环境监测大气课程设计.docx
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环境监测大气课程设计
一、设计的目的和任务····························································1
1-一、目的·································································1
1-二、任务··································································1
二、校园大气环境现状调查························································1
2-一、校园地理位置···························································1
2-二、校园污染源调查·······················································1
3、校园采样点的布设····························································2
3-一、采样点的布设原那么······················································2
3-二、采样点布设情形表······················································2
3-3、采样时刻和采样频率·····················································2
3-2、采样点布图····························································3
4、监测项目和方式······························································3
4-一、SO2的测定······························································3
原理3仪器4试剂4测定步骤5
4-二、NO2的测定······························································6
原理6仪器6试剂7测定步骤7
4-3、PM10的测定····························································8
原理8仪器9测定步骤9
五、空气质量状况分析···························································10
5-一、各监测项目的数据统计··················································10
5-二、空气质量状况分析······················································12
5-2-1各监测项目转变情形·················································12
5-2-2各监测项目日均浓度················································14
5-2-3API与空气污染物浓度的关··········································14
5-2-4API指数和空气质量的品级关系·····································15
5-2-5空气污染指数的计算方式············································15
5-2-6API值和空气质量品级评判···········································16
六、质量保证···································································18
6-一、质量保证的意义························································18
6-二、持续采样质量保证······················································18
6-3、中断采样质量保证·····················································19
7、爱惜校园环境质量的方案和建议············································19
7-一、气体的治理··························································19
