校园环境空气质量监测报告.docx
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校园环境空气质量监测报告
理工大学
环境检测实验报告
实验名称:
校园环境空气质量测定
姓名:
学号:
201
班级:
环境工程卓越132
组号:
第一组
实验日期:
2015-11-26
指导教师:
邓春玲
一.实验目的和要求
1.根据布点采样原则,选择适宜方法进行布点,确定采样频率及采样时间,掌握测定空气中的SO2、NOx、PM10的采样和监测方法。
2.根据三项污染物监测结果,计算空气污染指数(API),描述空气质量状况。
3.预习教材第三章中的相关内容,掌握环境监测理论和实验环节,通过课堂教学与实验教学结合,培养学生的组织能力、动手能力、培养分工合作、互相配合和团结协作的精神以及综合分析与处理问题的能力。
2.环境监测方案
2.1监测资料的收集
昆明理工大学呈贡校区位于云南省昆明市呈贡区,呈贡区空气质量常年保持良好及以上,极少出现轻度或重度污染状况,在全市空气质量排行榜中始终占据前两席。
整体空气质量呈现良好态势。
2.2理工大学呈区南片区环境空气质量监测布点图
监测地点如图为恬园七个地点,分别是:
学生宿舍I,食堂,交通学院,环工学院,学生宿舍2,农工学院,化工学院。
人口分布于楼内,街道,大约在1.1万人。
车辆(轿车,摩托车)流量在2000辆左右,测量天气为雨天。
图1昆明理工大学呈贡校区南片区平面图
本次监测数据取自监测点
:
学生宿舍2;
2.3监测因子
SO2、NOx、PM10
2.4采样时间和频率
按照环境空气质量监测技术规范,SO2、NOx日平均值的数值有效性规定为:
每日至少有18h的采样时间;PM10日平均值有效性规定为:
每日至少有12h的采样时间。
本次实验考虑以教学为主,根据实际情况每日采样时间调整为3h。
2015年11月26日
(1)8:
30到达监测点
(2)9:
15-10:
00第一时段
(3)10:
30-11:
15第二时段(4)11:
45-12:
30第三时段
(5)13:
00-13:
45第四时段
2.5采样流量
表1各因子监测流量
SO2
NOx
PM10
TSP
0.5L/min
0.3L/min
100L/min
100L/min
2.6准备工作
A.样品准备
1.称量滤膜:
(1)每组5个*2=10个;
(2)称量;(3)封装:
PM10。
2.装吸收液
(1)SO2吸收液KHgCI45ml;
(2)NOx吸收液1+4吸收液5ml;
(3)贴胶布,封好套管。
3.带好CrO3氧化管
B.仪器准备
1.TH-150CIII型大气综合采样器两套
2.PM10切割器一套
3.镊子
4.电源线
2.7采样工作
1.采样方法
(1)气态污染物:
用大气采样器和液体吸收剂的浓缩采样法,用气泡吸收管进行样品采集;
SO2:
多孔筛板吸收管
(2)颗粒物:
用采样器和切割器采样,用滤膜收集样品。
采样前,滤膜要求恒重。
2.样品的保存和运输
(1)对气态的样品,在阳光强烈的天气,应避免遇光分解;
(2)对颗粒态样品,采集完毕,应将滤膜吸尘的一面朝里对折两次,成扇形,放在滤膜袋里,带回天平室称重。
(一)大气中SO2的测定
1.实验原理
采用盐酸副玫瑰苯胺分光光度法测定:
空气中的SO2被四氯汞钾溶液吸收后,生成稳定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作用生成紫色络合物,其颜色深浅与二氧化硫浓度呈正比。
2.实验仪器
1.吸收管:
多孔筛板吸收管、小型冲击式吸收管或大型气泡吸收管
2.大气采样器
3.分光光度计
3.试剂
1.重蒸馏水
2.0.04MTCM吸收液
3.0.6%氨基磺酸铵溶液
4.0.2%甲醇溶液
5.0.1N碘储备液
6.0.01N碘溶液
7.淀粉指示剂
8.0.1000N碘标液
9.0.1N硫代硫酸内贮备液
10.0.01N硫代硫酸钠溶液
11.二氧化硫标液
12.0.2%盐酸副玫瑰苯胺溶液
13.0.016%对品红使用液
14.1M盐酸溶液
15.3M磷酸溶液
16.1M醋酸-醋酸钠缓冲溶液
4.采样
5.步骤
1.标准曲线的绘制
取八支10毫升比色管,按下表配置标准色列。
表2标准色列表
管号
0
1
2
3
4
5
6
7
二氧化硫标准溶液
0
0.60
1.00
1.40
1.60
1.80
2.20
2.70
四氯汞钾溶液
5.00
4.40
