环境监测课程设计校园空气质量监测

1、环境监测课程设计校园空气质量监测指导教师：咼林霞 班级：11环境工1班 姓名：学号：组员：1班1组目录、监测背景22、监测目的23、优化布点24、监测计划设计44. 1检测项目44. 2采样时间及频率54. 3采样方法54. 4样品的运送保存104、5检测方法105、数据结果和处理126、综合评价187、收获和体会188、参考资料18监测背景地球上人口在急剧增加，人题济在急速增长，地球上的大气污染也口趋严重。n 前，全球性大气污染问题主要表现在温室效应、酸雨和臭氧层遭到破坏三个 方面。中国大气污染状况也-1分严重，主要呈现为城市大气环境中总悬浮颗粒物浓度 普遍超标；二氧化硫污染保持在较高水平；

2、机动车尾气污染物排放总量迅速增加； 氮氧化物污染呈加重趋势，全国形成华屮，西南，华东，华南多个酸雨区，以华 中酸雨区为重。城市大气污染的主要来源是工业排放和机动车尾气排放，目前人 们谈论的大气中的主要污染物是指二氧化硫(so 2 ),二氧化氮(n02)和总悬 浮颗粒物(tsp)o基于我国城市空气以煤烟型污染为主的现状，规定用so?、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。2监测目的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)

3、,描述空气质量状况。3、预习教材第三章中的相关内容，在预习报告中列岀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。3优化布点为了使监测的数据更具有代表性，本次课设选取了四个地点分别是：草莓园、资 源与环境学院、2栋教学楼、西区路口。一共有8台空气采样器(硅胶)、6台tsp采样器(少2台，1组测完赶紧给2 组) 示意图见附图wr为采样地点住宿（招待所）渝公*11»1k)愉公朗 a公k« r 兰楚大 风洒 «ak*x求x号学生公厲7号学生公k盍北*教52*场13号牡公厲6号学主公g 3$2号学生公富北$a +o医！竹号学主公富5号性公1实北w10号牡公富教

4、工宿舍礼»院大 *«av9号学生公8（mxs*16黔生公寓1靜生公寓畴生公离碍生公寓莘苑8号莘苑7号.qua18大懈公寓f莘苑9号莘苑6号莘苑3号端公朗愉公寓2莘苑5号莘苑4号中百超市1号牡公富莘苑1号zel水实习工厂保卫处附小学第体运动 场馆捷球场收发室教学实验大楼二运动场监球场ar通往机务段方向道路4.监测计划设计4.1监测项目蓝球场河机电楼曦大道南湖南路分9ftx«伞11«| v晨ffl书a1号教学楼喷泉路»7»«是極公動东区食堂 大蛊 厶是林公前h林公期so?、nox和 tsp4. 2采样时间及频率12月10 口，1

5、1 口，12 口进行采样、测定样品2班每天8:00-9:00, 12:00-13:00, 16:00-17:00三个时间、三个指标都要在4个 点取样（统一时间取样），每组一天36个样（2组时间错开，注意错开下课高峰 期），取3天1班每天9:00-10:00, 13:00-14:00, 17:00-18:00三个时间、三个指标都要在4 个点取样（统一时间取样），每组一天36个样（2组时间错开，注意错开下课高 峰期），取3天4. 3采样方法4.3.1 s0?的测定（四氯汞钾溶液吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法）4.3. 1.1实验原理空气屮so?被四氯汞钾溶液吸收后,生成稳定的二氯亚硫酸盐络合物，此

6、络合物再与甲醛及盐酸副玫瑰苯胺发生反应，生成紫红色的络合物，根据其颜色深 浅，用分光光度计在波长为575mn处进行比色测定。4. 3.1.2实验仪器、设备1. 大气采样器（流量0ll/min） o2. 多孔玻板吸收管。3. 具塞比色管。4. 分光光度计。4. 3. 1.3实验试剂1、0. 04mol / l四氯汞钾吸收液：称取10. 9g氯化汞（hgcl2） > 6. 0g氯化钾和0. 070g乙二胺四乙酸二钠盐（edta neo ,溶解于水，稀释至looomlo此溶液在密闭容器中贮存，可稳定6个月。如发现有沉淀，不能再用。2、2. 0g / l甲醛溶液：吸取36%38%甲醛溶液1. l

