空气中NOx的日变化曲线

1、空气中NOx的日变化一、实验目的与要求掌握氮氧化物测定的基本原理和方法。了解空气氮氧化物的来源及其危害。根据实验绘制空气中氮氧化物的日变化曲线并解释现象。二、实验方案实验原理：在测定NOx时，先用三氧化铭将一氧化氮等等低价氮氧化物化成二氧 化氮；二氧化氮被吸收在溶液中形成亚硝酸，与对氨苯磺酸发生重氮化 反应，再与盐酸萘乙胺偶合，生成玫瑰红色偶氮染料，用比色法测定。 方法的检出限为0.0川g/mL。线性范围为0.03-1.6p g/mL。当采样体 积为6L时，最低检出浓度为0.0却g/m3。仪器：大气采样器、分光光度计、多孔吸收玻管、比色管、移液管等。试剂（1）吸收液:称取5.0g对氨基苯磺酸于

2、烧杯中，将50mL冰醋酸与900 mL 水的混合液，分数次加入烧杯中，搅拌，溶解，并迅速转入1000mL 容量瓶中，待对氨基苯磺酸完全溶解后，加入0.05g盐酸萘乙二胺 溶解后，用定容至刻度。此为吸收原液，贮于棕色瓶中，低温避光 保存。采样液用吸收由4份吸收原液和1份水混合配制。（2） 亚硝酸钠标准溶液：准确称取0.1500g亚硝酸钠（预先在干燥器内 放置24h）溶于水，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，即配 得100p g/mL亚硝酸根溶液，将其贮于棕色瓶，在冰箱中保存可稳 定3个月。使用时，吸取上述溶液25.00mL于50mL容量瓶中，用水 稀释至刻度，即配得5p g/mL亚硝酸工

3、作液。实验步骤（1）空气中氮氧化学的采集：将4mL吸收原液和1mL水分别加入同一个 多孔玻璃板采样管里面，同样做好另一个采样管后，连接入事先调 好流量的空气采样器中，于10： 00、11： 00、12： 00、13： 00、14：00、15： 00、16： 00时刻开始采样，连续采样30min。（2）氮氧化物的测定：每一时间段完成采样后，将采样管置于暗处静置15分钟后，倒出吸收液并在540nm波长处测定吸光度。（3） 标准曲线的绘制：取7支10mL比色管，按表1配制标准系列。将各管摇匀，避免阳光直射，放置15min后以蒸馏水为参比，用1cm 比色皿在540nm波长处测定吸收光度。表1.标准溶液

4、系列编号0123456NO2-标准溶液（5p g/mL） /mL0.000.501.001.502.002.503.00吸收原液/mL20.0020.0020.0020.0020.0020.0020.00水/mL5.004.504.003.503.002.502.00NO2-含量七g0.002.505.007.5010.0012.5015.00三、实验结果与数据处理标准溶液的数据皿差0.0060.0040.0060.0040.0060.0060.004吸光度0.0410.1350.2170.3220.4080.4850.588相对吸光度00.0960.1760.2830.3670.4440.5

5、49NO2-含量g)02.557.51012.515标准曲线时间段1010:301111:301212:301313:301414:301515:301616:300.1L/min(abs)0.0610.0740.0720.0880.0950.0940.0930.3L/min(abs)0.1210.1170.1270.1470.1640.1690.1723L相对abs0.0200.0330.0310.0470.0540.0530.0529L相对abs0.0820.0780.0880.1080.1250.1300.1333L 浓度 mg/m30.220.370.350.540.630.620.6

6、09L 浓度 mg/m30.320.310.350.430.500.520.53JAA |-t nt样品数据O7Oo o o o o O 65 4 3-2JAA |-t nt样品数据O7Oo o o o o O 65 4 3-2-o o o o o O.)4浓样采00O10111采样时间点/耳4151617四、结论实验数据分析：由图和表可以看出，在1212:30中，3L所采的样品明显有问题，如果挑除 这个数据，则3L与9L的线形基本一致，因为取样当天下雨，所以所测的数据误 差比较大。由变化曲线，监测点空气中的NO浓度是一直在缓慢地上升，直到实 2验完了也没看到明显的下降，这可能与当天都在下雨有

7、关系，因为整天的阳光光线变化从早上到下午的变化都不大，对空气中的no2生成影响很大，所以日变化曲线的线形并没有明显的下降。污染程度分析环境空气质量标准中NO2浓度标准污染物名称取值时间浓度限值浓度单位一级标准二级标准三级标准二氧化氮NO2年平均0.040.040.08mg/m3日平均0.080.080.121小时平均0.120.120.24本次实验的结果评价以空气中NO2-小时平均浓度评价参数，本次实验所得的 监测采样点的空气中NO2-小时平均浓度为0.45mg/m3，测得的小时平均值最低浓度 为0.22mg/m3，而最高浓度达到0.63mg/m3，可知监测采样点的空气中NO2-小时平 均浓度

8、超出了其规定的标准范围。对比环境空气质量标准，监测采样点属于 二类区，应执行二级标准。即NO2的一小时平均应在0.12mg/m3以下，明显实测 的监测采样点超标了4倍，连三级标准都没有达到。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（mg/m3）APISO 2NO 2PM10COO 3（日均值）（日均值）（日均值）（小时均值）（小时均值）500.050.080.0550.121000.150.120.15100.22000.80.280.35600.43001.60.570.42900.84002.10.750.512015002.620.940.61501.2空气污染指数范围及相应的

