环境监测课程设计 2.docx

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环境监测课程设计 2.docx

环境监测课程设计2

课程设计书

校园空气质量监测实验设计方案

学院：

土木建筑工程学院

专业：

环境工程

姓名：

崔灿灿

学号：

100909205

指导老师：

牛俊玲

完成时间：

2014年1月7号

环境监测与质量评价课程设计任务书2

1、监测内容4

1-1、监测目的4

1-2、大型作业目标与要求4

2.郑州航空工业管理学院概况4

2-1、地理位置4

2-2、学校概况5

3、调查内容5

3-1、校园污染源调查5

3-2、校园监测点的布设原则5

3-3、监测点的布设6

3-4、采样时间和采样频率6

4、实验部分6

4-1、可吸收颗粒浓度的测定PM107

4-2、二氧化氮（NO2）7

4-2-1原理：

4-2-2标准曲线的绘制：

4-2-3仪器：

4-2-4试剂：

4-2-5测定步骤:

4-3、二氧化硫（四氯汞钾溶液—盐酸副玫瑰苯胺吸收分光光度法）8

4-3-1原理：

4-3-2标准曲线：

4-3-3仪器：

4-4数据统计处理11

5、质量保证16

5-1、质量保证的意义16

5-2、连续采样质量保证16

5-3、间断采样质量保证16

6、保护校园环境质量的方案和建议17

6-1-1.针对PM10治理建议17

6-1-2.二氧化硫（SO2）的防治17

6-1-3.NO2治理方法：

6-2、生活污染的防治18

6-2-1生活污染主要是指生活污染水和固体废弃物18

6-2-2生活固体垃圾18

6-3、校园生态环境的保护19

7、校园环境空气质量的综合分析与评价19

7-1、环境质量评价的概念与意义19

7-2、环境质量评价分类19

8．郑州航空工业管理学院综合评价与分析19

9.参考文献19

环境监测与质量评价课程设计任务书

题目，自拟（选择大气、水，河流，湖泊，噪声、土壤等环境要素，要具体）

课程设计的目的和任务：

根据环境监测与环境质量评价课程内容，针对选择的环境要素，确定合理的监测方案，用合适的评价模型、评价标准进行环境质量现状评价。

具体包括如下内容：

一、评价区环境概况

自然环境概况：

地理位置、地形地貌、气候气象特征（降水、风向，气温）、水文特征（流域面积、水体功能、最高水位、最低水位，河床高程，枯水期流量、平水期流量、丰水期流量等）

社会环境概况：

评价项目所在区域的人口、经济结构、工业、农林牧渔等

二、评价区污染源调查：

调查污染源排放污染物的种类、排放方式、途径等，通过污染源的调查，筛查出主要污染源和主要污染物（主要污染物就是后面环境监测的监测因子，还是环境现状评价的评价因子。

）

三、监测方案设计：

监测目的、监测项目的确定，监测时间、与频率、监测布点方法（大气，河，湖泊，土壤，噪声）（附监测布点图）、样品采集及预处理、监测方法、监测数据及处理。

四、现状评价：

评价目的、评价因子、评价标准（根据评价区域环境功能分区），评价方法，评价，分级（环境质量级别，对人体健康的影响）

五、环境监测与质量评价结论

六、污染物控制措施与环境管理建议

主要参考书目

校园空气质量监测实验设计方案

1、监测内容

1-1、监测目的

环境监测的目的是准确、及时、全面的反映环境质量现状及发展趋势，为环境管理、污染源控制、环境规划提供科学依据。

具体归纳为：

1对污染物及其浓度（强度）作时间和空间方面的追踪，掌握污染物的来源、扩散迁移、反应、转化，了解污染物对环境质量的影响程度，并在此基础上，对环境污染物作出预测、预报和预防。

2了解和评价环境质量的过去、现在和将来，掌握其变化的规律。

3收集环境背景数据、积累长期监测资料，为制定和修订各类环境标准、实施总量控

制目标管理提供依据。

4实施准确可靠的污染的污染检测，为环境执法部门提供执法依据。

5深入广泛开展环境监测的同时，结合环境状况的改变和监测理论及技术的发展，

不断改革和更新监测方法与手段，为实现环境保护和可持续发展提供可靠的技术保障。

1-2、大型作业目标与要求

此次的大型作业是针对校园空气状况进行监测，从而了解校园的大气以及大气状况观察分析大气中有害物质的分布，对空气质量进行评述并提出保护校园环境质量的对策与建议，利用我们所学的知识来解决实际问题。

