大气中污染物的测定与分析毕业设计论文

毕业设计论文

大气中污染物的测定与分析

专业名称 化工分析与检验

毕业 任务书

设计 论文

一、题目

大气中污染物的测定与分析

二、研究主要内容

通过本次毕业设计，掌握有关环境检测的基本方法，查阅有关的资料，结合所学的知识，利用各种仪器设备，对废气中污染物的含量进行的分析研究，培养学生综合分析和解决问题的能力。

三、主要技术指标

要求完成：1、查找有关的技术资料，了解目前我国废气中污染物的含量的

现状，找出降低中废气中污染物含量的方法，提出环境质量改善设想方案。

2、对废气中污染物进行采样及进行实际监测。 3、对监测数据进行处理及分析。 4、撰写毕设论文。

四、进度和要求

2010年 1—2 周 查阅有关资料

3—6 周 确定实验方法；购买实验所需试剂，准备开题报告并

做好开题报告，完成需在实验室前准备工作

7—9 周 配置标准，初步进行标准图的制作 10—11 周 继续进行标准图的制作，确保准确 12—13 周 对废气采样进行实际监测

14—15 周 处理实验结果，进行室内环境质量评价。 16—17 周 撰写毕设论文，准备毕设答辩 18 周 答辩

五、主要参考书及参考资料

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1、蒋展鹏主编《环境工程学》（第二版） 北京：高等教育出版社 2、国家环境保护科技标准司编《大气环境分析方法标准工作手册》 西安：西北工业大学出版社

3、谢协忠主编《水分析化学》 中国电力出版社 4、有关环境监测的资料、文献等。

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摘要

通过查阅相关资料，并结合大学中所学知识，利用实验设备对大气中主要的污染物TSP，SO2，和NOx进行采样及实际检测，通过计算得到污染物的浓度,并对大气环境质量进行评价。

结果表明造成对环境质量影响的首要污染物是TSP，其次是SO2，NOx。通过与中华人民共和国环境保护部数据中心网站提供的空气质量日报比对后得出本文做的实验结果是基本正确的。分析可知汽车尾气排放，城市建设造成大量露土面积以及市政建设改造中造成的道路扬尘是使得空气中TSP比较高的主要原因，此外，沙尘暴的影响也尤为显著。因此要不断提高大气环境质量，就必须继续改善能源结构，加强污染项目环境管理，增加绿地的覆盖面积。

关键词：环境质量，TSP，SO2，NOx

III

目录

第一章 绪论 ................................................................................................................. 1 1.1大气污染形成的原因及危害 .............................................................................. 1 1.1.1形成原因........................................................................................................ 1 1.1.2危害................................................................................................................ 1 1.3大气污染物监测的意义 ...................................................................................... 2 1.4大气污染物监测的现状 .................................................... 错误！未定义书签。 1.5本文研究的内容，目的和意义 .......................................................................... 2 第二章 大气污染物的测定与分析技术 ..................................................................... 4 2.1大气污染物的各种测定方法 .............................................................................. 4 2.1.1大气中S02的测定方法及其特点 ................................................................ 4 2.1.2大气中NOx的测定方法及特点 ................................................................... 5 2.1.3大气中TSP的测定的方法 ........................................................................... 6 2.2实验方法的最终选择 .......................................................................................... 6 2.2.1大气中S02的测定 ........................................................................................ 6 2.2.2大气中NOx的测定 ..................................................................................... 10 2.2.3大气中TSP的测定 ..................................................................................... 12 第三章 绘制标准曲线 ............................................................................................... 15 3.1 S02标准曲线 ...................................................................................................... 15 3.1.1标准曲线绘制前的工作.............................................................................. 15 3.1.3测定数据...................................................................................................... 15 3.2 NOX标准曲线 ................................................................................................... 16 3.2.1标准曲线绘制前的工作.............................................................................. 17 3.2.2配置好的标准色列图.................................................................................. 17 3.2.3测定数据...................................................................................................... 17 第四章 废气样品的测定分析 ................................................................................... 19 4.1废气采样 ............................................................................................................ 19 4.1.1 S02的采样 ................................................................................................... 19 4.1.2 NOx的采样 ................................................................................................. 19 4.1.3 TSP的采样 .................................................................................................. 19 4.2样品的测定与分析 ............................................................................................ 20

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4.2.1 S02的测定与分析计算 ............................................................................... 20 4.2.2 NOx的测定与分析 ..................................................................................... 21 4.2.3 TSP的测定与分析 ...................................................................................... 21 4.3结果与讨论 ........................................................................................................ 22 4.3.1 S02的采样分析结果 ................................................................................... 22 4.3.2 NOx的采样结果分析 ................................................................................. 24 4.3.3 TSP的采样结果分析 .................................................................................. 26 4.4误差分析 ............................................................................................................ 29 第五章 VB编程 ......................................................................................................... 31 第六章 全文总结 ..................................................................................................... 36 6.1实验总结 ............................................................................................................ 36 6.2实验中遇到的问题 ............................................................................................ 36 6.3对我国环境保护的建议与展望 ........................................................................ 37 参考文献 ..................................................................................................................... 38 致谢 ............................................................................................................................. 39 毕业设计小结 ............................................................................................................. 40

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第一章 绪论

1.1大气污染形成的原因及危害

1.1.1形成原因

大气污染的原因包括自然因素和人为因素两个方面。自然因素是指自然过程造成的大气污染，包括火山活动、森林火灾、地震、土壤岩石风蚀、海啸、雷电、动植物尸体的腐烂及大气圈空气的运动等产生的尘埃、硫氧化物、氮氧化物等。人为因素包括人类的生活活动和生产活动两个方面，来自人类生活、工业生产、交通运输等活动中的废弃物、燃烧、排放等，导致一些非自然大气组分的有害物质如粉尘、碳氧化物、硫氧化物、氮氧化物等进入大气，在大气中积累后超过自然大气中该组分的含量而形成污染。通常说的大气污染主要是指人类活动造成的，与人类活动相比较，自然因素引起的大气污染大多是暂时性的。因为自然环境具有一定的自净化能力，能够通过自身的物理、化学和生物机能，如扩散、稀释、沉降、雨水冲洗、地面吸附、植物吸收等作用，经过一段时间后会自动消除大气污染，以恢复、维持生态系统的平衡。因此，人类活动，尤其是生产活动是大气污染的主要原因。 1.1.2危害

1．大气固体颗粒物包括粉尘和烟尘，其大粒径大于100μm，最小粒径仅有10－3μm。其中大于10μm的降尘在重力的作用下，能迅速沉降至地面；而小于10μm飘尘能在空气中长期悬浮并做布朗运动，容易进入人的呼吸系统。由于飘尘几乎不能被上呼吸道表面体液截留并随痰排出，很容易直接进入肺部并在肺泡内沉积，因此对人体的危害最大，其危害程度取决于固体颗粒物的粒径、种类、溶解度以及吸附的有害气体的性质等。

2．SO2是一种无色不可燃的有毒气体，具有强烈的辛辣、刺激性气味。通常大气对流层中SO2的平均本底体积分数约为0.2×10－9，当空气中SO2的体积分数达到（1～5）×10－6时，就会对人体健康产生明显危害，鼻腔和呼吸道粘膜都会出现刺激感；若体积分数超过10×10

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时，能够引起支气管收缩与声带痉挛，进

而还会发生鼻腔出血、呼吸困难等现象，还会诱发支气管炎、肺水肿、肺硬化等疾病，甚至死亡。此外，SO2还可增强致癌物苯并[a]芘的致癌作用。值得注意的是，SO2、SO3与水气、烟尘等结合形成硫酸烟雾及硫酸盐后，造成的生态环境污染和危害远比单一的S02大得多，其毒性作用可增大3～4倍；若硫酸雾气溶胶的微粒为重金属粒子时，其刺激作用比SO2的单独刺激作用增强10倍，因为硫酸雾气溶胶微粒能够侵入肺的深部组织。因此，当SO2与颗粒污染物并存时，其毒害作用远远超出二者单独作用之和。一般说来，当大气中硫酸雾体积分数尚