7-1-1.SO2的防治·······················································19
7-1-2.NO2的防治·······················································20
7-1-3.PM10的防治·····················································21
7-二、校园生态环境的爱惜··················································21
八、校园环境空气质量的综合分析与评判··········································21
8-1、环境质量评判的概念与意义·············································21
8-2、环境质量评判分类······················································21
9.湖北理工学院综合评判······················································22
10、参考文献·································································22
一、设计的目的和任务
1-一、目的
这次课程设计是针对校园空气状况进行监测,从而了解校园的大气和大气状况观看分析大气中有害物质的散布,对空气质量进行评述并提出爱惜校园环境质量的计谋与建议,利用咱们所学的知识来解决实际问题。
巩固、消化《环境监测》课程的理论知识,同时加深咱们对大气污染检测的大体理论了解。
熟悉大气环境监测的全进程,把握常规监测项目的监测原理、方式、操作技术,培育学生进行现场调查和操作动手的能力,熟悉在监测进程进行质量保证的方式,具有制定和实施污染源调查、环境阻碍评判、治理工程所必需的监测方案的能力,操纵和改善校园大气质量,为学生和教师的生活与学习清洁适宜的环境,避免生态破坏,爱惜师生健康,增进校园和谐进展。
1-二、任务
进行学校大气环境现状调查,拟定监测方案,优化布点,搜集样品分析测试,并提出改善校园空气环境的计谋和建议,总结;撰写《环境监测》课程设计报告。
二、校园大气环境现状调查
2-一、校园地理位置
湖北理工学院座落在我国闻名的工业重镇、并有“江南明珠”之称的湖北省第二大城市—-黄石市。
校园位于黄石经济开发区青龙,占地面积2189亩,校舍建筑面积52万平方米,北面和桂林北路、磁湖交界,西面和磁湖路交界,校内存在大山,绿化面积较大
2-二、校园污染源调查
湖北理工在校人数为2万人,食堂有5个,还有一些开水锅炉,校内还有一个较大的驾校。
第二还有校外的餐厅,居民区,矿山,施工工程,及来往的车辆等,这些都会对学校环境造成较大的阻碍。
其中食堂和开水锅炉还有施工工程建设带来的污染物主若是粉尘和SO2,而驾校和校外的车辆那么要紧会带来一些氮
氧化合污染物。
3、校园采样点的布设
3-一、采样点的布设原那么[1]
(1)在污染源比较集中地地址、主导风向比较明显的情形下,应将污染源的下风向作为要紧监测范围,布设较多的采样点,上风向布设量点作为对照;
(2)污染源较密集,人口密度较大的地域要适当增设采样点;
(3)采样点的会走位应该视野应该比较开阔,采样口水平线与周围的建筑物高度的夹角应不大于30°;
(4)各个采样点的设置条件尽可能一致或标准化,使其取得的监测数据只有可比性;
(5)采样的高度依照检测母的而定,研究大气污染对人体的危害,应该将采样器或测定仪器设置于常人呼吸带的高度,即在采样口应在离地面1.5m-2m处。
综上所述,在校园中布点应依照污染物类型,数量,位置,排放浓度和校园地形,功能区和人口密集现象,地形及其他客观缘故确信布点位置和数量。
据校园污染源的特点,建议利用功能区布点法。
3-二、采样点布设情形表
检测项目
检测地点
SO2
NO2
PM10
义城学生公寓
1
1
1
图书馆
1
1
1
环境学院实验楼
1
1
1
东门
1
1
1
3-3、采样时刻和采样频率
频率:
持续采样5天,天天采样3次;
时刻:
5月9~13日,天天早上9:
00,11:
00和15:
00。
3-4、采样散布图
4、监测项目和方式
项目
采样方法
流量
时间
分析方法
SO2
液体吸收法
0.5L/min
45min
盐酸副玫瑰苯胺分光光度法
NO2
液体吸收法
0.3L/min
45min
盐酸萘乙二胺分光光度法
PM10
滤膜富集法
100L/min
45min
重量法
4-一、二氧化硫(SO2)的测定[2]
4-1-1原理(四氯汞钾溶液—盐酸副玫瑰苯胺吸收分光光度法):
空气中的SO2被四氯汞钾溶液吸收后,生成稳固的二氯亚硫酸盐络合物,该络合物再与甲醛及盐酸副玫瑰苯胺反映,生成紫红色的络合物,据其颜色深浅与SO2浓度成正比,用分光光度法测定(最大吸收峰于575nm处),反映式如下:
HgCl2+2KCl=K2[Hg(Cl)4]