巩固和加深了解我们对大气污染监测的基本理论，同时加强布点、采样。

分析、测定等步骤与方法，而且为毕业设计和毕业后尽快适应实际工作打下良好基础。

2.郑州航空工业管理学院概况

2-1、地理位置

郑州航空工业管理学院坐落于历史名城郑州的东部，为中国八大古都之一、五朝古都、中国历史文化名城，中华人文始祖轩辕黄帝所领的有熊国及夏朝、商朝、管国、郑国和韩国建政或建都所在地。

郑州地处中华腹地、九州之中，位于华北平原南端、母亲河黄河下游南岸、太行山脉东南侧、河南省中部偏北，为天地之中、华夏及中原历史文化的中心，自古至今均为交通要塞。

郑州冬冷夏热，秋日晴和。

1月平均气温0.4℃、最低-10℃，7月平均气温27.4℃、最高38℃。

年降水量约1100毫米，夏天的降水量约占全年的55%。

2-2、学校概况

郑州航空工业管理学院是一所全日制普通本科院校，其前身是1949年成立的平原省财经学校，后几经更名和迁址，1964年在全国16所航空学校专业调整合并时，更名为郑州航空工业学校。

1978年升格为郑州航空工业管理专科学校，1984年升格为郑州航空工业管理学院（本科），1989年获得学士单位授予权。

1999年，学校隶属关系发生转变，由中国航空工业总公司主管转变为中央与地方共建，日常管理以河南省为主的办学体制。

2009年，顺利通过硕士单位立项建设评审，学校整体工作上了一个新的台阶。

在60多年的办学历程中，学校秉承“严谨、求实，开拓、进取”之校训，不断探索适应河南经济社会和航空工业发展需要的人才培养模式，形成了“管理学科为主，管理学与工学密切结合”（简称“管工结合”）的人才培养特色，确立了在航空工业管理和技术应用研究领域中的较强优势。

学校现已建设成为管理学科优势明显，多学科协调发展，培养复合型应用人才的重要基地。

3、调查内容

3-1、校园污染源调查

据调查，郑州航空工业管理学院在校人数为2万人，食堂有5个，还有一些开水锅炉。

其次还有校外的餐厅，居民区，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影响。

其中食堂和开水锅炉还有施工工程建设带来的污染物主要是粉尘和SO2，，而校内和校外的车辆则主要会带来一些氮氧化合污染物。

3-2、校园监测点的布设原则

1在污染源比较集中地地方、主导风向比较明显的情况下，应将污染源的下风向作为主要监测范围，布设较多的采样点，上风向布设量点作为对照；

2人口密度较大的地区要适当增设采样点

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，使其获得的监测数据只有可比性；

5采样的高度根据检测母的而定，研究大气污染对人体的危害，应该将采样器或者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，在校园中布点应根据污染物类型，数量，位置，排放浓度以及校园地形，功能区以及人口密集现象，地形及其他客观原因确定布点位置和数目。

据校园污染源的特点，建议使用功能区布点法。

3-3、监测点的布设

检测项目

地点

PM10

SO2

NO2

西门

餐厅

体育馆

3-4、采样时间和采样频率

频率：

连续采样三天，每天采样三次；

时间：

10月03～05日，每天早9：

40下课后，中午14:

00下午16:

30（可根据上课时间调整）

4、实验部分

现场监测项目和方法

项目

采样方法

流量

时间

分析方法

PM10

滤膜富集法

100L/min

≧30min

重量法

SO2

液体吸收法

0.3-0.5L/min

≧30min

盐酸副玫瑰苯胺比色法

NO2

液体吸收法

0.5L/min

≧30min

盐酸萘乙二胺比色法

4-1、可吸收颗粒浓度的测定PM10

使一定体积的空气，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，根据采样前后滤膜的质量及采样体积，即可计算出可吸入颗粒物浓度，用㎎/m3表示。

