大气小组设计.docx
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大气小组设计
校园空气质量检测
――大学城广州大学宿舍空气质量的测定（设计方案）
课程名称：
环境监测实验
学校：
广州大学
学院：
环境科学与工程学院
班级：
07环境科学
校园空气质量检测
――大学城广州大学宿舍空气质量的测定（设计方案）
一、监测目的。
1.了解宿舍空气状况，为评价学校大气状况提供可靠依据。
2.了解室内基本监测项目、监测方法及各种指标。
3.掌握监测中采样，分析，数据处理等方法。
4.培养动手能力及学习实验设计。
二、实验方案的制定。
1.1、背景资料的收集。
城市居民每天约有80%～90%的时间在各种室内渡过的,室内环境对人们尤为重要。
国内外大量研究表明:
室内环境污染主要来于室内装饰装修工程,它随着时尚化程度的提高已逐步成为一种特殊的危害。
室内装修污染分为有机、无机及放射性污染三大类,其中最常见、危害最大的是甲醛、苯系物、总挥发性有机物、氨及氡等。
学生在校期间，宿舍是学生在室内时间最长的生活场所，学生身体的健康与否在很大程度上和宿舍空气质量有着密切关系。
近几年报道在校大学生患白血病的病例屡见不鲜，虽然白血病的病因目前还无法断定一定是室内空气污染所导致，但从国内外对这些污染物种类对人体健康的影响研究结果和目前已有的大量测试统计数据分析结果来看，基本可以肯定是导致白血病和其他
疾病的重要原因之一。
因此，对高校新建宿舍空气污染情况进行测试分析，对造成污染的成因进行客观的总结调查也是为了保护学生身心健康，同时也是提供给各个学校在今后建设新宿舍时候一个必须重视考虑的意见。
1.1TSP大气中悬浮颗粒物不仅是严重危害人体健康的主要污染物，而且也是气态液态污染物的载体，其成分复杂，并具有特殊的理化特性及生物活性，也是大气污染检测的重要项目之一。
1.2 甲醛 又名蚁醛,是一种无色、有强烈刺激性气味的气体,沸点19℃,易溶于水、醇和醚,甲醛的释放速度缓慢,时间长达3～15年。
甲醛具有较强的粘合性,具有防虫、防腐、加强板材硬度的功能,被广泛应用于各类装饰材料中,如胶合板、细木工板、中密度纤维板、刨花板和饰面板等人造板及其制品;壁布、壁纸、化纤地毯、泡沫塑料、油漆及涂料等。
甲醛对人体的危害 甲醛是一种毒性较高的物质,能与蛋白质中的氨基酸结合,使蛋白质变性;可与空气中的离子性氯化物反应生成致癌物质———二氯甲醛醚,在我国有毒化学品重点控制名单上居第二位,被世界卫生组织确定为致癌致畸物质,也是公认的变态反应源和强致突变物质之一。
甲醛对呼吸道、眼睛和皮肤具有强烈刺激性,易引起嗅觉异常、过敏,肺功能异常,影响免疫功能。
当室内含量为0.1mg/m3时就会出现异味和不适感;0.5mg/m3可刺激眼睛引起流泪,0.6mg/m3引起咽喉不适或疼痛;浓度再高可引起恶心、呕吐、咳嗽、胸闷、气喘甚至肺气肿。
长期低浓度接触甲醛,可出现头痛、头晕、乏力、两侧感觉不对称和排汗异常及视力障碍,甚至会对神经、免疫系统及肝脏等产生毒害。
1.3氮氧化物正常大气组成中，氮约占大气总量的79％。
氮作为单个游离原子具有很高的反应活性。
但在大气中大量存在的是化学性质稳定的氮分子。
对人体健康有危害的主要是指氮和氧相结合的各种形式的化合物，包括：