7、ml,用水稀释至200ml,临用现配。3、6. 0g / l氨基磺酸彼溶液:称取0. 60g氨基磺酸钱（h2ns03nh.）,溶解于looml 水屮，临用现配。4、碘贮备液（cl/2i2=0. 10mol/l）:称取12. 7g碘于烧杯中，加入40g碘化钾 和25nil水，搅拌至全部溶解后，用水稀释至loooml,贮于棕色试剂瓶中。5、碘使用液(cl/2i2=0.010mol/l):量取50ml碘贮备液,用水稀释至500ml, 贮于棕色试剂瓶屮。6、2g/l淀粉指示剂：称取0.20g可溶性淀粉，用少量水调成糊状，慢慢倒入 looml沸水中，继续煮沸至溶液澄清，冷却后贮于试剂瓶中。临用现配。7、

8、碘酸钾标准溶液(c1 / 6ki03=0. looomol /l):称取 3. 5668g 碘酸钾(ki03, 优级纯，110°c烘干2h),溶解于水，移入loooml容量瓶中，用水稀释至标线。8、盐酸溶液(chcl=1.2mol/l):量取looml浓盐酸，用水稀释至looomlo9、硫代硫酸钠贮备液(c n32s2o仟0. lmol/i)称取25g硫代硫酸钠(na2s2o3 -5h2o), 溶解于loooml新煮沸并已冷却的水中，加0.20g无水碳酸钠，贮于棕色瓶中， 放置一周后标定其浓度。若溶液呈现浑浊时，应该过滤。标定方法：吸取0. looomol /l碘酸钾标准溶液25.

9、ooml,置于250ml碘量 瓶屮，加70ml新煮沸并已冷却的水，加l.og碘化钾，振荡至完全溶解后，再加 1.2mol/l盐酸溶液10. oml,立即盖好瓶塞，混匀。在暗处放置5min后,用硫 代硫酸钠溶液滴定至淡黄色，加淀粉指示剂5nil,继续滴定至蓝色刚好消失。按 下式计算硫代硫酸钠溶液的浓度：c= 25. 00x0. 1000/v式屮：c硫代硫酸钠溶液浓度，mol / l；v消耗硫代硫酸钠溶液的体积，mlo10、硫代硫酸钠标准溶液：取50. ooml硫代硫酸钠贮备液于500讥容量瓶中，用 新煮沸并已冷却的水稀释至标线，计算其准确浓度。11、亚硫酸钠标准溶液：称取020g亚硫酸钠(na2

10、s03)及0.010g乙二胺四乙酸 二钠，将其溶解于200汕新煮沸并已冷却的水中，轻轻摇匀(避免振荡，以防充 氧)。放置23h后标定。此溶液每毫升含320400 p g z1氧化硫。标定方法：取四个250ml碘量瓶(al、a2、bl、b2),分别加入0. 010mol/l 碘溶液50. 00ml,在al、a2瓶内各加25讥水，在瓶内加入25. 00ml亚硫酸 钠标准溶液，盖好瓶塞。立即吸取2. ooml亚硫酸钠标准溶液于已加有4050ml 四氯汞钾溶液的100汕容量瓶中，使其生成稳定的二氯亚硫酸盐络合物。再吸取 25. ooml亚硫酸钠标准溶液于b2瓶内，盖好瓶塞。然后用四氯汞钾吸收液将100

11、汕 容量瓶中的溶液稀释至标线。al、a2、bl、b2四瓶于暗处放置5min后，用0. olmol/l硫代硫酸钠标准溶 液滴定至淡黄色，加淀粉指示剂5ml,继续滴定至蓝色刚好消失。平行滴定所用 硫代硫酸钠溶液体积之差应不大于0. 05mlo所配looml容量瓶中的亚硫酸钠标准溶液相当于二氧化硫的浓度由下式计 算：s02 (ug/ml) = (vo - v) x c x 32. 02 x 1000) /25. 00 x 2. 00/100式中：v。一滴定a瓶时所用硫代硫酸钠标准溶液体积的平均值(ml)；v滴定b瓶时所用硫代硫酸钠标准溶液体积的平均值(ml)；c硫代硫酸钠标准溶液的准确浓度(mol/