[HgCl4]2-+SO2+H2O=[HgCl2SO3]2-+2H++2Cl-
[HgCl2SO3]2-+HCHO+2H+=HgCl2+羟基甲基硫酸
盐酸副玫瑰苯胺+羟基甲基硫酸=紫色络合物+H2O+3H++3Cl-(俗称品红)
4-1-2仪器
(1)多孔玻板吸收管一般型,内装10ml吸收液,用于1h采样。
(2)气泡吸收管直筒型,内装50ml吸收液,用于24h采样。
(3)空气采样器流量范围~1L/min,流量稳固。
利历时,用皂膜流量计校准采样系列在采样前和采样后的流量,流量误差应小于5%。
(4)具塞比色管10ml,体积刻度应校准。
(5)分光光度计用10mm比色皿,在波长550nm下,测定吸光度。
4-1-3试剂
(1)四氯汞钾吸收液L);
(2)甲醛溶液(2.0g/L);
(3)氨基磺酸铵溶液(6.0g/L);
(4)盐酸副玫瑰苯胺储蓄液%);
(5)盐酸副玫瑰苯胺利用液%);
(6)碘储蓄液L);
(7)碘利用液L);
(8)淀粉指示剂(5.0g/L);
(9)碘酸钾标准溶液L);
(10)硫代硫酸钠储蓄液L);
(11)硫代硫酸钠利用液L);
(12)二氧化硫标准溶液μg/mL);。
(13)磷酸溶液(3mol/L);
(14)亚硝酸钠标准溶液μg/mL);。
4-1-4测定步骤
⑴标准曲线的绘制:
取8支10mL具塞比色管,按以下参数和方式配制标准色列。
加入溶液
色列管编号
0
1
2
3
4
5
6
7
μg/mL亚硫酸钠标准使用液(mL)
0
四氯汞钾吸收液(mL)
二氧化硫含量(μg)
0
在以上各比色管中加入6.0g/L氨基磺酸铵溶液,摇匀。
再加2.0g/L甲醛溶液及%盐酸副玫瑰苯胺利用液,摇匀。
当室温为15~20℃时,显色30min;室温为20~25℃时,显色20min;室温为25~30℃时,显色15min。
用1cm比色皿,于575nm波优势,以水为参比,测定吸光度,试剂空白值不该大于吸光度。
以吸光度﹙扣除试剂空白值)对二氧化硫含量(μg)绘制标准曲线,并计算各点的SO2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)。
⑵采样:
量取5mL四氯汞钾吸收液于多孔玻璃吸收管内,通过塑料管连接在采样器上,在各采样点以L/min流量采气30~45min.采样完毕,封锁进出口,带回实验室供测定。
⑶样品测定:
将采样后的吸收液放置20min后,转入10mL比色管中,用少量水洗涤吸收管并转入比色管中,使其整体积为5mL,再加入6g/L的氨基磺酸铵溶液,及2.0g/L甲醛溶液及%盐酸副玫瑰苯胺利用液摇匀,放置10min,以排除NOx的干扰。
以下步骤同标准曲线的绘制。
按以下计算空气中SO2浓度(c):
C(SO2,mg/m3)=
式中:
A—样品溶液的吸光度;
A0---试剂空白溶液的吸光度;
--计算因子(μg/吸光度);
--换算成标准状况下的采样体积,L
(注:
在测定每批样品时,至少要加入一个已知SO2浓度的操纵样品同时测定,以保证计算因子的靠得住性。
)
4-二、二氧化氮(NO2)的测定[3]
4-2-1原理(盐酸萘乙二胺分光光度法):
用冰乙酸、对双氨基苯磺酸和盐酸乙二胺配成吸收液,大气中NO2被氧化成HNO3和HNO2。
在冰乙酸存在的条件下,亚硝酸与对氨基苯磺酸发生重氮化反映,然后再与盐酸萘乙二胺偶合,生成玫瑰红色偶氮染料,其颜色深浅与气体样品中NO2浓度成正比,因此能够用分光光度法测定。
其吸收显色反映式如下:
2NO2+H2O=HNO2+HNO3
对氨基苯磺酸+HNO2+CH3COOH+盐酸奈乙二胺玫瑰红色偶氮染料
因为NO2(气)不是全数转化为NO2-(液),故在计算结果时应除以转换系数(称为Saltzman实验系数,用标准气体通过实验测定)。
依照氧化NO所用氧化剂不同,本次监测采纳三氧化铬-石英砂氧化法。
4-2-2仪器:
(1)多孔玻板吸收管(棕色);
(2)大气采样器:
流量范围0—1升/分;
(3)分光光度计。
4-2-3试剂:
(1)N-(1-萘基)乙二胺盐酸盐储蓄液;
(2)吸收液;
(3)亚硝酸钠标准储蓄液;
(4)亚硝酸钠标准利用液。
4-2-4测定步骤
⑴标准曲线的绘制:
取6支10mL具塞比色管,按以下参数和方式配制NO2-标准溶液色列
NO2所配制的标准色列
管号
溶液
0
1
2
3
4
5
6
NO2-标准使用液(ml)
吸收原液(ml)
水(ml)
将各管溶液混匀,于暗处放置20min(室温低于20℃时放置40min以上),用1cm比色皿于波长540nm处以水为参比测量吸光度,扣除试剂空白溶液吸光度后,在标准曲线计算软件上计算标准曲线的回归方程。
⑵采样:
吸取吸收液于多孔玻板吸收管中,用硅橡胶管连接在空气采样器之间,以0.3L/min流量采气45min。
在采样的同时,记录现场温度和大气压力。
⑶样品的测定:
采样后于暗处放置20min(气温低适应适当延长显色时刻。
如室温15℃时,显色40min以上)后,用水将吸收管中吸收液的体积补至标线,混匀。
将采样溶液移入1cm比色皿中,用绘制标准曲线的方式和条件测量试剂空白溶液和样品溶液的吸收光度。