PM10采样器：

具有10-3mm切割器的大流量采样器。

收集效率为50﹪时的粒子空气动力学直径D50=（10

1）10-3mm。

切割曲线的几何标准差δ≤（1.5±0.1），在有风条件下（风速小于8m/s）切割器入口处应具有各项同性效应。

所有切割器必须经国家环境保护总局主管部门校验标定。

【注意事项】

（1）采样器在采样过程中必须准备保持恒定流量，因采样器的D50=10-3mm，10-3mm,δ≤（1.5±0.1）是在一定流量下获得的。

（2）定期清洗切割器内大于0.001mm的颗粒物，保持切割器入口距离，以防止大颗粒的干扰。

4-2、二氧化氮（NO2）

4-2-1原理：

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应，然后再1）原理：

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

与吸收液偶合，生成玫瑰红色偶氮化合物，其颜色深浅与样品中的含量成正比，然后用分光光度法

4-2-2标准曲线的绘制：

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处分别测定其吸光度，根据数据值绘制标准曲线，测定样品溶液的吸光度：

式中：

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、101.3kPa）下的体积，L；

D---样品的稀释倍数；

f---saltzman试验系数，0.88（当空气中二氧化氮浓度高于0.720mg/m3时，f值为0.77）。

4-2-3仪器：

吸收瓶、便携式采样器、分光光度计、硅胶管等。

4-2-4试剂：

N-（1-萘基）乙二胺盐酸盐储备液、吸收原液、采样吸收液、三氧化铬、亚硝酸钠、亚硝酸标准储备液、亚硝酸钠标准液

4-2-5测定步骤:

标准曲线的绘制：

取6支10ml具塞比色管，按表配制标准系列。

亚硝酸钠标准系列

管号

亚硝酸钠标准溶液（2.5μg/ml）

0.40

0.80

1.20

1.60

2.00

吸收原液

8.00

水（mL）

2.00

1.60

1.20

0.80

0.40

亚硝酸根含量（μg/ml）

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

样品的测定：

采样后，放置20min（气温低适应适当延长显色时间。

如室温15℃时，显色40min以上），用吸收液将采样瓶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法测定试液空白液和样品溶液的吸收光度。

若样品溶液的吸光度超过标准曲线的测定上限，可用稀释液稀释再测定吸收光度。

计算结果应乘以稀释倍数。

4-3、二氧化硫（四氯汞钾溶液—盐酸副玫瑰苯胺吸收分光光度法）

4-3-1原理：

气样中的SO2四氯汞钾吸收，生成稳定的二氯亚硫酸盐络合物，该络合物再与甲醛和副玫瑰苯胺反应，生成紫色的络合物。

其颜色深浅与SO2浓度成正比，用分光光度法测定，反应式如下：

HgCl2+2KCl=K2[Hg（Cl）4]

[HgCl4]2-+SO2+H2O=[HgCl2SO3]2*+2H++2Cl-

[HgCl2SO3]+HCHO+2H=HgCl+HOCH2SO3H（羟基甲基硫酸）

4-3-2标准曲线：

先用亚硫酸钠标准溶液被指标准色列，在最大吸收波长处以蒸馏水为参比测定的吸收光度，用空白试剂修正吸光度含量绘制标准光度，然后用同样的方法测定显色后的样品溶液，经空白液修正后，按下列公式计算样品气中SO2的含量：

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

--校正因子1/b，10-3mgSO2/（吸光度

12mL）

b---回归方程的斜率;

—样品溶液总体积，mL；

--测定时所取样品体积，mL

--标准情况下的采样体积，L

用甲醛缓冲溶液中吸收—盐酸副玫瑰苯胺分光光度法测定SO2，避免了使用毒性较大的K2[HgCl4]，在灵敏性、准确度等方面均可与本法相媲且样品采集后相当稳定，但操作要求高且严格。

该法最低检出限为0.20g/10ml.

4-3-3仪器：

a、吸收管：

多孔波板吸收管，小型冲击是吸收管或大型气泡吸收管，用于30分钟到一小时采样；125毫升多孔波板吸收瓶或125毫升洗气瓶，用于24小时采样。

b、大气采样：

流量范围0-1升／分。

c、分光光度计

4-3-4试剂：

所用水为除去氧化剂的重蒸馏水。

0.04M四氯汞钾（TCM）吸收管：

称取10.9克氯化汞（HgCl2），6.0克氯化钾（KCl）

和0.06克乙二胺四乙酸二钠盐（Na2-EDTA）溶于水中，稀释至1升。

此溶液pH值约为4，在酸度计上用0.01N氢氧化钠溶液调节pH值至5.2左右，此试剂可以稳定六个月；0.6﹪氨基磺酸胺溶液；0.2﹪甲醛溶液；0.1N碘贮备液；0.01N碘溶液；淀粉指示剂；0.1000N碘酸钾标准溶液；0.1N硫代硫酸钠贮备液；0.01N硫代硫酸钠溶液；二氧化硫标准溶液；盐酸付玫瑰苯胺；0.016﹪对品红使用液；1N盐酸溶液；3M磷酸溶液；1M醋酸—醋酸钠缓冲溶液。

