南华大学空气理化检验课程试卷及答案

南华大学空气理化检验课程试卷及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.在空气颗粒物采样中，PM2.5的切割粒径为：A.2.5nmB.2.5μmC.2.5mmD.2.5cm答案：B解析：PM2.5是指空气动力学直径小于或等于2.5微米的颗粒物，因此切割粒径为2.5μm。2.下列哪种气体属于一次污染物？A.O₃B.SO₂C.NO₂D.HNO₃答案：B解析：SO₂是燃料燃烧直接排放的污染物，属于一次污染物；O₃、NO₂和HNO₃多为二次污染物。3.空气中CO浓度测定常用的方法是：A.紫外分光光度法B.红外吸收法C.原子吸收光谱法D.气相色谱-质谱联用法答案：B解析：CO对红外光有特征吸收，红外吸收法灵敏度高，适用于在线监测。4.在空气采样中，使用Tenax管的主要目的是：A.捕集颗粒物B.捕集挥发性有机物C.捕集重金属D.捕集SO₂答案：B解析：Tenax是一种多孔聚合物，广泛用于吸附挥发性有机物（VOCs）。5.空气中NO₂的测定常用Saltzman法的显色产物是：A.偶氮染料B.亚硝酸盐C.硝酸盐D.亚硝酸答案：A解析：Saltzman法中，NO₂与对氨基苯磺酸和N-(1-萘基)乙二胺反应生成红色偶氮染料。6.空气中苯系物的采样常用：A.滤膜B.活性炭管C.冲击瓶D.冷凝器答案：B解析：活性炭管对苯、甲苯、二甲苯等苯系物具有良好的吸附性能。7.空气中SO₂的测定中，四氯汞钾溶液的作用是：A.氧化剂B.还原剂C.吸收剂D.催化剂答案：C解析：四氯汞钾溶液可与SO₂反应生成稳定的络合物，用于吸收SO₂。8.空气中O₃的测定中，常用的化学发光法是基于：A.O₃与NO反应B.O₃与SO₂反应C.O₃与CO反应D.O₃与H₂S反应答案：A解析：O₃与NO反应生成激发态NO₂，退激时发出光，强度与O₃浓度成正比。9.空气中颗粒物中重金属的测定前处理常用：A.超声波提取B.干法灰化C.湿法消解D.冷冻干燥答案：C解析：湿法消解（如硝酸-高氯酸）可有效溶解颗粒物中的重金属。10.空气中VOCs的测定中，热脱附-气相色谱法的优点是：A.无需前处理B.灵敏度高、无溶剂干扰C.成本低D.操作简便答案：B解析：热脱附法无需溶剂，避免溶剂干扰，灵敏度高，适用于痕量分析。二、填空题（每空1分，共20分）11.空气中PM10的切割粒径为______μm，PM2.5为______μm。答案：10；2.512.空气中SO₂的测定中，甲醛缓冲溶液吸收-副玫瑰苯胺分光光度法的显色产物为______。答案：紫红色络合物13.空气中NOx的测定中，NO₂需先被______还原为NO，再进行化学发光检测。答案：钼催化还原剂14.空气中苯的采样流量一般控制在______mL/min，采样时间为______min。答案：100～200；10～3015.空气中O₃的测定中，化学发光法的检测限可达______ppb。答案：116.空气中颗粒物中重金属的测定常用______法进行定量分析。答案：原子吸收光谱（AAS）或电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）17.空气中VOCs的采样管在使用前需在______℃下老化______小时。答案：280～300；2～418.空气中CO的测定中，红外吸收法的吸收峰位于______μm。答案：4.619.空气中NO₂的Saltzman法测定中，显色反应需在______℃下进行，反应时间为______min。答案：20±2；1520.空气中颗粒物的采样滤膜常用______材质，具有______特性。答案：石英纤维；耐高温、低空白三、判断题（每题1分，共10分，正确打“√”，错误打“×”）21.PM2.5可以通过鼻腔被人体完全过滤，不会进入肺部。答案：×解析：PM2.5可深入肺泡，甚至进入血液循环。22.空气中SO₂的测定中，四氯汞钾法已被淘汰，因其含汞，环境污染大。答案：√23.空气中O₃的测定可采用紫外光度法，其原理为O₃对254nm紫外光有吸收。答案：√24.空气中NO₂的Saltzman法测定中，显色产物在540nm处有最大吸收。答案：√25.空气中苯系物的采样可用Tenax管，但其对苯的吸附能力优于活性炭。答案：×解析：活性炭对苯的吸附能力优于Tenax。26.空气中颗粒物采样时，流量波动不会影响采样结果。答案：×解析：流量波动会导致采样体积误差，影响结果准确性。