4.00
3.60
3.40
3.20
2.80
2.30
二氧化硫含量
0
1.2
2.0
2.8
3.2
3.6
4.4
5.4
0.6%氨基磺酸钠溶液
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.2%甲醛溶液
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.016%对品红作用液
1.50
1.50
1.50
1.50
1.50
1.50
1.50
1.50
2.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10毫升比色管,用少量水洗涤吸收管,倒入比色管中,使总体积为5毫升。
加0.50ml0.6%氨基磺酸钠溶液,摇匀,放置10分钟以去除氮氧化物的干扰。
6.计算
SO2=(A-A0)-a/b*Vr
式中:
A——样品溶液的吸光度
A0——试剂空白溶液的吸光度
b——回归方程式的斜率
A----回归方程的截距
Vr——换算成参比状态下的采样体积
本方法相关系数应大于0.999。
(二)大气中氧化氮的测定
1.实验原理
采用盐酸萘乙二胺分光光度法测定:
用冰乙酸、对氨基苯磺酸和盐酸萘乙二胺配成的吸收液采样,空气中的 NOx被吸收转变为亚硝酸和硝酸。
在冰醋酸存在的条件下,亚硝酸与对氨基苯磺酸发生重氮反应,然后再与盐酸萘乙二胺偶合,生成玫瑰红色偶氮染料,其颜色深浅与氮氧化物浓度呈正比 ,因此可以用分光光度法测定
2.实验仪器
1.多孔筛板吸收管
2.大气采样器
3.双球玻璃管
4.分光光度计
3.实验试剂
1.重蒸馏水
2.吸收液
3.三氧化铬
4.亚硝酸钠标准贮备液
5.亚硝酸钠标准液
4.采样
5.步骤
1.标准曲线的绘制
取7支10毫升比色管,按下表配置标准色列:
管号
0
1
2
3
4
5
6
NOx标准溶液(ml)
0
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
吸收原液(ml)
4.00
4.00
4.00
4.00
4.00
4.00
4.00
水(ml)
1.00
0.90
0.80
0.70
0.60
0.50
0.40
NO2含量(微克)
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
2.样品测定
采样后,放置15min,将吸收液转入比色皿中,测吸光度。
6.计算
氧化氮=(A-A0)-a/b*Vr *0.76
式中:
A——样品溶液的吸光度,A0——试剂空白溶液的吸光度
b——回归方程式的斜率,a----回归方程的截距
Vr——换算成参比状态下的采样体积
0.76---参数
本方法相关系数应大于0.99。
(三)PM10的测定
1.实验原理
采用重量法测定:
使用安装有大粒子的大流量采样器采样,将 PM10收集在已恒重的滤膜上,根据采样前后滤膜重量之差及采气体积,即可计算出 PM10的质量浓度。
2.实验仪器
大气采样器,滤膜,天平,镊子及装滤纸带
3.采样
4.称量及计算
将采样前的空白滤膜及采样后的样品滤膜置于天平室内,各袋分开放置,不可重叠。
平衡24h,称量。
PM10(毫克/立方米)=(W-W0)*1000/Vr
式中:
W--样品滤膜重量,W0--空白滤膜重量Vr---换算为参比状态下的采样体积
3.数据记录及处理
1、采样原始数据的记录
采样时段
9:
15-10:
00
10:
30-11:
15
11:
45-12:
30
13:
00-13:
45
NO2吸光度
0.063
0.037
0.079
0.037
SO2吸光度
0.081
0.113
0.055
0.087
PM10
测量前质量(g)
0.3271
0.3243
0.3249
0.3225
测量后质量(g)
0.3272
0.3244
0.3250
0.3228
采样温度(℃)
9
9
10
12
采样压力均为81.7KPa,平均温度为10℃
2、数据分析工作
(1)NOX的测定
①NOX标准曲线
管号
0
1
2
3
4
5
6
NO2标准溶液(5μɡ/ml)(ml)
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
吸收原液(ml)
4.00
4.00
4.00
4.00
4.00
4.00
4.00
水(ml)
1.00
0.90
0.80
0.70
0.60