一氧化二氮（N2O）、一氧化氮（NO）、三氧化二氮（N2O3）、二氧化氮（NO2）、四氧化二氮（N2O4）、五氧化二氮（N2O5）等。
氮氧化物对眼睛和上呼吸道粘膜刺激较轻，主要侵入呼吸道深部的细支气管及肺泡。
当氮氧化物进入肺泡后，因肺泡的表面湿度增加，反应加快，在肺泡内约可阻留80％，一部分变为四氧化二氮。
四氧化二氮与二氧化氮均能与呼吸道粘膜的水分作用生成亚硝酸与硝酸，对肺组织产生强烈的刺激及腐蚀作用，从而增加毛细血管及肺泡壁的通透性，引起肺水肿。
亚硝酸盐进入血液后还可引起血管扩张，血压下降，并可与血红蛋白作用生成高铁血红蛋白，引起组织缺氧。
高浓度的一氧化氮亦可使血液中的氧和血红蛋白变为高铁血红蛋白，引起组织缺氧。
因此，在一般情况下当污染以二氧化氮为主时，对肺的损害比较明显，严重时可出现以肺水肿为主的病变。
而当混合气体中有大量一氧化氮时，高铁血红蛋白的形成就占优势，此时中毒发展迅速，出现高铁血红蛋白症和中枢神经损害症状。
1.4二氧化硫二氧化硫是大气中最常见的污染物之一。
英国伦敦、比利时的缪斯河谷和美国多诺拉等城镇大气污染中毒事件，皆与二氧化硫污染有关。
一般来说．当大气中二氧化硫质量浓度达到1.4毫克／立方米时，对人体健康已有潜在危害；质量浓度在0.3毫克／立方米时，可损坏农作物。
二氧化硫对人的呼吸器官和眼膜具有刺激作用，吸人高浓度二氧化硫可发生喉头水肿和支气管炎。
长期吸入二氧化硫会发生慢性中毒，不仅使呼吸道疾病加重，而且对肝、肾、心脏都有危害。
大气中二氧化硫对植物、动物和建筑物都有危害，特别是二氧化硫在大气中经阳光照射以及某些金属粉尘（如工业烟尘中氧化铁）的催化作用，很容易氧化成三氧化硫，与空气中水蒸汽结合即成硫酸雾，严重腐蚀金属制品及建筑物，并使土壤和江河湖泊日趋酸化。
防治二氧化硫的主要措施是从烟道气中脱硫、原煤和石油脱硫。
1.2、实验采样频率，采样时间。
采样点
采样频率
采样时间（）
B17宿舍内
2
10：
30-11：
30
13：
30-14：
00
1.3、监测项目、分组及方法。
项目
分析方法、仪器
TSP
质量法
SO2
甲醛溶液吸收—盐酸副玫瑰苯胺分光光度法
NOx
盐酸萘乙二胺分光光度法
甲醛
HE-102甲醛检测仪
1.4、实验步骤
1.二氧化硫得测定
一．仪器与试剂
1.小流量气体采样器，流量范围0.1～1L/min；
2.棕色U形多孔玻板吸收管；
3.25ml具塞比色管；
4.分光光度计。
1、吸收贮备液（甲醛-邻苯二甲酸氢钾缓冲液）：
称量2.04g邻苯二甲酸氢钾和0.364g乙二胺四乙酸二钠（简称EDTA-2Na）溶于水中，移入1L容量瓶中，再加入5.30ml37％甲醛溶液，用水稀释至刻度。
贮于冰箱，可保存一年。
2、吸收应用液：
临用时，将上述吸收贮备液用水稀释10倍。
3、2mol/L氢氧化钠溶液：
称取8.0g氢氧化钠溶于100ml水中。
4、0.3％氨磺酸钠溶液：
称取0.3g氨磺酸，加入3.0ml，2mol/L氢氧化钠溶液，用水稀释至100ml。
5、1mol/L盐酸溶液：
量取浓盐酸（优级纯，ρ20＝1.19g/ml）86ml，用水稀释至1000ml。
6、0.25％PRA溶液贮备液：
称取0.125gPRA（C19H18N3Cl·3HCl），用1mol/L盐酸溶解并稀释至50ml。
7、4.5mol/L磷酸溶液：
量取浓磷酸307ml，用水稀释至1L。
8、0.025％PRA工作液：