12、l)；32. 02相当于lmmol/l硫代硫酸钠溶液的二氧化硫(1/2soj的质量(mg)。根据以上计算的二氧化硫标准溶液的浓度，再用四氯汞钾吸取液稀释成每毫 升含2.0昭二氧化硫的标准溶液，此溶液用于绘制标准曲线，在冰箱中存放，可 稳定20天。12、0.2%盐酸副玫瑰苯胺(pra,即对品红)贮备液：称取020g经提纯的盐酸 副玫瑰苯胺，溶解于100ml, lmol/l盐酸溶液中。13、磷酸溶液(ch3p04=3mol/l)：量取41ml85%浓磷酸，用水稀释至200ml。14、0.016%盐酸副玫瑰苯胺使用液：洗去0. 2%盐酸副玫瑰苯胺贮备液20. 00ml 于250ml容量瓶中，加3mo

13、l/l磷酸溶液200ml,用水稀释至标线。至少放置24h 方可使用。存放暗处，可稳定9个月。4.3. 1.4实验步骤标准曲线的绘制：取8支10ml具塞比色管，按下列参数和方法配制标准色列。加入溶液色列管编号017345672.() pig/ml亚硫酸钠标准使用溶 液(ml)00. 601.001.4()1.601.802.202. 70四氯汞钾吸收液(ml.)5. 0()4. 404. (x)3. 603.403. 2()2.8()2. 3()二氧化硫含fi(pig)01. 202.002. 8()3.203. 604.405. 40在以上各比色管中加入6g/l氨基磺酸镀溶液0. 5ml,摇匀

14、。再加2g/l甲醛溶液05ml及0.016%盐酸副玫瑰苯胺使用液1.5ml,摇匀。当室温为15-20光时, 显色30min；室温为20-25°c时，显色20min；室温为25-30°c时，显色15mino用lcm 比色皿，于575nm波长处，以水为参比，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（ug）绘制标准曲线， 并计算各点的so?含量与其吸光度的比值，取各点计算结果的平均值作为计算因 子（bs）o采样：量取5ml四氯汞钾吸收液于多孔玻璃吸收管内（棕色），通过塑料管连接在采样器上，在各采样点以0. 5l/min流量采气2

15、0mino4. 3. 2 no*的测定4. 3. 2. 1 原理大气中的氮氧化物主要是一氧化氮和二氧化氮。在测定氮氧化物浓度吋，应 先用三氧化珞将一氧化氮氧化成二氧化氮。二氧化氮被吸收液吸收后，牛成亚硝 酸和硝酸，其中，亚硝酸与对氨基苯磺酸发生重氮化反应，再与盐酸蔡乙二胺偶 合，生成玫瑰红色偶氮染料，据其颜色深浅，用分光光度法定量。因为n02（气） 转变为no?（液）的转换系数为0. 76,故在计算结果时应除以0. 76o4. 3. 2. 2 仪器1、多孔玻板吸收管；2、双球玻璃管；3、大气采样器：流量范0-ll/min；4、分光光度计;5、10ml比色管;6、气压计。4. 3. 2. 3 试

16、剂所有试剂均用不含亚硝酸根的重蒸馆水配制。其检验方法是：所配制的吸收 液对540mn光的吸光度不超过0. 005。k n- （1-蔡基）乙二胺盐酸盐贮备液：称取0. 5gn- （1 -蔡基）乙二胺盐酸盐 c10h7nh（ch2） 2nh2 - 2hc1于500ml容量瓶中,用水稀释至刻度。此溶液贮于密 闭棕色瓶中冷藏，可稳定三个月。2、显色液：称取50g对氨基苯磺酸，置于loooml容量瓶中，加入50ml冰乙酸 和900ml水的混合溶液，盖塞振摇使其完全溶解，继之加入0. 50g盐酸蔡乙二 胺，溶解后，用水稀释至标线，此为吸收原液，贮于棕色瓶中，在冰箱内可保存 两个月。保存时应密封瓶口，防止空