0.50
0.40
NO2含量(μɡ)
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
校正后的吸光度1
0.017
0.065
0.015
0.252
0.325
0.404
0.474
校正后的吸光度2
0.006
0.114
0.171
0.26
0.349
0.415
0.451
校正后的吸光度3
0.017
0.086
0.164
0.242
0.317
0.411
0.476
相关系数=0.9961
②测量结果
采样条件
流量F(L/min)=0.3L/min
时间t(min)=45min
体积V(L)=Ft=13.5L
温度(℃)=10℃
大气压强P(KPa)=81.7KPa
按照公式:
则换算成参比状态下的采样体积为:
Vs(L)=10.50L
测量结果
由氧化氮(NO2毫克/立方米)=
,得
采样时段
9:
15-10:
00
10:
30-11:
15
11:
45-12:
30
13:
00-13:
45
吸光度
0.063
0.037
0.079
0.037
空白值
0.002
0.009
0.002
0.006
氮氧化物浓度
0.01512
0.005601
0.01468
0.005601
数据计算
依据公式:
氧化氮=(A-A0)-a/b*Vs*0.76 得各个时段氮氧化物平均浓度
Vs=81.7*13.5*273/101.3*284=10.47
以第一组为例:
氧化氮=(A-A0)-a/b*Vs*0.76=(0.063-0.002)-0.011/0.778*0.76*10.47=0.01512
(2)SO2的测定
①SO2标准曲线
管号
0
1
2
3
4
5
6
7
SO2标准溶液(2μɡ/ml)(ml)
0.00
0.60
1.00
1.40
1.60
1.80
2.20
2.70
四氯汞钾(ml)
5.00
4.40
4.00
3.60
3.40
3.20
2.80
2.30
二氧化硫含量(μɡ)
0.0
1.2
2.0
2.8
3.2
3.6
4.4
5.4
0.6%氨基磺酸溶液
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.2%甲醛溶液
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.016%对品红作用液
1.50
1.50
1.50
1.50
1.50
1.50
1.50
1.50
吸光度1
0.080
0.108
0.147
0.173
0.203
0.213
0.252
0.293
吸光度2
0.058
0.102
0.135
0.161
0.190
0.201
0.234
0.2655
吸光度3
0.081
0.115
0.152
0.182
0.213
0.214
0.253
0.297
二氧化硫标准曲线
相关系数=0.996
采样条件
流量F(L/min)=0.5L/min
时间t(min)=45min
体积V(L)=Ft=22.5L
温度(℃)=10℃
大气压强P(KPa)=81.7KPa
按照公式:
则换算成参比状态下的采样体积为:
Vr(L)=17.50L
测量结果
由二氧化硫(SO2毫克/立方米)=
,得
采样时段
9:
15-10:
00
10:
30-11:
15
11:
45-12:
30
13:
00-13:
45
样品吸光度
0.081
0.113
0.055
0.087
空白值
0.009
0.002
0.002
0.006
SO2浓度
0.006271
0.0146
-0.00049
0.007832
②测量结果
数据计算
依据公式:
SO2=(A-A0)-a/b*Vr 得到各个时段SO2浓度
以第一组为例:
Vr=0.3*45*81.7*273/(101.3*284)=9.09
SO2=(A-A0)-a/b*Vr=(0.081-0.008)-0.056/0.295*9.09=0.006271
(3)记录并计算PM10
由PM10(毫克/立方米)=
,得
测量前质量(g)
0.3271
0.3243
0.3249
0.3225
测量后质量(g)
0.3272
0.3244
0.3250
0.3228
差值
0.0001
0.0001
0.0001
0.0003
PM10(mg/m3)
0.0287
0.0287
0.0287
0.0870
小时均值浓度
0.0383
