大气和废气监测-各类指标的监测分析

基础模块四空气和废气监测

本模块目录任务一

空气环境监测方案制订任务二

空气样品的采集、运输与保存任务三

各类指标的监测分析任务四

项目总评及监测报告任务三

各类指标的监测分析【能力目标】1、掌握各类指标的采样技术、监测分析原理、数据处理技术；2、学会各种方法标准的检索及使用；3、培养知识归纳、推理、应用能力；4、养成良好的实验和工作习惯；5、能认识探究、合作学习的必要性，培养与人沟通和良好的团队合作的意识；

【实训项目】

TSP、SO2、苯系物测定任务三

各类指标的监测分析4.3.1空气中气态污染物测定4.3.2空气中颗粒物测定4.3.1空气中气态污染物测定4.3.1.1、实训讲解一：校园空气中SO2测定4.3.1.2、实训讲解一：校园空气中苯系物测定4.3.1.3、项目实训一：校园空气中SO2测定4.3.1.4、项目实训二：校园空气中苯系物测定4.3.1.5、理论拓展二：校园空气中其它污染物测定4.3.1.1

实训讲解校园空气中SO2测定789硫酸、亚硫酸H2SO4、H2SO3硝酸、亚硝酸

HNO3、HNO2氮氧化物(NO和

NO2)二氧化硫SO2

酸雨引起酸雨的化学物质1011（一）相关知识1、二氧化硫的来源、危害和测定方法例行监测的必测项目/来源：。/危害测定方法12（1）二氧化硫的来源

a.天然源：火山爆发

b.人工源：含S燃料的燃烧，燃烧，矿石冶炼，化化工厂生产过程的产物,

全物。二氧化硫的天然来源--火山爆发工业--酸性气体的释放(例如冶炼厂和发电厂)13（2）二氧化硫的性质和危害性质：无色、易溶于水、有刺激性气味的气体危害：a.对人体的影响

b.对建筑物的影响c.对森林的影响

d.对水体的影响14酸雨使大量植物受损15湖泊

由于水的流动量低，湖泊很易变酸水体变酸，大部份水生物种便不能生存，生物多样化会減少161、气样测定结果计算（1）计算及表示方法浓度表示：单位空气体积中某种污染物质的含量（质量含量或体积含量）。质量浓度：mg/m3,ug/m3

ρ=m/V0

··

·（1）式中：ρ——污染物浓度，mg/m3或μg/m3；V0——标准状况下采样体积，m3；m——在相应采样体积中，污染物的含量，mg或μg；复习：（三）测定结果计算和气样体积的换算分光光度标准曲线法流程采样样品（分取）样液显色测吸光度吸收液准备标准液配制标准液标定标准色列配制显色样品体积v样品质量mρ=m/V（3）SO2的测定方法分光光度法：盐酸副玫瑰苯胺法（GB8970-80、GB/T15262-92）紫外荧光法：用波长190-230nm的紫外光照射，发射出波峰为330nm的荧光。即：SO2+hυ1→SO2*SO2*→SO2+hυ2发射的荧光强度与SO2的浓度成正比，由此测定SO2的浓度。碘量法：用氨基磺酸铵、硫酸铵混合吸收，用标准碘溶液在淀粉指示剂下滴定至蓝色库仑滴定法（二氧化硫仪）：二氧化硫在电极上发生的电极反应引起电流变化，根据法拉第定律定量计算192、甲醛吸收——副玫瑰苯胺法(GB/T15262-1998)（1）原理：吸收：甲醛缓冲溶液吸收SO2

（100％）

稳定的羟基甲磺酸加成化合物（

A）显色：A＋NaOH＋甲醛＋盐酸副玫瑰苯胺紫色络合物（B)；定量：B的颜色深浅与SO2含量成正比，用分光光度计在577nm处进行测定定量（标准曲线法或回归方程定量）。（2）干扰及消除主要干扰物：氮氧化物、臭氧及某些重金属元素。消除：加入氨磺酸钠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；加入磷酸及环己二胺四乙酸二钠盐可以消除或减少某些金属离子的干扰。（3）方法范围本方法适宜测定浓度范围为0.003～1.07mg/m3。最低检出限为0.2ug/10ml。当用10ml吸收液采气样10L时，最低检出浓度为0.02mg/m3（0.2/10=0.02）；当用50ml吸收液，24h采气样300L取出10ml样品测定时，最低检出浓度为0.03mg/m3。（0.2*5/300）（二）实训条件本实验的试剂准备过程非常复杂，我们把它综合到后面的实验步骤中进行讲述。（三）实验步骤1、实验流程如下：采样硫代硫酸钠的配制标定SO2标准液的配制标定标准曲线溶液的配制、显色样品分取与显色吸光度测定实验结束工作SO2测定流程so2标准粗略液配制采样样品（分取）显色测吸光度吸收液准备硫代硫酸钠液配制配制KIO3标准液配制硫代硫酸钠标定So2粗略液标定So2储备液So2标准液So2标准色列配制显色样品质量mρ=m/V0样品体积v02、具体步骤采样过程及相关注意事项详见任务2样品的采集与保存。硫代硫酸钠需要提前一周配制，使用前标定27表二硫代硫酸钠标定碘酸钾浓度（c1/6KIO3,mol/L）0.10000.10000.1000碘酸钾体积mL10.0010.0010.00消耗硫代硫酸钠体积Vml19.9820.0620.11硫代硫酸钠浓度(CNaS2O3,mol/L)28测定－仪器试剂准备一、硫代硫酸钠标准溶液标定