17、气与吸收液接触。3、吸收液：采样时，按4分显色液与1份水的比例混合配成采样用的吸收液。4、三氧化珞-砂子氧化管：筛取20-40目海砂（或河沙），用（1+2）的盐酸溶液 浸泡一夜，用水洗至中性，烘干。将三氧化銘与砂子按重量比（1+20）混合，加 少量水调匀，放在红外灯下或烘箱内于105°c烘干，烘干过程中应搅拌几次。制 备好的三氧化銘-砂子应是松散的，若粘在一起，说明三氧化銘比例太大，可适 当增加一些砂子，重新制备。5、亚硝酸钠标准贮备液：称取0. 3750g优级纯亚硝酸钠（nan02,预先在干燥器 内放置24h以上），溶解于水，移入loooml容量瓶中，用水稀释至标线。此溶液 每毫升

18、含250 p gno2-,贮存于棕色瓶内，冰箱屮保存，可稳定三个月。6、亚硝酸钠标准溶液：吸取贮备液lnil于looml容量瓶中，用水稀释至标线。 此溶液每毫升含2. 5 n gn02-o4. 3.2.4测定步骤标准曲线的绘制：取6支lornl具塞比色管，按下表所列数据配制标准色列。管号012345亚硝酸钠标准溶液（ml）0. 0000. 4000. 8001.2001.6002. 000显色液（ml）& 000& 0008. 000& 000& 0008. 000水(ml)2. 0001.6001.2000. 8000. 4000no2含量(ug)0. 000

19、. 1000. 2000. 3000. 4000. 500以上溶液摇匀，避开阳光直射放置20min （室温低于20°c放置40min以上）, 在540nm波长处，用1 cm比色皿，以水为参比，测定吸光度。以吸光度为纵坐标, 相应的标准溶液中g含量（ug）为横坐标，绘制标准曲线。采样：将一支内装10. ooml吸收液的多孔玻板吸收管进气口接三氧化銘-砂子氧化管， 并使管口略微向下倾斜，以免当湿空气将三氧化珞弄湿时污染后面的吸收液。将 吸收管的出气口与空气采样器相连接。以0. 3l/min的流量避光采样至吸收液呈 微红色为止。4. 3. 3 tsp的测定4. 3. 3.1实验原理以恒速抽

20、取定量体积的空气，使之通过采样器中已恒重的滤膜，则空气中粒 径小于100微米的悬浮颗粒物，被截留在滤膜上。根据采样前、后滤膜重量z差 及采样体积，计算总悬浮颗粒物的浓度。4. 3. 3. 2实验仪器、设备(1) 中流量采样器。(2) 中流量孔口流量计：量程70-160l/mino(3) u型管压差计:最小刻度lopao(4) x光看片机：用于检查滤膜有无缺损。(5) 分析天平：称量范围10g,感量0. lmgo(6) 恒温恒湿箱：箱内空气温度15-30°c可调，控温精度±10c；箱内空气相对湿度控制在(50±5) %。4. 3. 3. 3实验步骤1、用孔口流量计校

21、正采样器的流量。滤膜准备：每张滤膜使用前均需认真检查，不得使用有针孔或有任何缺陷的滤 膜。采样滤膜在称量前需在恒温恒湿箱平衡24小时，平衡温度取1530°c任一 点，并在此平衡条件下迅速称量，精确到0. lmg,记下滤膜重量汕。称好后的滤 膜平展放在滤膜保存袋(或盒)内。3、采样：打开采样头顶盖，取下滤膜夹，将称量过的滤膜绒面向上，平放在支 持网上，放上滤膜夹，再安好釆样头顶盖，开始采样，采样流量120l/min,采样 20min并记下釆样时间,釆样时的温度t (k)、大气压力p (kpa)。4.4样品的运送保存4. 4.1 so?的测定保存采样完毕，封闭进出口，带冋实验室供测定。4