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未达到0.8×10－6时，人已不能忍受。空气中SO2浓度和存在时间超过一定值时还会对植物造成伤害。SO2通过植物气孔进入叶组织并溶于细胞壁上的水分中，最后被细胞氧化为硫酸根离子。若SO2的进入速度过快，则导致硫酸根离子的积累而引起细胞膜类脂的过氧化，从而水分和离子平衡失调，干扰植物合成，影响植物生长。植物在SO2的伤害下，其发育生长受到阻碍，叶脉之间或叶端边缘出现灰白或黄褐色坏死斑，严重时使叶片组织脱水、焦枯。

3．NO是一种无色、无刺激的不活泼气体。而NO2则是棕红色、有刺激性臭味的气体。NO和NO2都是有毒气体，其中NO2比NO的毒性高4～5倍。NO与血液中血红蛋白的亲合力非常强，生成亚硝基血红蛋白或亚硝基铁血红蛋白，降低血液输氧能力，引起组织缺氧和中枢神经麻痹。一般正常人的NO容许最高体积百分数为25×10－6。NO2刺激呼吸系统后会引起急性或慢性中毒，主要表现为对肺的损害，此外还对心、肝、肾及造血组织等均有影响。由于NO2不易溶于水，因而能进入呼吸道深部组织，溶解成亚或后产生刺激和腐蚀作用。若发生高浓度NO2的急性中毒，则会迅速产生肺水肿，甚至导致窒息死亡；慢性中毒引发的是慢性支气管炎和肺水肿。与SO2相似，NO2与气溶胶颗粒物具有协同作用。NO2与SO2和悬浮颗粒物共存时，其对人体的危害远大于NO2单独存在时，而且也大于各自污染物的影响之和。自然环境中的NO2除了与碳氢化物反应形成光化学烟雾外，还能抑制植物的光合作用，使植物发育受阻，生长受到损害，并可能是人体致癌的有关因素。

1.3大气污染物监测的意义

大气污染物的种类极多，直接排向大气的污染物质称为一次污染物。一次污染物在大气中通过化学反应生成的新的污染物质称为二次污染物，例如硫酸盐，盐和臭氧等。二次污染物的危害往往更大。据不完全统计，在大气中已经产生危害或已被人们注意到的污染物就有近百种，其中对人类环境威胁最大的和最为普遍存在的主要污染物有飘尘，二氧化氯，氮氧化物，一氧化碳等。空气是人类赖以生存和生活不可缺少的物质，一个成年人每日平均吸入的空气量约为10—15m3，可见清洁的空气对人来说是何等的重要，污染空气的吸入将直接危及人体健康，而且对所有动植物的生长和生存都能造成危害。一些严重危害生态环境和人类生存的污染现象如酸沉降，臭氧层空洞和光化学烟雾等就是由大气污染产生的。因此控制和大气污染，不断对大气污染物进行分析和检测是十分必要的。

1.4本文研究的内容，目的和意义

本文的主要工作就是对大气中的主要污染物TSP，S02和NOx进行监测与分析，目的是为了分析西安大气污染状况，三种主要污染物的浓度是否超过国家标准，并且提出保护大气环境的一些建议和意见。

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空气是人类赖以生存和生活不可缺少的物质，一个成年人每日平均吸入的空气量约为10—15m，可见清洁的空气对人来说是何等的重要，污染空气的吸入将直接危及人体健康，而且对所有动植物的生长和生存都能造成危害。一些严重危害生态环境和人类生存的污染现象如酸沉降，臭氧层空洞和光化学烟雾等就是由大气污染产生的。因此控制和大气污染，不断对大气污染物进行分析和检测是十分必要的。

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第二章 大气污染物的测定与分析技术

2.1大气污染物的各种测定方法

2.1.1大气中S02的测定方法及其特点 1. 碘量法

烟气中的S02被氨基磺酸铵和硫酸铵混合液吸收，用碘标准溶液滴定，按滴定量计算出S02浓度。反应式如下：

SO2H2OH2SO3 H2SO3H2OI2H2SO42HI

此方法测定范围较广，仪器设备较简单，操作方便易掌握，能满足一般大气污染和污染源的监测要求。本法适用于污染源的监测。 2. 盐酸副玫瑰苯胺分光光度法 1）四氯汞钾溶液吸收法

S02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，据其颜色的深浅,用分光光度法测定。本方法的优点是灵敏度高，适用于瞬时采样，样品采集后较稳定，已被国际标准化组织和我国规定为标准方法。

2）甲醛缓冲溶液吸收法

S02被甲醛缓冲溶液吸收后，生成稳定的甲硫酸加成物，加氢氧化钠使其分解，释放出S02。再与盐酸副玫瑰苯胺作用，生成紫红色化合物，用分光光度法测定。此方法的优点是避免了使用含汞的吸收液，但是操作条件较为严格。 3. 钍试剂分光光度法

空气中的S02被过氧化氢溶液吸收并氧化为硫酸，硫酸根离子与过量的高氯酸钡反应生成硫酸钡沉淀，剩余的钡离子与钍试剂结合成钍试剂-钡络合物，为褪色反应，根据颜色深浅，用分光光度法测定测定波长为520nm。本法1980年被ISO规定为测定S02的标准方法。特点是样品采集后相当稳定，而且吸收液无毒。适用于测定环境中S02的日平均浓度。 4. 紫外荧光法

本法基本原理是用紫外光激发S02分子，处于激发态的S02分子返回基态时发出荧光（240-420nm），所发出的荧光强度与S02浓度呈线性关系，从而测出S02浓度。本法的优点是灵敏度高，选择性好，无需化学试剂消耗。

5. 定电位电解法

本法基于待测气体通过渗透膜进入电解槽，在一定外加电位下使电解液中扩

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散吸收的S02发生如下氧化反应：

2SO22H2OSO44H2e

与此同时产生对应的极限扩散电流I，其大小在一定条件下与S02浓度成正比。特点是氟化氢，硫化氢等化学活性强的物质对测定有干扰，废气中的水分一方面容易在渗透膜表面冷凝，影响其透气性能，另一方面也会使S02产生通气损失。故气样中氟化氢，硫化氢以及含湿量大时，不易用本法。 2.1.2大气中NOx的测定方法及特点 1. 中和滴定法

NOx用过氧化氢溶液（3%）氧化吸收后，生成，用氢氧化钠标准溶液滴定。采用甲基红-亚甲基蓝混合指示剂，终点由紫变绿色。

特点是本法最为简便，测定范围广，只适用于工厂废气中NOx的测定。 2. 二硫酸酚分光光度法

NOx用过氧化氢溶液（3%）吸收后，生成，在无水条件下与二硫酸酚

反应生成硝基二硫酸酚，加氢氧化按生成黄色化合物，在波长420nm处测定。 本法测定范围宽，计算方便国外已被列为标准方法。 3. 盐酸萘乙二胺分光光度法

大气中的NOx主要是NO和NO2。在测定NOx浓度时，应先用三氧化铬将NO化成NO2。NO2被吸收液吸收后，生成亚和，其中，亚与对氨基苯磺酸发生重氮化反应，再与盐酸萘已二胺偶合，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NO2（气）转变为亚根离子的转换系数为0.76，故在计算结果时应除以0.76。

本法的特点是操作简便适用于低浓度氮氧化物的测定，但是其计算需要使用经验转换系数，影响测定的准确度。

4. 定位电解法

NO气体进入电化学器皿传感器后，在恒定电位电极上发生催化氧化反应：

NO2H2ONO34H3e

而在对电极上空气中的氧分子发生电催化还原反应：

O24H4e2H2O

上述电化学反应过程中，产生的极限扩散电流I，在一定条件下，其大小与

NO浓度成正比。此法的特点是可进行连续，定时监测，专用的检测仪适用现场检测，使用方便，但是受S02，芳香烃及一氧化碳等成分的干扰。 5.化学发光发

本法基于NO与臭氧的的化学反应产生激发太的NO2分子，当其返回基态时，发出一定能量的光，所发出光的强度与NO浓度呈线性关系，从而测出NO浓度。

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化学发光发是一种灵敏度很高的测定方法，本法的反应速度很快，适于连续快速测定，选择性好。 2.1.3大气中TSP的测定的方法