吸取0.25％的贮备液25ml，移入250ml容量瓶中，用4.5mol/L磷酸溶液稀释至刻度，放置24h后使用。
此溶液避光密封保存，可使用9个月。
9、二氧化硫标准溶液贮备液：
称取0.2g亚硫酸钠（Na2SO3）及0.01g乙二胺四乙酸二钠盐（EDTA-2Na）溶于200ml新煮沸并冷却的水中。
此溶液每毫升含有相当于320μg～400μg二氧化硫。
溶液需放置2h～3h后标定其准确浓度（标定方法见附注）。
按标定计算的结果，立即用吸收液稀释成每毫升含25μg二氧化硫的标准贮备液，于冰箱贮存可保存三个月。
10、二氧化硫标准工作溶液：
用吸收液将标准贮备液稀释成每毫升含5μg二氧化硫的标准工作液，贮于冰箱可保存一个月。
25℃以下室温条件可保存3d。
二氧化硫标准溶液标定方法：
吸取20.00ml二氧化硫标准溶液，置于250ml碘量瓶中，加入50ml新煮沸但已冷却的水，20.00ml碘溶液（0.1mol/L）及1ml冰醋酸，盖塞，摇匀。
于暗处放置5min后，用0.1000mol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定至浅黄色，加入2ml5g/L淀粉溶液，继续滴定至蓝色刚好褪去为终点。
记录滴定所用硫代硫酸钠的体积，平行3次，消耗硫代硫酸钠体积之差不应大于0.04ml，取其平均值；另吸取3份含EDTA-2Na的空白水溶液20.00ml，用同法进行空白实验。
记录空白滴定硫代硫酸钠溶液的体积，平行滴定所消耗硫代硫酸钠体积之差不应大于0.04ml，取其平均值。
二氧化硫标准溶液浓度计算：
C=
式中：
C——二氧化硫标准溶液浓度，μg/ml；
V1——空白滴定所耗硫代硫酸钠标准容溶液的体积，ml；
V2——二氧化硫滴定所耗硫代硫酸钠标准溶液的体积，ml；
C1——硫代硫酸钠标准溶液的浓度，mol/L；
32.02——二氧化硫标准溶液摩尔质量的1/2。
二、操作步骤
（一）采样：
用一只内装有8ml吸收液的棕色U形多孔玻板吸收管安装于气体采样器上，以0.5L/min流量，采样30min～60min。
将采样体积换算成标准状况下的采样体积V0。
（二）分析
1.标准曲线的绘制：
用6支25ml比色管，按表1-1制备标准系列。
表1-1二氧化硫标准系列
管号
0
1
2
3
4
5
标准工作液（ml）
0
0.20
1.00
2.00
3.00
4.00
吸收液（ml）
10.0
9.8
9.0
8.0
7.0
6.0
二氧化硫含量（μg）
0
1
5
10
15
20
各管中分别加入1.0ml0.3％氨磺酸钠溶液、0.5ml2.0mol/L氢氧化钠溶液和1ml水，充分混匀后，再加入2.5ml0.025％PRA溶液快速射入混合液中，立即盖塞颠倒混匀，放置5min～20min显色。
于波长570nm处，用10mm比色皿，以水为参比，测定各管吸光度。
以吸光度值为纵坐标，二氧化硫含量（μg）为横坐标，绘制标准曲线，并计算回归直线的斜率b。
以b的倒数作为样品测定的计算因子Bs（μg/吸光度）。
2.样品测定：
采样后，将吸收管中的吸收液移入25ml比色管，用少量吸收液分两次洗涤吸收管，合并洗液于比色管中，使总体积为10ml。
将该管与上述各标准系列管同时操作，测得吸光度为A。
三、计算
式中：
C──空气中二氧化硫的浓度，mg/m3；
