测定:使用安装有大粒子的大流量采样器采样,将 PM10收集在已恒重的滤膜上,根据采样前后滤膜重量之差及采气体积,即可计算出 PM10的质量浓度。2 实验仪器大气采样器,滤膜,天平,镊子及装滤纸带3 采样4 称量及计算将采样前的空
11、白滤膜及采样后的样品滤膜置于天平室内,各袋分开放置,不可重叠。平衡24h,称量。PM10(毫克/立方米)=(W-W0)*1000/Vr式中:W-样品滤膜重量,W0-空白滤膜重量Vr-换算为参比状态下的采样体积3 数据记录及处理1、采样原始数据的记录采样时段9:15-10:0010:30-11:1511:45-12:3013:00-13:45NO2吸光度0.0630.0370.0790.037SO2吸光度0.0810.1130.0550.087PM10测量前质量(g)0.32710.32430.32490.3225测量后质量(g)0.32720.32440.32500.3228采样温度()991
12、012采样压力均为81.7 KPa,平均温度为102、数据分析工作(1)NOX的测定NOX标准曲线 管号0123456NO2标准溶液(5/ml)(ml)0.000.100.200.300.400.500.60吸收原液(ml)4.004.004.004.004.004.004.00水(ml)1.000.900.800.700.600.500.40NO2含量()0.00.51.01.52.02.53.0校正后的吸光度10.0170.0650.0150.2520.3250.4040.474校正后的吸光度20.0060.1140.1710.260.3490.4150.451校正后的吸光度30.0170
13、.0860.1640.2420.3170.4110.476 相关系数=0.9961 测量结果采样条件流量F(L/min)=0.3 L/min时间t(min)=45min体积V(L)=Ft=13.5L温度()=10大气压强P(KPa)=81.7 KPa按照公式:则换算成参比状态下的采样体积为: Vs(L)=10.50L测量结果由 氧化氮(NO2毫克/立方米)=,得采样时段9:15-10:0010:30-11:1511:45-12:3013:00-13:45吸光度0.0630.0370.0790.037空白值0.0020.0090.0020.006氮氧化物浓度0.015120.00560
14、10.014680.005601数据计算依据公式:氧化氮=(A-A0)-a/b*Vs*0.76 得各个时段氮氧化物平均浓度Vs=81.7*13.5*273/101.3*284=10.47以第一组为例:氧化氮=(A-A0)-a/b*Vs*0.76=(0.063-0.002)-0.011/0.778*0.76*10.47=0.01512(2)SO2的测定SO2标准曲线管号01234567SO2标准溶液(2/ml)(ml)0.000.601.001.401.601.802.202.70四氯汞钾(ml)5.004.404.003.603.403.202.802.30二
15、氧化硫含量()0.01.22.02.83.23.64.45.40.6%氨基磺酸溶液0.50.50.50.50.50.50.50.50.2%甲醛溶液0.50.50.50.50.50.50.50.50.016%对品红作用液1.501.501.501.501.501.501.501.50吸光度10.0800.1080.1470.1730.2030.2130.2520.293吸光度20.0580.1020.1350.1610.1900.2010.2340.2655吸光度30.0810.1150.1520.1820.2130.2140.2530.297二氧化硫标准曲线相关系数=0.996 采样条件流量F
16、(L/min)=0.5 L/min 时间t(min)=45min体积V(L)=Ft=22.5L温度()=10大气压强P(KPa)=81.7 KPa按照公式:则换算成参比状态下的采样体积为: Vr(L)=17.50L测量结果由 二氧化硫(SO2毫克/立方米)=,得采样时段9:15-10:0010:30-11:1511:45-12:3013:00-13:45样品吸光度0.0810.1130.0550.087空白值0.0090.0020.0020.006SO2浓度0.0062710.0146-0.000490.007832 测量结果数据计算依据公式:SO2=(A-A0)-a/b*Vr
17、60;得到各个时段SO2浓度以第一组为例:Vr=0.3*45*81.7*273/(101.3*284)=9.09SO2=(A-A0)-a/b*Vr=(0.081-0.008)-0.056/0.295*9.09=0.006271 (3)记录并计算PM10由 PM10(毫克/立方米)=,得测量前质量(g)0.32710.32430.32490.3225测量后质量(g)0.32720.32440.32500.3228差值0.00010.00010.00010.0003PM10(mg/m3)0.02870.02870.02870.0870小时均值浓度0.03830.03830.03830.1160 数
18、据处理过程: T1=9oC;T2=9oC; T3=10oC; T4=12oC t=45min;V0=100×45=4500L=4.5m3; P=81.1KPa第一时段:第二时段:第三时段:第四时段: (3)校园空气质量汇总表28 SO2监测结果统计/(mg/m³)编号测点样品数日平均值浓度范围超标率/最大值超标倍数第一组学生宿舍区40 0.01460%0第二组食堂40 0.00780%0第三组环工楼40.0096 0.02190%0第四组交通楼40.00069 0.005280%0GB 3095-2012 二级标准500ug/m3 表29 NOx监测结果统计/(mg/m
19、179;)编号测点样品数日平均值浓度范围超标率/最大值超标倍数第一组学生宿舍区40.0056 0.015120%0第二组食堂4 0.0056 0.015120%0第三组环工楼40.0078 0.03790%0第四组交通楼40.00236 0.008770%0GB 3095-2012 二级标准250ug/m3表30 TSP监测结果统计/(mg/m³)编号测点样品数浓度范围超标率/最大值超标倍数第一组学生宿舍区40.03824 0.11590%0第二组食堂40.03824 0.11590%0第三组环工楼40.012640.040700%0第四组交通楼40.0387 0.19120%0GB
20、 3095-2012 二级标准300 ug/m3(4)各污染物浓度的日变化图;氮氧化物:二氧化硫:TSP:(注:时间段1.2.3.4分别表示09:1510:00、10:3011:15、11:4512:30、13:0013:45)四.综合分析综合以上实验数据,得出以下结论:1. (一)空气质量级别空气污染指数(API)污染分指数:Ii=(Pi-Pi,j)(Ii,j+1-Ii,j)/(Pi,j+1-Pi,j)式中:Pi,Ii-第i种污染物的质量浓度和污染分指数 Pi,j,Ii,j-第i种污染物在j转折点的质量浓度限值和污染物分指数 Pi,j+1,Ii,j+1-第i种污染物在j+1转折点的质量浓度限值和污染物分指数SO2平均质量浓度:7.18*10-3mg/m3NO2平均质量浓度:0.0410 mg/m3PM10平均质量浓度:0.0433 mg/m3PM10平均质量浓度:0.0433 mg/m3远远低于50,因此昆明理工大学呈贡校区宿舍监测点空气污染指数<502. 空气质量级别 优,一级(2)
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