测定总悬浮颗粒物采用重量法，起原理是采集一定体积的空气，通过已恒重的滤膜，空气中的粒径在100μg以下的悬浮颗粒物被阻留在滤膜上，根据采样前后滤膜重量之差及采样体积，计算出总悬浮颗粒物的质量浓度。

2.2实验方法的最终选择

2.2.1大气中S02的测定

综合考虑各种方法的优缺点以及实验室设备的条件，本文采用盐酸副玫瑰苯胺分光光度法测定大气中的S02，具体步骤及注意事项如下： 1. 目的

掌握四氯汞钾溶液吸收，盐酸副玫瑰苯胺分光光度法测定环境空气中S02浓度的分析原理和操作技术。 2. 原理

大气中的S02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，据其颜色的深浅,用分光光度法测定。按照所用的盐酸副玫瑰苯胺使用含磷酸多少，分为两种操作方法。方法一：含磷酸量少，最后溶液的pH值为1.6±0.1 ；方法二：含磷酸量多，最后溶液的pH值为1.2±0.1 ；是我国暂选为环境检测系统的标准方法。本实验采用方法二测定。 3. 仪器

1) 多孔玻板吸收管

2) 空气采样器流量0—1L/min 。 3) 恒温水浴 4) 具色比色管10mL 5) 分光光度计 4. 试剂

1）0.04mol/L四氯汞钾（TCM）吸收液：称取10.9g二氯化汞，6.0g氯化钾 0.070g乙二胺四乙酸二钠盐（EDTA），溶解于水，稀释至1000mL。此溶液在 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：量取1mL 36—38%甲醛溶液，用水稀释至200mL，临 用现配。

3）6.0g/L氨基磺酸铵溶液：称取0.60g氨基磺酸铵，溶解于100mL水中， 临用现配。

4）0.05mol/L碘贮备液：称取12.7g碘于烧杯中，加入40g碘化钾和25mL

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水，搅拌至全部溶解后，用水稀释至1000mL，贮于棕色试剂瓶中。

5）0.005mol/L碘使用液：量取50mL碘贮备液，用水稀释至500mL，贮于 棕色试剂瓶中。

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，慢慢到入100mL沸水中，继续煮沸直至溶液澄清，冷却后贮于试剂瓶中。

7）0.1000mol/L碘酸钾标准溶液：称取3.5668g碘酸钾（优级纯，110℃ 烘干2h），溶解于水，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至标线。

8） 1.2mol/L盐酸溶液：量取100mL浓盐酸(比重1.19)，用水稀释至1000mL。

9）0.1mol/L硫代硫酸钠贮备液：称取25g硫代硫酸钠(Na2S2O3·5H2O)， 溶解于1000mL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：吸取碘酸钾标准溶液25.00mL，置于250mL碘量瓶中，加70mL 新煮沸并已冷却的水，加1.0g碘化钾，振荡至完全溶解后，再加1.2mol/L盐酸溶液10.0mL，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2g/L淀粉指示剂5mL，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：

25.000.1000 （2-1）

V式中：C—硫代硫酸钠溶液浓度（mol/L）；

C=

V—消耗硫代硫酸钠溶液的体积（mL）。

10）硫代硫酸钠标准溶液：取50.00mL硫代硫酸钠贮备液于500mL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0.20g亚硫酸钠(Na2SO3)及0.010g乙二胺 四乙酸二钠，将其溶解于200mL新煮沸并已冷却的水中，轻轻摇匀（避免震荡，以防充氧）。放置2—3h后标定。此溶液每毫升相当于含320—400μg S02。 标定方法：

（1）取四个250mL碘量瓶（A1、A2、B1、B2），分别加入0.005mol/L

碘溶液50.00mL。在A1、A2瓶内各加25mL水，在B1瓶内加入25.00mL亚硫酸钠标准溶液，盖好瓶塞。

（2）立即吸取2.00mL亚硫酸钠标准溶液于已加有40—50mL四氯汞钾

溶液的100mL容量瓶中，使其生成稳定的二氯亚硫酸盐络合物。

（3）再吸取25.00mL亚硫酸钠标准溶液于B2瓶内，盖好瓶塞。 （4）用四氯汞钾吸收液将100mL容量瓶中的溶液稀释至标线、摇匀。 （5）A1、A2、B1、B2四瓶于暗处放置5min后，用0.01mol/L硫代硫

酸钠标准溶液滴定至淡黄色，加5mL淀粉指示剂，继续滴定至蓝色刚好褪去。平行滴定所用硫代硫酸钠溶液体积之差应不大于0.05mL。

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所配100mL容量瓶中的亚硫酸钠标准溶液相当于S02的浓度由下式计算：

SO2 (μg/mL)=

(V0V)C32.0210002.00 （2-2）

25.00100式中：V0—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/L）；

32.02—相当于1mol/L硫代硫酸钠溶液的S02 (1/2SO2)的质量（mg）。

根据以上计算的S02标准溶液的浓度，用四氯汞钾吸收液稀释成每毫升含 2.0μg S02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0.20g经提纯的盐酸副玫瑰苯胺，溶解于100mL，1.0mol/L盐酸溶液中。

13) 3mol/L磷酸溶液：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：吸取0.2%盐酸副玫瑰苯胺贮备液20.00mL于250mL容量瓶中，加3mol/L磷酸溶液200mL，用水稀释至标线。至少放置24h方可使用。存于暗处，可稳定9个月。 5. 测定步骤

1) 标准曲线的绘制

取8支10mL具塞比色管，按下表所列参数配置标准色列。

表2-1 S02标准色列的绘制

加入溶液 2.0μg/mL S02的标准溶液（mL） 四氯汞钾吸收液（mL） S02含量（μg） 0 0 5.00 0 1 0.60 4.40 1.2 色列管编号 2 1.00 4.00 2.0 3 1.40 3.60 2.8 4 1.60 3.40 3.2 5 1.80 3.20 3.6 6 2.20 2.80 4.4 7 2.70 2.30 5.4 在以上各管中加入6.0g/L氨基磺酸铵溶液0.50mL，摇匀。再加2.0g/L甲醛溶液0.50mL及0.016%盐酸副玫瑰苯胺使用液1.50mL，摇匀。当室温为15—200C时，显色30min；室温为20—250C时，显色20min；室温为25—300C时，显色15min。用1cm比色皿，于575nm波长处，以水为参比，测定吸光度。以吸光度对二氧化硫含量（μg）绘制标准曲线，并用最小二乘法计算出回归方程式:

y = bx + a （2-3）

式中：y —（AA0）标准溶液吸光度A与试剂空白液吸光度A0之差；

x —二氧化硫含量，μg；

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b —回归方程的斜率；

a —回归方程的截距。

2) 采样

用内装5mL四氯汞钾吸收液的多孔玻璃吸收管以0.5L/min流量采样10—20L。在采样、样品运输及存放过程中应避免日光直接照射。如果样品不能当天分析，需将样品放在50C的冰箱中保存，但保存时间不得超过7d。

3) 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10mL具塞比色管内，用少量水洗涤吸收管，洗涤液并入具塞比色管中，使总体积为5mL。加6.0g/L氨基磺酸铵溶液0.50mL，摇匀，放置10min，以除去NOx的干扰。以下步骤同标准曲线的绘制。