按下式计算空气中NO2浓度:
配置标准系列,各加等量吸收液显色,定容制成标准曲线色列。
于540nm处别离测定其吸光度,依照数据值绘制标准曲线,测定样品溶液的吸光度:
=
式中:
—空气中NO2浓度,mg/m3;
A—试样溶液的吸光度;
A0—试剂空白溶液的吸光度;
b—标准曲线性回归方程的斜率,吸光度·ml/μg;
a—标准曲线性回归方程的截距;
V—采样用吸收液体积,mL;
V0—换算为标准状态(273K、)下的采样体积,L;
f—Saltzman实验系数,(当空气中二氧化氮浓度高于m3时,f值为)。
4-3、可吸收颗粒浓度的测定PM10[4]
4-3-1原理(重量法):
以恒速抽取定量体积的空气,使之通过带有10-3mm切割器的大流量采样器,小于10-3mm的可吸入颗粒物随气流经分离器的出口被截留在已恒重的滤膜上,依照采样前后滤膜的重量之差及采样体积,即可计算出可吸入颗粒物浓度,用㎎/m3表示。
4-3-2仪器和材料:
(1样器;
(2天平;
(3恒湿箱;
(4虑膜;
(5镊子、虑膜盒
4-3-3测定步骤
(1)在恒温箱中烘干虑膜4小时,然后放在干燥器中(注意每次取膜要涂凡士林密封);
⑵用镊子从干燥器中取一张完好的虑膜放于天平上称取其质量并记录;
⑶采样:
掏出称过的滤膜平放在采样器采样头内的滤膜支持网上(绒面向上),用滤膜夹夹紧。
以100L/min流量采样30min,记录采样流量和现场温度及大气压。
用镊子轻轻掏出滤膜,放入滤膜袋内;
⑷称量和计算:
将采样滤膜在与空白滤膜相同的平稳条件下平稳24h后,用分析天平称量(精准到),记下重量(增量不该小于10mg),按下式计算PM10含量:
PM10含量(μg/m3)=
式中:
W1—采样后的滤膜重量,g;
W0—空白滤膜的重量,g;
Q—采样器平均采样流量,L/min;
t—采样时刻,min。
【注意事项】
(1)采样器在采样进程中必需预备维持恒定流量
(2)按期清洗切割器内大于0.001mm的颗粒物,维持切割器入口距离,以避免大颗粒的干扰。
5、数据记录与处置
5-一、各监测项目的数据统计,见表1~3
表1二氧化硫(SO2)监测数据统计表(单位:
mg/m3)
采样点
图书馆
义城
实验楼
东门
时间
5月9日8点
5月9日11点
5月9日15点
5月10日8点
5月10日11点
5月10日15点
5月11日8点
5月11日11点
5月11日15点
5月12日8点
5月12日11点
5月12日15点
5月13日8点
5月13日11点
5月13日15点
表2氮氧化物(NO2)监测数据统计表(单位:
mg/m3)
采样点
图书馆
义城
实验楼
东门
时间
5月9日8点
5月9日11点
5月9日15点
5月10日8点
5月10日11点
5月10日15点
5月11日8点
5月11日11点
5月11日15点
5月12日8点
5月12日11点
5月12日15点
5月13日8点
5月13日11点
5月13日15点
表3PM10监测数据统计表(单位:
mg/m3)
采样点
图书馆
义城
实验楼
东门
时间
5月9日8点
5月9日11点
5月9日15点
5月10日8点
5月10日11点
5月10日15点
5月11日8点
5月11日11点
5月11日15点
5月12日8点
5月12日11点
5月12日15点
5月13日8点
5月13日11点
5月13日15点
5-二、空气质量状况分析
5-2-1各监测项目转变情形,见图1~3
图1SO2的转变情形
图二NO2的转变情形
图三PM10的转变情形
5-2-2各监测项目日均浓度(单位:
mg/m3),如下表:
时间
地点
SO2
NO2
PM10
5月9日
图书馆
义城
实验楼
东门
5月10日
图书馆
义城
实验楼
东门
5月11日
图书馆
义城
实验楼
东门
5月12日
图书馆
义城
实验楼
东门
5月13日
图书馆
义城
实验楼
东门
5-2-3API与空气污染物浓度的关系,如下表[5]:
API与空气污染物浓度的关系
API
PM10(日均值)
SO2(日均值)
NO2(日均值)
500
400
300
200
100
50
5-2-4API指数和空气质量的品级关系,如下表[6]:
API指数
≤50
50~100
100~200
200~300
>300
空气质量等级
一级
二级
三级
四级
五级
5-2-5空气污染指数的计算方式[7]
①大体计算式:
设I为某污染物的污染指数,C为该污染物的浓度。
那么:
式中:
C大与C小:
在API分级限值表(表1)中最切近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分级限值表(表1)中最切近I值的两个值,I大为大于I的值,I小为小于I的值。
②全市API的计算步骤
a求某污染物每一测点的日均值
式中:
Ci为测点逐时污染物浓度,n为测点的日测试次数
b求某一污染物全市的日均值
式中:
l为全市监测点数
c将各污染物的市日均值别离代入API大体
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