9、空气质量类别空气污染指数(API)空气质量等级空气质量状况050I优51100II良101150III轻微污染151200轻度污染201250W中度污染251300中度重污染300重污染将得到的监测点NO2浓度数据转换成空气污染指数。由于本次实验只测得七 个小时的采样数据，故在下面的空气污染指数计算中，将得到日平均浓度看作近 似于其日平均浓度，并作为计算参数。可计算得监测采样点的NO单项空气污染 2指数API为242，则由表9可知监测采样点的空气质量级别为IV级，空气质量 状况为中度污染。处理方案目前对于空气中NO2浓度超标，没有可行的直接处理解决方法，只能通过控 制污染源的排放量以及对相关污

10、染源的整治来达到治理目的。对于此次实验采样 点的NO2浓度超标，其解决方法思路大致有如下几点(1)找出监测点空气中NO2 的来源及相关影响因素(2)对于污染源直接排放的NO2量进行处理和控制，以 达到降低空气中NO2空气污染指数的目的。五、问题与讨论查资料简要说明光化学烟雾形成的机理，危害和控制对策。机理：光化学烟雾的形成条件是大气中有氮氧化物和碳氧化物存在，大气温 度较低，而且有强烈的阳光照射，这样在大气中就会一系列复杂的反应，生成出 一些二次污染物，如O3、醛、PAN、H2O2等。光化学烟雾是一个链式反应，其中 关键性的反应可以简单地分成3组：NO2的光解导致O3的生成且链引发反应主要是N

11、O2的光解，反应如下：NO2 +hvf NO +O； O +O2 +Mf O3 +M； NO +O3- NO2 +O2.氧化生成了具有活性的自由基，如HO、HO2、RO2等。在光化学反应中， 自由基反应占很重要的地位，自由基的引发反应主要是由NO2和醛光解引起的：NO2 +hv-NO +O； RCHO +hv-RCO +H；碳氢化合物的存在是自由基转化和增殖的根本原因：RH +O R +HO； RH + HO R +H O； H + O HO ； 222R + O2RO2； RCO+ O2 RC (O) O2通过以上途径生成的HO2、RO2、RC (O) O2均可将NO氧化成NO2o光化学烟雾

12、的形成通过以上三个环节的往复循环，不断地生成二次污染物， 当浓度达到一定程度时，便产生了光化学烟雾现象。危害：光化学烟雾成分复杂，但是，对动物、植物和材料有害的主要是O3、 PAN、醛、酮等二次污染物。人和动物受到的主要伤害是眼睛和黏膜受到刺激、 头痛、呼吸障碍、慢性呼吸道疾病恶化、儿童肺功能异常等。控制对策：对光化学烟雾的控制措施，在工业上，较好的措施是对煤进行加 工，改进燃烧技术，同时改进生产工艺，对污染物进行后处理及合理排放。使用 前对煤进行脱硫加工，并尽可能除去灰分;使用过程中，通过对锅炉进行适当改 进，同时加人固硫剂，可减少烟尘利二氧化硫的发生量；最后，对废气进行综合 利用后，对不能

13、利用的进行无害处理后再进行排放。对于生活燃煤，除了对煤迹 行加工外，比较好的措施是改进用能和供能方式，采用集中供热、城市燃气化。 集中供热和城市燃气化，是城市节能和综合整治的重要内容，能有效地改善城市 大气环境质量，减少室内空气污染。此外，重点研究改革燃料和改进汽车设备结构，试制无公害汽车和发展高 效交通系统。具体举措为：改革燃料。采用液化天然气、氢气、液化煤气与柴油的混合燃料和无铅 汽油来代替有铅汽油作为汽车燃料，是减少汽车尾气污染的有效措施。改进汽车设备结构。汽车尾气污染的防治，除提高汽油燃烧质量外，关键 在于改进发动机的燃烧设计。(3 )研究无公害汽车和发展高效交通系统。另外，大面积地植

14、树造林绿色植物是二氧化碳的消耗者，氧气的天然加工厂， 在调节大气中的二氧化碳的平衡上起着无可替代的作用，不同的植物对二氧化硫、 氟化氢、氯气、氨气、氯化氢、光化学烟雾、放射线等有不同的吸收能力，从而 达到净化空气的效果。假如调查大学城中环西路汽车尾气的排放情况，该如何布点，请简要画图并说明理由？根据空气污染监测方案的制定要求，对交通路段进行汽车尾气的排放情况进 行监测，在布设监测点之前要先确定采样点数目。根据相关可查基本资料有关数据统计，10所大学及中央商务区，总人口约 25万。规划人口为40万（50万人）。所以想监测广州大学城中环西路的汽车尾 气排放状况布设取三个取样点进行监测，主要监测项目有SO2、NOx、CO和TSP。 而根据相关布设采样点的要求及原则：（1）监测点周围50m不应有污染源。（2）采样口周围不能有阻碍环境空气流通的高大建筑物、树木或其他障碍物。（3）采样口周围水平面应保证270以上的捕集空间，如果采样口一边靠近建 筑物，采样口周围