4-3-5样品测定：

将吸收液移入25毫升容量瓶中，用约5毫升水冲洗吸收管。

测定24小时平均浓度时，用吸收液将样品体积调整至75或100毫升标线，吸收10.00毫升样品溶液于25毫升容量瓶。

样品放置20分钟，以便臭氧分解。

随每一批样品应测定试剂空白液和控制样品，以检测试剂的可靠性和操作的准确性。

配置方法：

吸收10.00毫升四氯汞钾溶液于25毫升容量瓶，配成试剂空白液；吸收2.00毫升二氯化硫溶液（2.0微克/毫升）于25毫升容量瓶中，加入8.00毫升四氯汞钾溶液，配成控制样品。

在试剂空白液、控制样品及全部样品中，分别加入1.00毫升0.6%氨基磺酸铵溶液，摇匀，放置十分钟以去除氮氧化物的干扰，以下步骤同标准曲线的绘制。

瓶号

二氧化硫标准溶液（2毫克/毫升）（毫升）

0.5

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

四氯汞钾（毫升）

10.00

9.50

8.00

6.00

4.00

2.00

二氧化硫含量（微克）

1.0

4.0

8.0

12.0

16.6

20.0

如果测定样品时的温度和绘制标准曲线时的温度相差不超过2℃，则二者试剂空白吸光度相差不应超过0.03。

如超过此值，应重新绘制标准曲线。

如样品的吸光度在1.0～2.0之间，可用试剂空白液稀释，在数分钟内再测定吸光度，使测得的吸光度值在0.03～1.0之间，氮稀释倍数不要大于6倍

4-4数据统计处理

下面对PM10二氧化硫（SO2）氮氧化物（NOX）进行监测并进行统计处理

附表一各项监测数据统计表

表1PM10监测数据统计表

采样点

时间

南门

东苑餐厅

体育场

12月2日8时

1.0258

0.4448

1.227

12月2日12时

0.0752

0.4134

0.1389

12月2日16时

0.4827

0.2983

0.3748

12月3日8时

1.616

0.3698

1.12

12月3日12时

0.2606

0.4856

0.5259

12月3日16时

1.01

0.447

0.3391

12月4日8时

0.2638

0.15

0.3391

12月4日12时

0.6907

0.0376

0.3416

12月4日16时

0．4646

0.3131

0.3419

表2二氧化硫（SO2）监测数据统计表

采样点

时间

南门

东苑食堂

体育场

12月2日8时

0.5034

0.6043

0.3754

12月2日12时

0.5294

0.7042

0.3945

12月2日16时

0.5363

0.6642

0.3163

12月3日8时

0.4365

0.9510

0.2608

12月3日12时

0.4130

0.5833

0.2400

12月3日16时

0.4512

0.5522

0.6027

12月4日8时

0.3356

0.7586

0.4970

12月4日12时

0.4083

0.5178

0.4187

12月4日16时

0.5350

0.4120

0.2616

表3氮氧化物（NOX）监测数据统计表

采样点

时间

南门

东苑餐厅

体育场

12月2日8时

0．1719

0．0710

0．1639

12月2日12时

0．0667

0．1534

0．0356

12月2日16时

0．0154

0．0255

0．0028

12月3日8时

0．1207

0．1219

0．1651

12月3日12时

0．0526

0．0416

0．0286

12月3日16时

0．0539

0．0509

0．0284

12月4日8时

0．0877

0．0679

0．0654

12月4日12时

0．0868

0．0758

12月4日16时

0．0864

0．0292

0．0662

污染物的平均图

PM10变化图

SO2的变化曲线

NO2的变化曲线

空气质量状况分析

日平均值（mg/m3）

12月2号

12月3号

12月4号

体育场

东苑餐厅

南门

体育场

东苑餐厅

西门

体育场

东苑餐厅

南门

PM10

0.528

0.386

0.845

0.961

0.434

0.939

0.432

0.167

0.319