0.0383
0.0383
0.1160
数据处理过程:
T1=9oC;T2=9oC;T3=10oC;T4=12oC
t=45min;V0=100×45=4500L=4.5m3;P=81.1KPa
第一时段:
第二时段:
第三时段:
第四时段:
(3)校园空气质量汇总
表28SO2监测结果统计/(mg/m³)
编号
测点
样品数
日平均值
浓度范围
超标率/%
最大值超标倍数
第一组
学生宿舍区
4
0—0.0146
0%
0
第二组
食堂
4
0—0.0078
0%
0
第三组
环工楼
4
0.0096—0.0219
0%
0
第四组
交通楼
4
0.00069—0.00528
0%
0
GB3095-2012二级标准
500ug/m3
表29NOx监测结果统计/(mg/m³)
编号
测点
样品数
日平均值
浓度范围
超标率/%
最大值超标倍数
第一组
学生宿舍区
4
0.0056—0.01512
0%
0
第二组
食堂
4
0.0056—0.01512
0%
0
第三组
环工楼
4
0.0078—0.0379
0%
0
第四组
交通楼
4
0.00236—0.00877
0%
0
GB3095-2012二级标准
250ug/m3
表30TSP监测结果统计/(mg/m³)
编号
测点
样品数
浓度范围
超标率/%
最大值超标倍数
第一组
学生宿舍区
4
0.03824—0.1159
0%
0
第二组
食堂
4
0.03824—0.1159
0%
0
第三组
环工楼
4
0.01264—0.04070
0%
0
第四组
交通楼
4
0.0387—0.1912
0%
0
GB3095-2012二级标准
300ug/m3
(4)各污染物浓度的日变化图;
氮氧化物:
二氧化硫:
TSP:
(注:
时间段1.2.3.4分别表示09:
15—10:
00、10:
30—11:
15、11:
45—12:
30、13:
00—13:
45)
四.综合分析
综合以上实验数据,得出以下结论:
1.
(一)空气质量级别空气污染指数(API)
污染分指数:
Ii=(Pi-Pi,j)(Ii,j+1-Ii,j)/(Pi,j+1-Pi,j)
式中:
Pi,Ii---第i种污染物的质量浓度和污染分指数
Pi,j,Ii,j----第i种污染物在j转折点的质量浓度限值和污染物分指数
Pi,j+1,Ii,j+1----第i种污染物在j+1转折点的质量浓度限值和污染物分指数
SO2平均质量浓度:
7.18*10^-3mg/m3
NO2平均质量浓度:
0.0410mg/m3
PM10平均质量浓度:
0.0433mg/m3
PM10平均质量浓度:
0.0433mg/m3远远低于50,因此昆明理工大学呈贡校区宿舍监测点空气污染指数<50
2.空气质量级别优,一级
(2)首要污染物
因监测的三项污染物中,PM10含量最多,因此确定PM10为首要污染物,其次是NOx、SO2
(三)AQI指数<50,空气质量指数优
(四)空气质量结果分析及建议
1.由以上计算结果知可SO2、NO2、 TSP的API值TSP的最大,所以校园空气首要污染物是TSP.
呈贡新区仍处于建设中,故建筑扬尘较多,也可能是因为季节干燥造成PM10含量上升。
可通过增加绿化面积,路面洒水等方法控制PM10的含量。
2实验结果表明校园空气质量轻度污染,这可能是由于测量前后,有下雨出现,使得空气骤降,使得空气中的污染物浓度增大。
3影响空气质量的因素有很多,例如气象条件,下雨,大风天气对污染物的迁移扩散和转化有显著影响。
4.为了使校园内的空气质量更好,出现良好天气的时间更多,建议更多的植树,增加绿化面积;减少校园内汽车的行驶,以减少尾气的排放;对食堂烟气进行处理。
五.总结与感悟
监测实习和许多课程设计不同,更需要我们的动手能力,让我们通过实践把所学的知识应用到实际中去,这是我们的学习与今后工作的一次衔接。
在这次方案制定中,不仅知识得到了巩固,而且在资料查找的过程中对很多细节性的问题有了新的了解,对大气监测和大气环境质量的评价有了新的认识,更让我在面对问题、解决问题的能力上有了新的提高。
在学习中,我们不仅要认真学习专业知识,还必须在各个课程设计和实际例子中去体会专业知识的应用,并通过不断的实践来磨练自己,使所学到的专业知识融会贯通,懂得学以致用。
最后要感谢我们的邓春玲老师,给了我们这次锻炼的机会,谢谢。
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