22、. 4. 2 nox的测定保存记下采样时间，密封好采样管，带回实验室，当日测定。若吸收液不变色，应延 长采样时间，采样量应不少于（6l采样最少20min） o在采样的同时，应测定采样 现场的温度和大气压力，并做好记录。4. 4. 3 tsp的测定保存样品采好后，取下采样头，用银子轻轻取出滤膜，绒面向里对折，放入滤膜保存袋（或盒）内，若发现滤膜有损坏，需重新采样。4. 5检测方法4.5. 1 so?的测定将采样后的吸收液放置20min后，转入10ml比色管中，用少许水洗涤吸收管并 转入比色管中，使其总体积为5ml,再加入0. 5ml6g/l的氨基磺酸鞍溶液，摇匀, 放置lomin,以消除no*的

23、干扰。以下步骤同标准曲线的绘制。按下式计算空气 中so?浓度（c）：式中m样品溶液的吸光度；40试剂空白溶液的吸光度；叭计算因子（皿/吸光度人vk换算成标准状况卜的采样体积，1“在测定每批样品时，至少要加入一个己知s02浓度的控制样品同时测定，以 保证计算因子的可靠性。4. 5. 2 nox的测定采样后，放置20min,将样品溶液移入1 cm比色皿中，用水将吸收管中吸收液的 体积补充至标线，混匀，按绘制标准曲线的方法和条件测定试剂空白溶液和样品 溶液的吸光度。若样品溶液的吸光度超过标准曲线的测定上限，可用吸收液稀释 后再测定吸光度。计算结果应乘以稀释倍数按下式计算空气屮的n0x：式中:cn()

24、x空气中no*的浓度(以ml计)，mg/m3;4 ,.40分别为样品溶液和试剂空白溶液的吸光度；bw分别为标准曲线的斜率(吸光度 ml/g)和截距；v采样用吸收液体积,ml；i；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n()x浓度超过().720 nig/m3时 取().77)o4. 5. 3 tsp的测定将采样后的滤膜放在恒温恒湿箱中，与空白滤膜相同的平衡条件下平衡24小时 后，用电子天平称量，精确到0. lmg,记下釆样后的滤膜重量帕。按下式计算tsp 含量：刑含量川式中川1采样后的滤膜重量,31170空白滤膜的重量,g：q采样器平均采样流量,l/m

25、in； t采样时间,min。5、数据结果和处理5. 1数据处理要求1 每组每天得出一个空气污染指数(api),与武汉市比较三个指标取平均值后得出空气污染指数2、对一天3个时间点测得3个指标进行对比(4个点取平均值)3、对一天4个点测得的3个指标进行对比(3个吋间点取平均值)5. 2标准曲线的制定s02标准曲线测定序号01234567s02含量 （u g）01.222.83.23.64.45.4吸光度0.0160. 060. 1140. 1700. 1910. 2240. 2570.312s02标准曲线 吸光度s02含量mox的标准曲线nox -标准曲线0.60.5腿0.4沃0.3密0.20.

26、1000. 10.20.30.40.50.6序号012345n02含量（pg）00. 10.20.30.40.5吸光度0.0110. 1090. 2080. 3070. 4020. 4895. 3数据记录及处理5.3.1 so?和nox的数据记录及处理2013-12-10 早上西区草莓园资环楼2教含量平均值so2吸光度0. 0090. 0070. 1210.019s02 含量（ug）0. 0510.0162. 0050. 2250. 574nox吸光度0. 1530. 0930. 0220. 100nox含量(ng)0. 1450. 0820. 0090. 0900. 0812013-12-1

27、2 ±午2013-12-10 中午西区草莓园资环楼2教含量平均值s02吸光度0.0130. 0260.0160. 024s02 含量（ug）0. 1200. 3470. 1730.3120. 238nox吸光度0. 0800. 1380. 0900. 026nox含量（pg）0. 0690. 1290. 0790.0130. 0722013-12-10 下午西区草莓园资环楼2教含量平均值s02吸光度0. 0550. 0560. 0360. 06s02 含量（ug）0. 8530. 8710. 5220. 9410. 797nox吸光度0. 090. 1360. 0290. 128no