如果样品溶液的吸光度超过标准曲线的上限，可用试剂空白液稀释，在数分钟内再测吸光度，但稀释倍数不要大于六倍。 6. 计算

二氧化硫（SO2，mg/m3）=

WVt  （2-4）

VnVa式中：W—测定时所取样品溶液中S02含量（μg，由标准曲线查知）；

Vt—样品溶液总体积（mL）；

Va—测定时所取样品溶液体积（mL）； Vn—标准状态下的采样体积（L）。

7. 注意事项

1) 温度对显色影响较大，温度越高，空白值越大。温度高时显色快，褪色也快，最好用恒温水浴控制显色温度。测定样品时的温度和绘制标准曲线时的温度相差不要超过2OC。

2) 对品红试剂必须提纯后方可使用，否则，其中所含杂质会引起试剂空白值增高，使方法灵敏度降低。已有经提纯合格的0.2%对品红溶液出售。

3) 六价铬能使紫红色络合物褪色，产生负干扰，故应避免用硫酸-铬酸洗液洗涤所用玻璃器皿，若已用次溶液洗过，则须用（1+1）盐酸溶液浸洗，再用水充分洗涤。

4) 用过的具塞比色管及比色皿应及时用酸洗涤，否则红色难于洗净。具塞比色管用（1+4）盐酸溶液洗涤，比色皿用（1+4）盐酸加1/3体积乙醇混合液洗涤。

5) 四氯汞钾溶液为剧毒试剂，使用时应小心，如溅到皮肤上，立即用水冲洗。使用过的废液要集中回收处理，以免污染环境。

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2.2.2大气中NOx的测定

综合考虑各种方法的优缺点以及实验室设备的条件，本文采用盐酸奈乙二胺分光光度法测定大气中的S02。具体步骤及注意事项如下：

1. 目的

掌握盐酸萘乙二胺分光光度法测定大气中NOx（NO和NO2）浓度的分析原理可见光分光光度计的操作技术。

2. 原理

大气中的NOx主要是NO和NO2.在测定NOx浓度时，应先用三氧化铬将

NO氧化成NO2。NO2被吸收液吸收后，生成亚和，其中，亚与

对氨基苯磺酸发生重氮化反应，再与盐酸萘已二胺偶合，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NO2（气）转变为NO2（液）的转

换系数为0.76，故在计算结果时应除以0.76。 3. 仪器

1）多孔玻板吸收管。

2）双球玻璃管（内装三氧化铬—砂子）。 3）空气采样器：流量范围0—1L/min。 4）分光光度计。 4. 试剂

所有试剂均用不含亚根的重蒸馏水配制.其检验方法是：所配制的吸收液对0nm光的吸光度不超过0.005。

1) 吸收原液

称取5.0g对氨基苯磺酸，置于1000mL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0.050g盐酸萘乙二胺，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。保存时可用聚四氟乙烯生胶带密封瓶口，防止空气与吸收液接触。

2) 采样用吸收液

采样时，按4份吸收原液与1份水的比例混合配成采样用吸收液。

3) 三氧化铬—砂子氧化管

筛取20—40目海砂（或河砂），用（1+2）的盐酸溶液浸泡一夜，用水洗至 中性,烘干。将三氧化铬与砂子按质量比(1+20)混合,加少量水调匀,放在红外灯下或烘箱内于105OC烘干,烘干过程中应搅拌几次。制备好的三氧化铬--砂子应是松散的,若粘在一起,说明三氧化铬比例太大,可适当增加一些砂子,重新制备。称取约8g三氧化铬--砂子装入双球玻璃管内,两端用少量脱脂棉塞好,用乳胶管或塑料管制的小帽将氧化管两端密封,备用。采样时将氧化管与吸收管用一小段乳胶管相接。采集的气体尽可能少与乳胶管接触，以防氮氧化物被吸附。

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4) 亚钠标准贮备液

称取0.1500g粒状亚钠(NaNO2,预先在干燥器内放置24h以上),溶解

于水,移入1000mL容量瓶中,用水稀释至标线.此溶液每毫升含100.0µg NO2,贮

于棕色瓶内,冰箱中保存,可稳定三个月。 5)亚钠标准溶液

临用前，吸取贮备液5.00mL于100mL容量瓶中,用水稀释至标线.此溶液

每毫升含5.0µg NO2。

5. 测定步骤

1) 标准曲线的绘制

取7支10mL具塞比色管,按下表所列数据配制标准色列。

表2-2 亚钠标准色列 管 号 亚钠标准溶液（5.0µg /mL） 吸收原液(mL) 水(mL) NO2含量(µg) 0 0.00 4.00 1.00 0.0 1 0.10 4.00 0.90 0.5 2 0.20 4.00 0.80 1.0 3 0.30 4.00 0.70 1.5 4 0.40 4.00 0.60 2.0 5 0.50 4.00 0.50 2.5 6 0.60 4.00 0.40 3.0 以上溶液摇匀,避开阳光直射放置15min,在0nm波长处,用1cm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NO2含量(µg)为

横坐标,绘制标准曲线。

2) 采样

将一直内装5.00mL吸收液的多孔玻板吸收管进气口接三氧化铬--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铬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 液呈略微红色为止,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。在采样的同时,应测定采样 现场的温度和大气压力,并作好记录。

3) 样品的测定

采样后,放置15min,将样品溶液移入1cm比色皿中,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.计算结果时应乘以稀释倍数。

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6. 计算

(AA0a)0.76Vn1b （2-5）

氮氧化物(NOx，mg/m3)=

式中: A—样品溶液的吸光度；

A0—试剂空白溶液的吸光度；

 b、a —分别为标准曲线的斜率（吸光度/µg NO2·5mL）和截距；

Vn—标准状态下的采样体积（L）；

 0.76—NO2（气）转化为NO2（液）的系数。

7. 注意事项

1) 吸收液应避光,且不能长时间暴露在空气中,以防止光照使吸收液显色或吸收空气中的氮氧化物而使试剂空白值增高。

2) 氧化管适于在相对湿度为30—70%时使用.当空气相对湿度大于70%时,应勤换氧化管；小于30%时,则在使用前,用经过水面的潮湿空气通过氧化管,平衡1h。在使用过程中应经常注意氧化管是否吸引起板结,或者变成绿色。若板结会使采样系统阻力增大,影响流量；若变成绿色，表示氧化管已失效。

3）亚钠（固体）应密封保存，防止空气及湿气侵入。部分氧化成钠或呈粉末状的试剂都不能用直接法配制标准溶液.若无颗粒状亚钠试剂，可用高锰酸钾容量法标定出亚钠贮备溶液的准确浓度后，再稀释为含5.0µgmL 亚根的标准溶液。

4) 溶液若呈黄棕色,表明吸收液已受三氧化铬污染,该样品应报废。 5) 绘制标准曲线,向各管中加亚钠标准使用溶液时,都应以均匀,缓慢的速度加入。曲线的线性好。 2.2.3大气中TSP的测定

考虑到采用重量法是一种非常简便而且准确地方法，而且实验室又有采样

器，所以采用重量法来测定大气中的总悬浮颗粒物。具体步骤如下： 1. 目的

掌握重量法测定大气中总悬浮颗粒物的基本技术及采样方法。 2. 原理

抽取一定体积的空气，通过已恒重的滤膜，空气中粒径在100μm以下的 悬浮颗粒物被阻留在滤膜上，根据采样前后滤膜重量之差及采样体积，可计算出总悬浮颗粒物的质量浓度。 3. 仪器

1）中流量采样器，流量50-150L/min。 2）干燥器，内装变色硅胶。

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3）气压计。 4）温度计。

5）滤膜，超细玻璃纤维滤膜或过氯乙烯滤膜。 6）滤膜贮存袋及贮存盒。

7）感量0.1mg分析天平。 4. 实验步骤 1）采样

（1）每张滤膜使用前需用光检查，不得使用有针孔或有任何缺陷的滤

膜采样。

（2）采样滤膜在称重前需在平衡室内平衡24h，然后在规定条件下迅速称重，读数准确至0.1mg，记下滤膜的编号和重量，将滤膜平展地放在光滑洁净的袋内，然后贮于盒内备用。采样前的滤膜不能弯曲或折叠。