标定方法：

注意事项：标定记录：（表二）浓度计算：式中：C--硫代硫酸钠的浓度，mol／L；

V--滴定所耗硫代硫酸钠的体积，mL。

本步注意事项1、必需配制粗略液，配时，防冲氧2、标定粗略液时，取标定液时（步骤中a步），需要取2ml粗略液用吸收液稀释定容至100ml，成为储备液（即步骤中的b步），固定浓度，确保后续使用浓度准确3、储备液还需进一步稀释成标准使用液表三SO2标准液配制标定记录表及浓度计算

空白V0平均值亚硫酸钠V平均值A1A2A3B1B2B3水或亚硫酸钠液体积（ml）25.0025.0025.0025.0025.0025.00硫代硫酸钠体积（ml）SO2储备液浓度（ρSO2储备，ug/ml）配亚硫酸钠标准液（CSO2标准，ug/ml）ρ

SO2标准V标准=ρ

SO2储备V储备V标准＝100ml，C使用SO2=1.00ug/ml，ρSO2储备=8.56ug/ml，取V储备＝?ml）33表四显色温度与显色时间表

显色温度,℃1015202530显色时间

/min402520155稳定时间

/min3525201510试剂空白吸收光度A0（？）0.030.0350.040.050.06表五、标准色阶及测试数据表管号0123456空白样品二氧化硫标准溶液（2ug/ml）

/mL00.601.001.401.601.802.20甲醛吸收液

/mL10.009.509.008.005.002.000.00二氧化硫含量

/μg00.51.002.005.008.0010.00吸光度A0.0300.0580.1160.2690.4270.6230.757校正吸光度A校00.0280.0860.2390.3970.5930.72736（四）结果计算分步：1.由回归方程Y＝bX＋a求m测（so2，ug）m测＝X

＝（A样－A空－

a）/b2.计算采样体积V并换算标况下采样体积Vs（L)：

V=Qt，PV/T=PSVS/TS3.实验结果：大气中SO2的质量浓度(精确到小数后第三位）

ρ（

SO2，mg/m3）＝（m测/Vs）*（VT/VA)VT--样品溶液总体积，mL；

VA--测定时所取样品溶液体积，mL二氧化硫浓度计算结果应精确到小数点后第三位。？按照本实验步骤，VT和VA分别是多少？小结

SO2测定概述、测定意义、流程；SO2测定原理、步骤、注意事项；测定结果计算；38数据处理案例假定某次测定数据如前表所述，试计算该大气中SO2的质量含量？假定结果表示日平均值，且该区为国家风景区，该值是否达标？（已知：标准值（mg/m3）一、二、三级分别为0.05，0.15，0.25）39思考题

1、影响测定误差的主要因素有哪些？应如何减少误差？2、测定一次结果能否代表日平均浓度?假如你测定的结果是日平均浓度，达到哪一级大气质量标准?40作业与实验补充：某监测点的环境温度为18℃，气压为101.0Kpa，以0.50L/min流量采集空气中二氧化硫，采集30min。已知测定样品溶液的吸光度为0.254，试剂空白吸光度为0.034，二氧化硫校准曲线回归方程斜率为0.0776，截距为－0.001。计算该监测点标准状态（0℃，101.3Kpa）下二氧化硫的浓度（mg/m3）41已知某采样点的气温为27℃,大气压力为100.00kPa。用溶液吸收法采样测定空气中SO2日平均浓度，每隔4h采样一次，共采集6次，每次采集30min，采样流量0.5L/min.将6次气样的吸收液定容至50.00ml，取10ml测知含SO22.5ug，求该采样点空气在标准状况下SO2日平均浓度。基础模块四空气和废气监测