28、x含量（ug）0. 0790. 1270.0160. 1190. 0852013-12-11 上午西区草莓园资环楼2教含量平均值s02吸光度0. 0470. 0230. 0280. 02s02含量（ug）0.7140. 2950. 3820. 2430. 408nox吸光度0. 0910. 2050. 0260. 082nox含量(mg)0. 0800. 1990.0130. 0710. 0912013-12-11 中午西区草莓园资环楼2教含量平均值s02吸光度0. 0060. 0040. 0080. 006s02含量(ug)-0. 002-0. 0370. 033-0. 002-0. 002

29、nox吸光度0. 0880. 1730. 020. 057nox含量(ug)0. 0770. 1650. 0060. 0450. 0732013-12-11 下午西区草莓园资环楼2教含量平均值s02吸光度0.0170.0180. 024s02含量（ug）0. 1900. 2080.312nox吸光度0. 1230. 1870. 028nox含量(ng)0. 1130. 1800.0152013-12-12 ±午曲区草莓园资环楼2教含量平均值s02吸光度0. 0440.0170.0170. 025s02 含量（ug）0. 6610. 1900. 1900. 3300. 343nox吸光

30、度0. 1410. 1960. 1530. 176nox含量(ug)0. 1320. 1890. 1450. 1680. 1592013-12-12 中午西区草莓园资环楼2教含量平均值s02吸光度0.0110.0190.0130.017s02 含量（ug）0. 0860. 2250. 1200. 1900. 155nox吸光度0. 1360. 1420. 1360. 116nox含量(mg)0. 1270. 1330. 1270. 1060. 1232013-12-12 下午西区草莓园资环楼2教含量平均值s02吸光度0.0140.0170.0170. 034s02含量（ug）0. 1380.

31、1900. 1900. 4870. 251nox吸光度0. 1640. 120. 1860. 151nox含量（ug）0. 1560. 1100. 1790. 1430. 1475. 3. 2 tps的数据记录及处理周二项目空白/g测后/g温度/°c压强/kpa资上0.33360.334112.4102.3资中0.33350.334613.1102.2资下0.34140.342010.8102.2西上0.33320.334116.8102.5西中0.33210.333316.0102.2西下0.3350.336611.2101.2二上0.33350.333911.2102.5二中0.

32、33790.337915.4101.9二下0.33680.337312.3102.3草上0.33150.332310.6102.7草中0.33440.335117.6101.8草下0.33690.337412.4102.6周三项冃空白/g测后/g温度/°c压强/kpa资上0. 33360. 334112.4102.7资屮0. 33350. 334613. 1102.5资下0. 34140. 34210.8102.9西上0. 33320. 334116.8102.9西中0. 33210. 333316.0102.8西下0. 3350. 336611.2102.5二上0. 33350.

33、333911.2102.5二中0. 33790. 337915.4102.3二下0. 33680. 337312.3102. 1草上0. 33150. 332310.6102.8草中0. 33440. 335117.6102.4草下0. 33690. 337412.4102.2周四项目空白/g测后/g温度/°c压强/kpa资上0. 33720. 338111.9102.4资屮0. 33510. 336314.3101.7资下0. 34920. 350712. 1102.4西上0. 33330. 334410. 1102.5西中0. 33450. 335511.6102. 1西下0.

34、33490. 343214.3101.9二上0. 33280. 333512.4102.6二中0. 33250. 332816.4102. 1二下0. 34290. 344014. 1101.9草上0. 33460. 336010.6102.7草中0. 33340. 335118.4102.0草下0. 33670. 338114.5102.22013/12/102013/12/112013/12/12s02 apt472824nox api8814tsp api16814020374. 335& 6780. 3312 月 10hapi12 月 11hapi12 月 12hapi校园so：10913nox116158204tsp461534323校园当天api461534323武汉当天api208126192表1空气污染指数对应的污染物浓度限值污染指数污染物浓度（亳克/立方米）apiso2（日均值）no2（h均值）pm10（h均值）co（小时均值）03（小时均值）500.0500.0800.05050.1201000.1500.1200.150100.2002000.8000.2800.350600.4003001.6000.5650.420900.8004