（3）采样时，将已恒重的滤膜，用镊子小心取出，“毛”面向上平放在

采样夹的网托上（网托事先用纸擦净，若用过氯乙烯滤膜，，需揭区去衬纸）拧紧采样夹，按流量110L/min采样。

（4）随时观察流量，尽量保持流量不变。 （5）用一张滤膜采样40min。

（6）采样后，用镊子小心取下滤膜，使采样“毛”面朝内，以采样有效

面积的长边为中线对折。

（7）将折叠好的滤膜放回表面光滑的纸袋并贮于盒内，取采样后的滤

膜时应注意滤膜是否出现物理性损伤及采样过程中有否穿孔漏气现象，若发现有损伤、穿孔漏气现象，应作废，重新取样。

（8）记录采样期的温度、压力。 2）样品测定

采样后的滤膜在平衡室内平衡24h后，迅速称重。读数准确至0.1mg。 5. 计算

总悬浮颗粒物（TSPmg/m3)W (2-6) Qnt式中 W—采集在滤膜上总悬浮颗粒物质量（mg）； t—采样时间（min）

Qn—标准状态下的采样流量（m/min）

3

QnQ2T3P2273P3PP2.69Q223 (2-7) T2P3101.3T3T2T3式中 Q2—现场采样流量（m3/min）

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P2—采样器现场校准时大气压力（kPa） P3—采样时大气压力（kPa）

T2—采样器现场校准时空气温度（K） T3—采样时空气温度（K）

若T3、P3与T2、P2相近，可用T2、P2代之。 6. 注意事项

1) 由于采样流量计上表观流量与实际流量随温度、压力的不同而变化，所以采样流量计必须校正后使用。

2) 要经常检查采样头是否漏气。当滤膜上颗粒物与四周白边之间的界线模糊，表明密封垫密封性能不好或螺丝没有拧紧，测定值将会偏低。

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第三章 绘制标准曲线

3.1 S02标准曲线

3.1.1标准曲线绘制前的工作

将2.0μg/mL S02的标准溶液和0.04mol/L的四氯汞钾吸收液按第二章2.2.1步骤五的要求依次加入8支10ml的试管中，然后在以上各管中加入6.0g/L氨基磺酸铵溶液0.50mL，摇匀。再加2.0g/L甲醛溶液0.50mL及0.016%盐酸副玫瑰苯胺使用液1.50mL，摇匀。为了使标准曲线更加准确，要准备40支10mL的试管，即要做5组相同的实验，其它四组操作步骤完全和第一组相同，当时的记录的实验室温度为18℃，所以按照要求要显色30min，30min后开始用1cm比色皿，于575nm波长处，以水为参比，分别测定5组的吸光度。 3.1.2配置好的标准色列

配置好的S02标准色列如图3-1

图3-1 S02标准色列 3.1.3测定数据

配置5组S02标准色列，然后分别测定其吸光度，为了使测定结果更加准确，配置了五组标准色列进行测定，测定结果如表3-1：

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表3-1 不同浓度S02对应的吸光度

SO2含量（µg） 第一组吸光度 第二组吸光度 第三组吸光度 第四组吸光度 第五组吸光度 0 1.2 2 2.8 3.2 3.6 4.4 5.4 0.032 0.131 0.191 0.2 0.276 0.317 0.375 0.445 0.025 0.106 0.165 0.219 0.246 0.283 0.330 0.390 0.031 0.049 0.173 0.230 0.241 0.274 0.323 0.376 0.020 0.111 0.178 0.222 0.262 0.207 0.325 0.367 0.036 0.120 0.193 0.233 0.270 0.282 0.300 0.393 每组分别绘制标准曲线，利用剔除不在线上的点后剩下的数据分别对应平均后得到的数据绘制得到的标准曲线即为最终得到的标准曲线，如表3-2：

表3-2 平均五组测定的吸光度后得到的平均吸光度 SO2含量（µg） 吸光度 0 1.2 2 2.8 3.2 3.6 4.4 5.4 0.0285 0.117 0.178 0.2353 0.23 0.2995 0.3427 0.3987 利用表3-2的数据绘制S02吸光度曲线，如图3-2，得到的曲线为y=0.0695x+0.03,拟合度为0.9957。

图3-2 S02吸光度曲线

3.2 NOx标准曲线

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3.2.1标准曲线绘制前的工作

将亚钠标准溶液（5.0µg /mL），一次蒸馏水和吸收原液按第二章2.2.2步骤五的要求依次加入7支10mL的试管中然后摇匀,避开阳光直射放置15min,在0nm波长处,用1cm比色皿,以水为参比,测定吸光度，同样为了使做出的标准曲线更加准确，要准备35支10mL的试管，即仍要做五组相同的实验，其他四组操作步骤完全和第一组相同。 3.2.2配置好的标准色列图

配置好的NOx标准色列如图3-3，从图中看出，溶液的玫瑰红色逐渐加深。

图3-3 NOx标准色列

3.2.3测定数据

配置5组NOx标准色列，然后分别测定其吸光度，为了使测定结果更加准

确，配置了五组标准色列进行测定，测定结果如表3-3：

表3-3 不同浓度的亚根含量对应的吸光度 亚根含量（µg） 第一组吸光度 第二组吸光度 第三组吸光度 第四组吸光度 第五组吸光度 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 0.011 0.119 0.225 0.305 0.404 0.503 0.573 0.010 0.132 0.222 0.327 0.402 0.501 0.566 0.013 0.129 0.233 0.327 0.428 0.506 0.586 0.014 0.129 0.228 0.333 0.411 0.506 0.607 0.018 0.127 0.237 0.337 0.417 0.506 0.557 每组分别绘制标准曲线，利用剔除不在线上的点后剩下的数据分别对应平均后得到的数据绘制得到的标准曲线即为最终得到的标准曲线，如表3-4所示：

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表3-4平均五组测定的吸光度后得到的平均吸光度 亚根含量（µg） 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 吸光度 0.0132 0.1272 0.2290 0.3258 0.4124 0.5044 0.5778 利用表3-4的数据绘制NaNO2吸光度曲线，得到的曲线如图3-4所示，y=0.188x+0.0309,拟合度为0.9963。

图3-4 NaNO2标准曲线

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第四章 废气样品的测定分析

4.1废气采样

4.1.1 S02的采样

按要求要用内装5mL四氯汞钾吸收液的多孔玻璃吸收管通过空气采样器以0.5L/min流量采样10—20L，即20到40分钟，采样时间都为下午，采样后当天晚上分析处理样品，采样地点分为地点一和地点二，选取地点时综合考虑采样地点要具有代表性并且能够提供电源，地点一设在航空楼附近，地点二设在西门口（西安西北工业大学），地点一人流量和车流量都很小，比较干净；地点二由于在马路边而且离外面大街很近，所以人流量和车流量大部分时间都比较大。采样天数为4月27日—5月10日总计14天。 4.1.2 NOx的采样

按要求将一直内装5.00mL吸收液的多孔玻板吸收管进气口接三氧化铬--砂子氧化管,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略微红色为止,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。在采样的同时,应测定采样现场的温度和大气压力,并作好记录。采样地点与S02的采样地点完全相同。采样天数为4月27日—5月10日总计14天。 4.1.3 TSP的采样

采样步骤见第二章2.2节实验方法的最终选择中大气中TSP的测定实验步骤所示。采样天数为4月26日—5月10日15天。采样地点一设置在航空楼附近，采样地点二设置在西北工业大学西门口，分别如图4-1和图4-2所示：

图4-1 航空楼附近的采样（地点一）

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图4-2 西门口的采样（地点二）

4.2样品的测定与分析

4.2.1 S02的测定与分析计算

样品中若有浑浊物，应离心分离除去。但本次实验样品中都没出现沉淀，样品放置20min，以使臭氧分解。将两组吸收管中的吸收液全部移入10mL具塞比色管内，用少量水洗涤吸收管，洗涤液并入具塞比色管中，使总体积为5mL。加6.0g/L氨基磺酸铵溶液0.50mL，摇匀，放置10min，以除去NOx的干扰。以下步骤同标准曲线的绘制。在以上两组样品各管中加入6.0g/L氨基磺酸铵溶液0.50mL，摇匀。再加2.0g/L甲醛溶液0.50mL及0.016%盐酸副玫瑰苯胺使用液1.50mL，摇匀。当室温为15—200C时，显色30min；室温为20—250C时，显色20min；室温为25—300C时，显色15min。用1cm比色皿，于575nm波长处，以水为参比，测定吸光度。然后将吸光度对照S02标准曲线得到相应S02质量W。之后13天的测定方法都与以上相同。然后按照下式计算：