SO2

0.281

0.571

0.323

0.368

0.695

0.477

0.392

0.529

0.367

NO2

0.054

0.073

0.083

0.057

0.068

0.069

0.061

0.087

表4API指数和空气质量的等级关系

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

API值计算

12月2号

API指数

空气API指数

PM10

SO2

NO2

体育场

428

202

67.5

428

东苑餐厅

280

223

91.2

280

南门

500

205.4

107.5

500

由表可知，当日大气首要污染物体育馆，静园，西门驾校都是PM10。

空气质量等级分别为五级，四级，五级。

12月3号

API指数

空气API指数

PM10

SO2

NO2

体育场

500

208.7

71.25

500

东苑餐厅

317.5

233

317.5

南门

500

216.8

86.25

500

由表可知，当日大气首要污染物体育场，东苑餐厅，南门都是PM10。

空气质量等级分别为五级，五级，五级。

12月4号

API指数

空气API指数

PM10

SO2

NO2

体育场

315

210.5

86.25

315

东苑餐厅

117

220.7

76.25

220.7

南门

240.6

208.7

117.5

240.6

由表可知，当日大气首要污染物体育场、南门都是PM10。

空气质量等级分别为五级，四级。

5、质量保证

5-1、质量保证的意义

环境监测质量保证是对整个监测过程的全面管理，包括制订质量管理规划；根据需要和可能确定监测指标及数据的要求；规定相应的监测系数等。

其内容包括采样、样品预处理、贮存、运输、实验室供应、仪器设备、器皿的选择和标准、试剂、溶剂和基准物的选用，统一测量方法，质量控制程序，数据的规划和整理，各类人员的要求和技术培训，实验室的清洁度和安全，以及编写有关的文件和指南、手册等。

5-2、连续采样质量保证

1采样总管及采样支管应定期清洗，干燥后方可使用。

采样总管至少每6个月清洗1次；采样支管至少每月清洗1次。

2吸收瓶阻力测定应每月1次，当测定值与上次测定结果之差大于0.3kPa时，应做吸收效率测试（测试方法见附录3），吸收效率应大于95%。

不符合要求者，不能继续使用。

3采样系统不得有漏气现象，每次采样前应进行采样系统的气密性检查。

确认不漏气后，方可采样。

4临界限流孔的流量应定期校准，每月1次，其误差应小于5%，否则，应进行清洗或更换新的临界限流孔，清洗或更换新的临界限流孔后，应重新校准其流量。

5使用临界限流孔控制采样流量时，采样泵的有载负压应大于70kPa，且24h连续采样时，流量波动应不大于5%。

6定期更换尘过滤膜，一般每周1次，及时更换干燥器中硅胶，一般干燥器硅胶有1/2变色者，需更换。

5-3、间断采样质量保证

1每次采样前，应对采样系统的气密性进行认真检查，确认无漏气现后，方可进行采样。

2应使用经计量检定单位检定合格的采样器。

使用前必须经过流量校准，流量误差应不大于5%；采样时流量应稳定。

3使用气袋或真空瓶采样时，使用前气袋和真空瓶应用气样重复洗涤三次；采样后，旋塞应拧紧，以防漏气。

4在颗粒物采样时，采样前应确认采样滤膜无针孔和破损，滤膜的毛面应向上。

5使用吸附采样管采样时，采样前应做气样中污染物穿透试验，以保证吸收效率或避免样品损失。

6、保护校园环境质量的方案和建议

6-1、气体的治理

6-1-1.针对PM10治理建议

对于烟尘：

可改进锅炉房的燃烧设备、道路及时洒水。

使燃料（主要是煤）充分燃烧，或使用另类清洁能源（太阳、风能、氢气）来减少污染。

对于地面扬尘：

主要地面干燥（由于地面因学校扩建而烟尘多且干），另外一些固体垃圾的随意丢弃也是一部分原，可以提高师生素质，爱护环境。

所以抑制场面扬尘可以通过增加绿化面积，提高吸收效率，还可以定时洒水，保持地面清洁。

6-1-2.二氧化硫（SO2）的防治

校内的SO2的来源主要为学校锅炉房的燃料的燃烧。

学校食堂的煤烟，还有学校教工宿舍的生活废气的排放

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