27.空气中VOCs的热脱附温度越高越好，可提高回收率。答案：×解析：过高温度可能导致VOCs分解或管材料释放干扰物。28.空气中CO的测定中，红外法不受湿度影响。答案：×解析：水蒸气对红外光有吸收，需除湿处理。29.空气中重金属的测定中，ICP-MS可同时测定多种元素，灵敏度高。答案：√30.空气中NOx的测定中，NO₂可直接通过化学发光法测定。答案：×解析：NO₂需先还原为NO，才能进行化学发光检测。四、简答题（每题10分，共30分）31.简述空气中PM2.5的采样流程及注意事项。答案：（1）采样前准备：检查采样器流量校准情况，使用标准流量计校准，误差应≤±5%；选用石英纤维滤膜，450℃下预处理4h，去除有机物；滤膜恒重后称重，记录初始质量。（2）采样过程：将滤膜装入采样头，密封良好；设置采样流量为16.67L/min，采样时间24h；记录环境温度、湿度、气压；避免采样器震动、阳光直射。（3）采样后处理：滤膜取出后恒温恒湿条件下平衡24h，再次称重；计算质量差值，结合采样体积计算浓度。（4）注意事项：避免滤膜破损；采样器定期维护；运输过程中滤膜应平放，避免折叠；空白滤膜同步处理，用于质量控制。32.简述空气中SO₂的甲醛缓冲吸收-副玫瑰苯胺分光光度法原理及干扰消除方法。答案：原理：SO₂被甲醛缓冲溶液吸收，生成羟甲基磺酸，再与副玫瑰苯胺（PRA）和盐酸副玫瑰苯胺反应生成紫红色络合物，在550nm处测定吸光度，吸光度与SO₂浓度成正比。干扰消除：（1）NOx干扰：加入氨基磺酸铵消除NO₂干扰；（2）O₃干扰：采样前加入O₃scrubber（如KI溶液）；（3）重金属干扰：加入EDTA掩蔽剂；（4）温度控制：显色反应需在20±2℃下进行，避免温度波动影响显色稳定性；（5）空白校正：同步处理空白吸收液，扣除背景吸光度。33.简述空气中VOCs的热脱附-气相色谱法分析流程及质量控制措施。答案：（1）采样：使用TenaxTA或Carbopack复合管，采样流量100mL/min，时间30min；（2）热脱附：采样管在280℃下脱附10min，脱附气体经冷阱富集，快速加热注入GC；（3）GC分析：采用DB-624毛细管柱，程序升温：40℃保持5min，以5℃/min升至250℃，保持10min；FID或MS检测；（4）定性定量：保留时间定性，外标法定量，标准曲线相关系数R²≥0.995；（5）质量控制：空白管每批次≥10%，空白值应低于方法检出限；平行样相对偏差≤15%；加标回收率80%～120%；标准管中间浓度点每10个样品插入1个，偏差≤±10%；采样管老化彻底，避免交叉污染。五、计算题（每题10分，共20分）34.某空气采样器以16.67L/min流量采样24h，滤膜采样前后质量分别为0.1234g和0.1287g，环境温度为25℃，气压为101.3kPa，求标准状态下PM2.5浓度（μg/m³）。答案：采样体积：V质量差：Δ标准状态体积（0℃，101.325kPa）：=浓度：C35.某空气中NO₂浓度用Saltzman法测定，采样流量0.4L/min，时间30min，吸收液体积10mL，显色后吸光度为0.285，空白为0.025，标准曲线方程为A=答案：净吸光度：=代入标准曲线：0.260采样体积：V浓度：=六、综合设计题（共20分）36.设计一个针对校园教学楼室内空气质量的监测方案，目标污染物包括PM2.5、CO₂、TVOC、HCHO、NO₂，要求说明采样点布设、采样方法、分析方法、质量控制、数据评价标准。答案：（1）采样点布设：每层教学楼设3个监测点，分别位于教室中央、走廊、楼梯口；高度1.2m，避开通风口、直射阳光；每点设平行样，确保代表性。（2）采样方法：PM2.5：使用便携式激光粉尘仪，连续监测24h，记录小时均值；CO₂：采用NDIR红外传感器，实时记录，数据存储每分钟；TVOC：Tenax管采样，流量100mL/min，时间30min，热脱附-GC-FID分析；HCHO：DNPH管采样，流量0.5L/min，时间60min，HPLC-UV分析；NO₂：被动采样管，放置72h，Saltzman法比色分析。（3）分析方法：所有方法依据《室内空气质量标准》GB/T18883-2022；仪器每日校准，标准曲线R²≥0.995；检出限：PM2.5≤5μg/m³，CO₂≤1ppm，TVOC≤1μg/m³，HCHO≤0.1μg/m³，NO₂≤1μg/m³。（4）质量控制：空白样≥10%，平行样