二氧化硫（SO2，mg/m3）=

WVt （4-1） VnVa式中：W—测定时所取样品溶液中二氧化硫含量（µg，由标准曲线查知）；

Vt—样品溶液总体积（mL）；

Va—测定时所取样品溶液体积（mL）； Vn—标准状态下的采样体积（L）。

对从4月27日到5月10日两个星期的二氧化硫采样结果进行吸光度测定，结果如表4-1所示，其中1—14代表从4月27日到5月10日的14天。

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4.2.2 NOx的测定与分析

采样后,放置15min,将样品溶液移入1cm比色皿中, 将以上两组溶液摇匀,避开阳光直射放置15min,在0nm波长处,用1cm比色皿,以水为参比,测定吸光度。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.计算结果时应乘以稀释倍数。然后将测定好的吸光度对照亚钠标准曲线得出相应的质量。之后13天的测定方法都与以上相同。然后按照下式计算：

氮氧化物(NOx，mg/m3)=

式中: A—样品溶液的吸光度；

A0—试剂空白溶液的吸光度；

 b、a—分别为标准曲线的斜率（吸光度/µg NO2·5mL）和截距；

(AA0a)0.76Vn1b （4-2）

Vn—标准状态下的采样体积（L）；

 0.76—NO2（气）转化为NO2（液）的系数。

从4月27日到5月10日两个星期的关于NOx浓度的计算结果如表4-3示，其中1—14代表从4月27日到5月10日的14天。

4.2.3 TSP的测定与分析

将采样后的滤膜用镊子取出来后再次称重，滤膜采样前后两次重量之差就是采样的总悬浮颗粒物重量。

总悬浮颗粒物（TSPmg/m3)W （4-3） Qnt式中 W —采集在滤膜上总悬浮颗粒物质量（mg）； t —采样时间（min）

Qn—标准状态下的采样流量（m/min）。

3

QnQ2T3P2273P3P2P3 （4-4） 2.69Q2T2P3101.3T3T2T33式中 Q2—现场采样流量（mmin）

P2 —采样器现场校准时大气压力（kPa） P3—采样时大气压力（kPa）

T2 —采样器现场校准时空气温度（K） T3—采样时空气温度（K）

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若T3、P3与T2、P2相近，可用T2、P2代之。本实验取T2=T3,、P2=P3。 从4月26日到5月10日半个月的关于总悬浮颗粒物浓度的计算结果如下表示，其中1—15代表从4月26日到5月10日的15天。

需要说明的是地点一由于选在航空楼附近离马路比较远的地方，而且人流量很小，所以地点一的天气状况一栏中不再说明车流量和人流量的情况。

4.3结果与讨论

4.3.1 S02的采样分析结果

经过从4月27日到5月10日两个星期在两个地点的每天不间断采样，并且计算出的S02每天的小时平均浓度如表4-2所示，需要说明的是，期间每天的采样时间基本上为下午14点到17点之间。将这十四天的浓度在坐标轴上连成一条曲线，如图4-3所示，其中1—14为4月27日至5月10日。

图4-3 地点一的S02浓度曲线

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图4-4 地点二的S02浓度曲线

从图4-3和图4-4两幅图明显看出，地点二的S02浓度比地点一的浓度均要高，因为地点二处于人流量和车流量较大，而且和外面大街相连的西北工业大学友谊校区西门口，而地点一则是处于人流量和车流量少的，空气相对比较干净的西北工业大学友谊校区航空楼附近，下面依次分析两幅图：

地点一：从地点一的浓度曲线图看出，S02浓度最高不超过0.07mg/m3， 国标规定S02一小时平均平均浓度限值依次为：一级标准 0.15 mg/m3，二级标准 0.5 mg/m3，三级标准 0.7 mg/m3。因为地点一的S02浓度值均小于0.15 mg/m3，所以可知从4月27日到5月10日当天在采样时间段的S02浓度均达到国家一级标准。

具体分析图4-3。4月27日西安天气晴朗，当时地点一周围没人，几乎没风，很干净，所以S02浓度低；随后两天S02浓度略微上升，5月2号那天离采样点二十米的马路上车很多，S02浓度升高，5月3号那天采样时有两辆除草车在离采样器很近的草坪上除草，能很明显闻到汽油味，因而浓度比前一天更高，4号那天周边状况与2号那天差不多，6号那天天气特别好，空气也很清新，故而S02浓度很低，其余各天空气状况都差不多，S02浓度比较相近。

地点二：从地点二的浓度曲线看出，S02的最高值比地点一大，但浓度最高值不超过0.12 mg/m3，从国标规定中得知，从4月27日到5月10日当天在采样时间段的S02浓度也均达到国家一级标准。

具体分析图4-4。由于采样点二在西门口，所以S02浓度基本上与汽车流量有很大关系，比如5月2号，4号，7号采样时段车流量都很大，每分钟基本上要经过三四辆车，故而相应的S02浓度随之上升。 讨论：

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1. 实验过程中存在的一些干扰及消除方法。

答：温度对显色影响较大，温度越高，空白值越大。试验流程比较长、步骤比较繁琐，实验过程中需要注意相关溶液的加入量和浓度以及前后顺序。其中四氯汞钾溶液、甲醛溶液为剧毒试剂，使用时应该小心。试验中锰、铁、铬等离子对测定有干扰，加入磷酸和乙二胺四乙酸二钠盐可消除或减少某些金属离子的干扰。温度、酸度、显色时间等因素影响显色反应严格遵守实验流程和规则，认真观察实验现象，并对实验数据进行必要的记录。 2. 多孔模板吸收管的作用。

答：气体通过吸收管的筛板后，被分散成很小的气泡，且阻留时间长，大大增加了气液接触面积，从而提高了吸收效果。可以防止吸收液进入仪器腐蚀设备。 4.3.2 NOx的采样结果分析

经过从4月27日到5月10日两个星期在两个地点的每天不间断采样后，并且计算出的NOx每天的小时平均浓度如表4-4所示，采样时间与S02采样时间相同，将这十四天的浓度在坐标轴上连成一条曲线，如图4-5所示，其中1—14为4月27日至5月10日。

图4-5 地点一的NOx浓度曲线

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图4-6地点二的NOx浓度曲线

从图4-5和图4-6两幅图明显看出，地点二的NOx浓度比地点一的浓度均要高，因为地点二处于人流量和车流量较大，而且和外面大街相连的西北工业大学友谊校区西门口，而地点一则是处于人流量和车流量小的，空气相对比较干净的西北工业大学友谊校区航空楼附近，下面依次分析两幅图：

地点一：从地点一的浓度曲线图看出，NOx浓度最高不超过0.07mg/m3， 国标规定NOx一小时平均平均浓度限值依次为：一级标准 0.15 mg/m3，二级标准 0.25mg/m3，三级标准 0.3 mg/m3。因为地点一的NOx浓度值均小于0.15 mg/m3，所以可知从4月27日到5月10日当天在采样时间段的NOx浓度均达到国家一级标准。

分析图4-5。与图4-3的曲线走势很相似，所以具体分析原因与图4-3的分析基本一样。

地点二：从地点二的浓度曲线看出，NOx的最高值比地点一大，但浓度最高值不超过0.1 mg/m3，从国标规定中得知，从4月27日到5月10日当天在采样时间段的NOx浓度也均达到国家一级标准。

分析图4-6。与图4-4的曲线走势又非常相似，同样是因为地点二的NOx浓度与汽车流量有很大关系，而5月2号，4号，7号采样时段车流量都很大故而NOx浓度比平时升高很多。 讨论