本模块目录任务一

空气环境监测方案制订任务二

空气样品的采集、运输与保存任务三

各类指标的监测分析任务四

项目总评及监测报告任务三

各类指标的监测分析【能力目标】1、掌握各类指标的采样技术、监测分析原理、数据处理技术；2、学会各种方法标准的检索及使用；3、培养知识归纳、推理、应用能力；4、养成良好的实验和工作习惯；5、能认识探究、合作学习的必要性，培养与人沟通和良好的团队合作的意识；

【实训项目】

TSP、SO2、苯系物测定任务三

各类指标的监测分析4.3.1空气中气态污染物测定4.3.2空气中颗粒物测定4.3.1空气中气态污染物测定4.3.1.1、实训讲解一：校园空气中SO2测定4.3.1.2、实训讲解一：校园空气中苯系物测定4.3.1.3、项目实训一：校园空气中SO2测定4.3.1.4、项目实训二：校园空气中苯系物测定4.3.1.5、理论拓展二：校园空气中其它污染物测定4.3.1.2实训讲解校园空气中苯系物测定48补：室内主要监测指标的监测分析主要监测指标及监测方法甲醛和氨：分光光度法氡：专用仪器TVOCs、苯系物等：气相色谱法新风量：示踪气体法49一、概述来源及组成：来源于装修材料，清洁用品和颜料等，主要成分有苯，甲苯、乙苯和二甲苯（邻、间、对）性质与危害:具有挥发性，芳香味，血液毒性；测定方法：气相色谱法、分光光度法等。复习：气相色谱法流程。气相色谱法是采用气体作为流动相的一种色谱方法，载气载着欲分离试样通过色谱柱中固定相，使试样中各组分分离，然后分别检测，其流程下图：1、载气钢瓶2、减压阀3、净化干燥管4、针形阀5、流量计6、压力表7、进样器和汽化室8、色谱柱9、检测器10、放大器11、记录仪51二、气相色谱法测苯系物（一）、原理含苯系物气体活性碳采集

CS2提取

色谱测定色谱图

分析（用保留时间tR-定性、峰高h－定量)各污染物浓度原理知识点说明1）气体采集方法：固体阻留法2）测定混合气体，多组分同时定量3.）需要定性4）标准曲线法定量

3）定性：苯系物依照分子量大小顺序，分子量小的先出峰，分子量大的晚出峰。4）标准曲线法定量

各物质分别绘制峰面积或峰高对浓度的标准曲线，依据标准曲线和样品测定峰高或峰面积进行定量。54（二）、实训准备1、仪器气相色谱仪（附氢火焰离子化检测器），毛细管柱（30m×0.25mm×0.25µm），氢气发生器，静音空压机，微量注射器（1µl），具塞刻度试管（2ml），活性炭采样管、大气采样器等。2、试剂选择有证标准物质、高纯氮（99.99%），活性炭（20—40目），二硫化碳等（三）测定步骤1、采样与预处理：（1）制备活性碳管（2）连接大气采样器，采样（3）萃取预处理2、测定：（1）仪器试剂准备

（2）标准曲线的绘制

（3）样品测定561、采样与预处理活性炭吸附管制作：长10cm，内径6mm的玻璃管，内装50目粒状活性炭。样品采集：将活性炭管与采样器相连，以0.5L/min流速，采集100-400min。（表一）预处理：样品采集完后，将活性炭移入5ml容量瓶中，加入2ml二硫化碳液振荡2min，平衡20min。572、样品分析测定（1）仪器、试剂准备

581）色谱测试条件选择选择依据：待测组分性质色谱柱：PEG-6000填充柱,长3m，内径4mm检测器：氢火焰FID温度:柱温90℃，检测器150℃，汽化室200℃气体流速：氮气25ml/min，空气300ml/min，氢气30ml/min2）色谱仪器准备A，开载气。B,开气相色谱仪。C,选择色谱条件，包括载气流速、汽化室温度、色谱柱温度、检测器温度等。D,设定好色谱参数后加热。E,开氢气发生器和静音空压机，将氢气流量开关设为关闭状态。F,待恒温指示灯亮后，将氢气流量开关调为较大，点火后再调为设定值。3）储备液