1. 氧化管中的石英砂的作用以及氧化管变成绿色失效的原因。

答：管中的石英砂由于其粒径大，颗粒之间的间隙也大，增加氧化剂三氧 化铬的表面积。如果氧化管变成绿色，说明氧化剂不能把NO化成NO2，失效了。

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2. 氧化管为何做成双球形，双球形氧化管的优点。

答：双球形氧化管可以增大气体与氧化剂的接触面积，保证空气中的NO能够充分与氧化剂接触并被氧化成NO2。 4.3.3 TSP的采样结果分析

经过从4月26日到5月10日两个星期在两个地点的每天不间断采样后，并且计算出的TSP每天的小时平均浓度如表4-5所示，每天采样开始时间与S02，NOx采样时间相同，将这十五天的浓度在坐标轴上连成一条曲线，如图4-7和图4-8所示，其中1—15为4月26日至5月10日。

图4-7 地点一的TSP浓度曲线

图4-8 地点二的TSP浓度曲线

从图4-7和4-8看出，地点二每天的TSP含量同样均比地点一的含量高，理

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由与上面分析S02时相同。

具体分析图4-7。国标规定TSP日平均浓度限值为：一级标准 0.12，二级标准 0.30， 三级标准 0.50。由于4月26日那天西安正值沙尘暴天气，所以TSP浓度相当高，超标比较严重，属于重度污染，受其影响，27，28号两天仍然浓度比较高，达到轻度污染，另外除了5月3号和5号两天TSP浓度略有超标外，剩余几天都达到了国家三级标准。3号和5号那两天天空比较灰暗，而且空气比较浑浊，采集时喉咙很痒，足见空气灰尘较多，故而TSP含量高，

分析图4-8。由于采样地点二周围车多，人多，故而平均浓度都高于采样点一，26号那天综合沙尘暴天气，车多，人多等因素，使得那天TSP含量相当高，达到2.11 mg/m3,严重超标，27号和28号两天也轻度污染。由图可见，除了5月6号和5月9号那两天采样时段TSP浓度达到国家三级标准外其余各天浓度都有所超标，这与采样地点二的特点有关，但本文认为它不能反应西安真实TSP状况。而浓度高低的变化除了与空气状况有关外，与当时的车流量，人流量也有很密切的关系。

下面列出提供有中华人民共和国环境保护部数据中心网站提供的西安从4月26日到5月10日的可吸入颗粒物（PM10）空气质量日报：

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图4-9 空气质量日报

根据表4-6及公式4-5将API值换算为相应的浓度值：

表4-6 空气污染指数对应的污染物浓度限值

I大I小I（CC小）I小 （4-5）

C大C小 式中C大与C小：在API分级表（表4-6）中最贴近C值的两个值，C大为大于C的限值，C小为小于C的限值。

I大与I小：在API分值表（表4-6）中最贴近I值的两个值，I大为大于I

的值，I小为小于I的值。 计算结果如表4-5：

表4-5 由空气质量日报计算出的PM10浓度 日期 4.26 4.27 4.28 4.29 4.30 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 浓度（mg/m） 0.574 0.266 0.262 0.230 0.212 0.146 0.142 0140 0.128 0.136 0.092 0.068 328

5.8 5.9 5.10 0.110 0.120 0.212 由表4-5绘制PM10从4月26日到5月10日浓度变化曲线，如图4-11所示：

图4-11 PM10的浓度变化曲线

与图4.8比较显然曲线走势非常相近，从而证明我测的TSP浓度值是比较准确的。 讨论

1. 采样点的选择。

采样点应该在设在整个监测区的高、低两种不同污染物的地方。采样点设置数目应该分局监测区范围大小，污染物的空间分布和地形地貌特征、人口分布及其密度、经济条件和精度有关。可以采用经验法，统计法和模拟法布置。采样点的周围应该开阔，采样口尽量避免树木及吸附能力较强的建筑物，至少距离地面1.5到2m处，以减少扬尘的影响。 2. 滤膜在恒重称量时应该注意的问题。

答：在滤膜称量之前，需要进行透光检查滤膜无针孔或其他缺陷。迅速称重在平衡室内已平衡24h的滤膜，读数精确到0.1mg，并将其铺展在光滑洁净的纸袋内。

3. 计算中为要将实际采样流量换算成标准状态下的采样流量的原因。 答：因为仪器出厂时就是在当地的温度和气压状态下校准的，所以现场采样的时候气压和温度已经变化了，所以在温度和气压差别比较大的时候有必要换算成便准状态下的采样流量，能够更准确计算出气体采样流量。

4.4误差分析

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本文包含测定大气中S02 ，NOx 以及TSP的浓度三个实验，其中在绘制S02 ，NOx 标准曲线过程中，为了使绘制出来的标准曲线能够更加准确，本文分别做了五组实验，将偏差大的数据剔除平均后得到的数据绘制成标准曲线图，这样能减小误差，但不能消除误差，分析可知，绘制标准曲线产生的误差一方面由于仪器设备本身的准确度问题，另一方面由于操作会产生误差，而且也与当时的天气状况，即压力和温度有关；还有，也与计算情况有关，图3-2中的S02标准曲线中，y=0.0695x+0.03, 图3-4的亚钠标准曲线中，y=0.188x+0.0309,这两个曲线公式中斜率和截距的选择本身也是经过四舍五入后得到的。在采集实验中，同样也会因为天气状况，操作人的操作情况以及仪器设备本身的准确度问题而产生误差。如图3-2中的S02标准曲线，拟合度达到了0.9957，如图3-4的亚钠标准曲线，拟合度达到了0.9963，都说明仍有误差，但是都在允许的误差范围内，满足实验要求，是可以使用的。

虽然不能消除误差，但是可以尽量减小误差，虽然仪器设备方面的问题不可以改变，但是可以着重规范自己的操作手法，要使自己的操作过程正确无误，从而减少误差。

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第五章 VB编程

为了能够更加方便的计算出大气中SO2，NOx 以及TSP的浓度，本文进行了简单的VB编程，这样，只要输入测量值，就能求出相应的浓度值。VB运行窗口界面如图5-1到图5-3所示,图5-1为求SO2的VB界面运行窗口，图5-2为求NOx的VB界面运行窗口，图5-3为求TSP浓度的VB界面运行窗口。

图5-1求SO2浓度的VB界面运行窗口

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图5-２ 求NOx浓度的VB界面运行窗

图５-3 求TSP浓度的VB界面运行窗口

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在图5-1，图5-2以及图5-3中，只要输入各种数值，然后点击求浓度值命令按钮，即可得到相应的浓度值，与之有关的三个程序如图5-4到图5-6。 1.求SO2浓度的VB程序

图5-4 求SO2浓度的VB程序

2.求NOx浓度的VB程序

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图5-5 求SO2浓度的VB程序

3.求TSP浓度的VB程序

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图5-6求TSP浓度的VB程序

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第六章 全文总结

6.1实验总结

通过半个月的污染物采集实验以及对污染物浓度的计算，最终得到了半个

月以来的污染物浓度曲线如图4-3到图4-6所示，通过与国标比对后得出：从4月27号到5月10号这14天当中，两个采集地点的SO2浓度和NOx浓度均达到国家一级标准，但由于地点二的车流量均比地点一的大，所以地点二的SO2浓度和NOx浓度总体比地点一的高；从图4-7中可以看出，4月30号那天TSP含量达到国家一级标准，有三天达到国家二级标准，有五天达到国家三级标准，剩余几天都有所超标，从图4-8中看出，，除了5月6号和5月9号那两天采样时段TSP浓度达到国家三级标准外其余各天浓度都有所超标，这与采样地点二的特点有关，但我觉得它不能反应西安真实TSP状况。而浓度高低的变化除了与空气状况有关外，与当时的车流量，人流量也有很密切的关系。

结果表明采样点大气污染的首要污染物是TSP，其次是SO2和NOx。通过与中华人民共和国环境保护部数据中心网站提供的空气质量日报比对后得出本文做得实验结果是基本正确。所以，可以在入口附近多种树，适当汽车通过的次数，多在路面洒水，从而有效的降低那里的TSP浓度，保护行人的健康。

6.2实验中遇到的问题

通过本次毕业设计，了解了有关环境检测的有关方法，基本掌握了盐酸副玫瑰苯胺分光光度法测定大气中SO2浓度，盐酸萘乙二胺分光光度法测定大气中NOx浓度，重量法测定大气中TSP含量的三种方法。3月中旬开始实验以来，在前期按照国标方法配置试剂时，虽然最终配置好了所需的试剂，但是还是遇到了一些问题，具体表现在：

1. 刚开始对移液管的操作不熟悉，也不知道要提前浸润这一步骤，而且对 我到底要使用什么玻璃器皿不太清楚，高中学过但忘了，经过老师的讲解这一问题得到解决。

2. 有一次本人直接用刚刚烘干的还很烫手的烧杯直接装冷水，结果烧杯裂了，这完全是我粗心所致。

3. 由于用力过大，曾将两支移液管捏断了，这种低级错误使我明白做实验 要谨慎小心，认认真真，不能马虎大意。

4. 在实验早期用电子秤称量药品时，还是出现了一些问题，比如有时候忘记

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调零，而且没有注意到由于实验室窗户打开产生的风对称量造成的影响，从而走了一些弯路。之后外出采样，然后对废气中污染物含量进行分析研究，最终算出污染物浓度，并且绘出浓度曲线。

6.3对我国环境保护的建议与展望

由于各种人为和自然因素，我们周围的环境质量越来越让人堪忧，大气中

的主要污染物TSP，SO2，NOx的不断增加将会对人们的健康产生很大的负面影响，近些年来发生的很多的病例都与环境污染密切相关，所以为了人们的健康，也为了子孙后代的健康，环境保护工作势在必行。

仔细分析后发现，汽车尾气排放，城市建设造成大量露土面积以及市政建设改造中造成的道路扬尘是使得空气中总悬浮颗粒物比较高的主要原因，此外，沙尘暴的影响也尤为显著；而工业废气的排放，汽车尾气排放以及居民燃煤等也是造成大气中SO2比较高的主要原因。因此要不断提高大气环境质量，就必须继续改善能源结构，加强污染项目环境管理，多植树造林，增加绿地的覆盖面积。从而有效地改善大气环境质量，为人们的健康提供有力的保障。

21世纪以来，随着《大气污染防治法》，《中华人民共和国防沙治沙法》，《中华华人民共和国环境影响评价法》等一系列法律的出台，以及在08年后“环保总局”被升格为“环保部”这一事件我们可以看出国家开始对环境保护越来越重视了，近几年国家强行关闭全国的小煤窑，中小锅炉厂，大力改善能源结构，我相信随着和全国人民的共同努力，我们生活环境会越来越好的。

半年的毕业设计就这样结束了，从中我还是学到了不少东西，我们做实验一定不能马虎大意，因为在实验环节中假如一个环节哪怕是很小的地方出现这样或那样的错误，那么以后的环节就没有意义了，即实验失败了。所以做实验时我们要摆正自己的心态，认认真真，争取能做好，做到位。此外，这几个月的实验工作让我学会了如面对困难如何冷静的想出解决办法及路线，大大培养了我分析和解决问题的能力。

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参考文献

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[3]蒋展鹏. 环境工程学第二版.北京：高等教育出版社，2005. [4]谢协忠.水分析化学.北京：中国电力出版社，2007.

[5]国家环境保护科技标准司. 大气环境分析方法标准工作手册.西安，西北工业大学出版社.

[6]李娅，孙根年.20年来西安市工业发展与大气环境质量变化的关系.西安：陕西师范大学旅游与环境学院，2009.

[7]方力.人工神经网络法在大气污染预报中的应用.沈阳：辽宁省环境信息中心，2006.

[8]蔡健.环境空气影响与现状评价监测结果分析与应用.茂名：茂名市环境科学研究所，2009.

[9]http://www.ln.gov.cn/gyfw/qyfwnew/hblhnew/wtjdnew/200805/t20080522_211984.html

[10] http://datacenter.mep.gov.cn/TestRunQian/air_dairy.jsp?lang=null „‟

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致谢

大学时光随着本次论文的完成将要画上的句号，回想起来，四年过得真快。从刚开始实验方法的选择到之后具体的实验过程，无不凝聚着导师的心血和汗水，导师一共要指导我们5个人的毕设，而且也有工作在身，但是陈老师基本上每天都来实验室询问我们有什么问题，缺什么没有，每当我们遇到问题后，他都会悉心而又耐心的为我们讲解，他不拘一格的思想以及幽默的风格深深的感染着我们每一个人，他做事严谨认真的态度，精益求精的工作的作风，严于律己，宽以待人的风范值得我们每一个人学习，在实验过程中他不但给我们讲解很多的专业知识，还为我们提供很多创新的意见，没有导师的帮助，我不可能顺利的完成毕业设计。在此向陈老师表示崇高的敬意和真挚的感谢。

我论文的完成也离不开沙老师的帮助，虽然沙宇老师不是我的毕设导师，但是他仍然热心的帮我解决在实验过程中遇到的各种问题，真的很感谢沙老师。

此外，我要感谢同学的帮助，我的室外采样实验需要带相对比较多的实验设备，而我一个人又提不动，在我采样的半个月以来，班里的同学们都无私的帮助我提实验设备，而且在我写论文过程中，同学们也给我提供了很多有意义的建议，从而使我的论文更加完善，在此我向我们7261班的同学表示深深的感谢，没有你们的无私帮助，我不可能顺利完成室外采样实验。

最后，我要感谢我的父母，没有他们这么多年来给我的辛勤付出，我就不会有机会来到这里，有上大学的机会，对于父母，我充满感激之情。

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毕业设计小结

为期半年的的毕业设计随着本次论文的完成也结束了，在这半年中，从论文翻译，写任务书，实验方法的选择，到正式开始实验，我感觉自己过得还是比较充实的，从正式开始做实验以来，每天都呆在实验室里做实验，开始时我以为做实验很简单，不就像高中时候的化学实验吗，可是后来我才发现，这个要比高中那时候的化学实验复杂多了，我需要的一切的、都要自己准备，实验设备要准备，还要仔细清洗，试剂要自己去配，这简简单单的两个过程却需要我付出很多的汗水，就比如称量药品，由于要求精度高，我常常要称好长时间才能弄好，期间虽然感觉很累，但是却发现其实做实验挺有意思，它不仅考查我在大学四年中所学过的一些知识，更重要的是，我觉得它要求我们做事要认认真真，一丝不苟，而且要有足够的耐性，记得在某次实验过程中我满心欢喜的配好一份试剂后将其倒入100ml容量瓶后突然发现那个容量瓶底部漏水，当时正好是中午，本打算去吃饭的，但是心里很是不甘，忍着饿花了一个多小时重新配了一次，这样的例子还有好几次，现在想想，真是感谢那时候自己能够坚持下来，要不然可能现在还在实验室做实验。

毕业设计真的让我学到了很多，在临近毕业之际，我不断问自己，在我踏入工作单位之后，我将如何能够很快的融入到那个集体，怎样开始学会与同事交往，如何更好的完成领导交给的任务。通过半年来的毕业设计，我觉得，不管我们到哪里，都应该端正态度，认认真真的做事，大度一点，自信一点，阳光一点，学会与同事交往，快乐的过好每一天。

人生的道路是曲折的但也是美好的，我们要怀有梦想，即使我们的梦想在现实生活中经不起现实的磨砺，但是，想想我们的父母，我们的老师，我们的同学朋友，那么，我们就不会失去对生活的勇气，也许我们以后的生活会很平淡，但是平淡并不可怕，因为我们有一颗不平淡的心。

那么，相信自己，努力的前进吧，不管现实如何如何，始终做一个有心人，

有目标的人，加油！

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