二硫化碳分析纯标准化合物系列储备液10ug/mL：于5.0ml容量瓶中，先加入少量二硫化碳，用1μL微量注射器准确取一定量的标准物质注入容量瓶中，加二硫化碳至刻度，配成一定浓度的储备液。（2）标准曲线的绘制1），定容配制标液系列（表二苯和甲苯标准液配制表）苯储备液浓度(ug/mL)10取储备液体积（ml）251050。。。苯标准液定容体积（ml）10苯标准液浓度（ng/uL)251050。。。622）进样测定取0.5μL标准液进样，测量保留时间及峰面积。每个浓度重复3次，取峰面积的平均值。分别以苯系物的含量为横坐标，平均峰面积为纵坐标，绘制标准曲线。63表三苯液标准曲线表苯液浓度ci(ng/uL）251050.。。峰面积（uv。s）保留时间tR（min）（4）样品测定将采样管中的活性炭倒入具塞刻度试管中，加1.0ml二硫化碳，塞紧管塞，放置1h，并不时振摇。取0.5μl进样，用保留时间定性，峰面积定量。每个样品作三次分析，求峰面积的平均值。同时，取一个未经采样的活性炭管按样品管同时操作，测量空白管的平均峰面积。表四样品测定表保留时间（min）物质苯甲苯乙苯邻二甲苯对二甲苯间二甲苯样品面积（uV.s）66（四）实验结果计算1.依据A＝aρ＋b和A样求出ρ样（

mg）2.求出Vnd（

m3）3求出空气中该物质的含量（以苯为例）

ρ苯气——空气中苯浓度，mg/m3ρ苯液——由校准曲线计算出的样品解吸液的苯浓度，ug/mlρ0——由校准曲线计算出的空白解吸液的苯浓度，ug/ml（五）注意事项（1）使用热导池检测器因载气为氢气，尾气需要排到室外，否则会有爆炸的危险。（2）使用氢火焰离子化检测器时检测器温度通常高于120℃才能点火，这样做是为了防止氢气燃烧生成的水在检测器凝结从而影响检测器寿命。（3）使用毛细管色谱柱进样量一定要少，通常不能高于0.5μl。（4）新色谱柱使用前必须老化，否则程序升温时基线不稳。（5）净化气体的变色硅胶和分子筛每隔一定时间需要烘一次，以保证气体的纯度，延长空压机的寿命。（6）空压机每隔一定时间需要放水。（7）开电脑前数据采集装置必须是关的。（8）二硫化碳具有高毒性和易挥发性，使用时要防爆和防止中毒小结

苯系物测定概述和测定意义；

苯系物测定原理、步骤、注意事项；测定结果计算；基础模块四空气和废气监测

本模块目录任务一

空气环境监测方案制订任务二

空气样品的采集、运输与保存任务三

各类指标的监测分析任务四

项目总评及监测报告任务三

各类指标的监测分析【能力目标】1、掌握各类指标的采样技术、监测分析原理、数据处理技术；2、学会各种方法标准的检索及使用；3、培养知识归纳、推理、应用能力；4、养成良好的实验和工作习惯；5、能认识探究、合作学习的必要性，培养与人沟通和良好的团队合作的意识；

【实训项目】

TSP、SO2、苯系物测定任务三

各类指标的监测分析4.3.1空气中气态污染物测定4.3.2空气中颗粒物测定4.3.1空气中气态污染物测定4.3.1.1、实训讲解一：校园空气中SO2测定4.3.1.2、实训讲解一：校园空气中苯系物测定4.3.1.3、项目实训一：校园空气中SO2测定4.3.1.4、项目实训二：校园空气中苯系物测定4.3.1.5、理论拓展二：校园空气中其它污染物测定4.3.1.5理论拓展空气中其它污染物测定75（一）NOX的测定概述例行监测的必测项目来源：石化燃料高温燃烧和硝酸、化肥等生产排放的废气,以及汽车排气

危害：具有强刺激性臭味，是引起支气管炎等呼吸道疾病的有害物质存在形式：一氧化氮、二氧化氮、氧化二氮、三氧化二氮、四氧化二氮和五氧化二氮等多种形式。测定方法：主要有盐酸萘乙二胺分光光度法GB/T15436-1995

、化学发光法及恒电流库仑滴定法。

盐酸萘乙二胺分光光度法

1、特点：采样和显色同时进行，操作简便，灵敏度高，国内外普遍采用。可分别测NO、NO2和NOx总量。

2、原理：NO

氧化NO2NO2＋吸收液中（H2O＋冰乙酸）

吸收

HNO3

HNO2＋吸收液（氨基苯磺酸和盐酸萘乙二胺）

显色偶氮化合物；其颜色深浅与气样中NO2浓度成正比，可用分光光度法定量（标准曲线法或回归方程）

3.思考：如何测空气中NO的含量？77盐酸萘乙二胺分光光度法一、实验目的（）1、掌握大气采样器的使用方法。2、掌握用分光光度法测定NOx的方法。二、测定要点（按实验过程）：