A──样品的吸光度；
A0──试剂空白吸光度；
Bs──计算因子，μg/吸光度。
2..浮颗粒物实验
1、实验仪器
ZWC-100A智能中流量大气采样器：
流量范围80～120L/min
滤膜温度计气压计分析天平（0.1mg）
2、实验步骤
2.1、滤膜准备
滤膜使用前需用光照检查，不得使用有针孔或有任何缺陷的滤膜。
滤膜放入专用袋中，在干燥器内放置24h，迅速称量，读数准确到0.1mg，记下滤膜的编号和质量。
放回干燥器内1h后再次称重，二次称量之差不大于0.4mg即为恒重，装入专用袋内备用。
采样前，滤膜不能弯曲或折叠。
2.2、采样
采样时，将已恒重的滤膜用镊子取出，“毛”面向上，平放在采样头的网板上（网板上事先用纸擦净），放上滤膜夹，拧紧采样器顶盖，然后开机采样，调节采样流量为100L/min。
采样后，用镊子将已采样滤膜“毛”面向里，对折两次成扇形放回专用袋。
记下采样日期和采样地点，记录采样期的温度、压力。
滤膜纸袋放入干燥器内，按滤膜准备一样再次称到恒重。
2.3、计算
总悬浮颗粒物含量（mg/m3）＝
式中
―截留在滤膜上的总悬浮颗粒物质量，mg；
―采样时间，min；
—标准状态下的采样流量，m3/min。
式中
－现场采样表观流量，m3/min；
－采样器现场校准时的大气压力，kPa；
－采样时大气压力，kPa；
－采样器现场校准时空气温度，K；
－采样时的空气温度，K。
若
、
与采样器现场校准时的
、
相近，可用
、
代之。
3.注意事项
3.1、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，表明板面密封垫没有垫好或密封性能不好，应更换面板密封垫，否则测定结果将偏低。
3.2、取采样后的滤膜时，应注意滤膜是否出现物理损伤，以及采样过程中是否有穿孔漏气现象，若发现有损伤、穿孔漏现象，应作废，重新取样。
3.3、测定任何一次浓度，每次需更换滤膜，采样时间不得少于1h。
3.4、采样高度入口距离地面1.5～2m。
3、大气中氮氧化物的测定（盐酸萘乙二胺分光光度法）
一、原理
空气中的氧化氮（NOx），经氧化管后，以二氧化氮形式在采样吸收过程中生成亚硝酸，再与对氨基苯磺酰胺进行重氮化反应，然后与N-（1-萘基）-乙二胺盐酸盐作用生成玫瑰红色的偶氮染料，比色定量。
检测限为0.02μgNO2-/mL。
二、仪器与试剂
所有试剂均需用不含亚硝酸根（NO2-）的纯水配制。
1、吸收液:
称取4.0g对氨基本磺酰胺，10g酒石酸和100mg乙二胺四乙酸二钠盐溶于400mL热水中，冷却后，移入1000mL容量瓶中，加入90mgN-（1-萘基）-乙二胺盐酸盐溶解后，用纯水稀释到刻度，此溶液存放25℃暗处稳定3个月。
若出现淡红色，表示已被污染，应弃之，重配。
2、显色液:
称取4.0g对氨基苯磺酰胺、10g酒石酸和100mg乙二胺四乙酸二钠盐溶于400mL热水中，冷却至室温，移入500mL容量瓶中，再加入90mgN-（1-萘基）-乙二胺盐酸盐，溶解后用纯水稀释到刻度。
显色液保存在暗处25℃以下，可稳定3个月。
如出现淡红色，表示已被污染，应弃之，重配。
3、氧化剂:
称取5g三氧化铬，用少量水调成糊状，与95g海沙相混，然后在105℃烘干，装瓶备用。
使用时，在氧化管的两端球部装入约8g的氧化剂，然后两端用脱脂棉塞紧备用。
4、亚硝酸钠标准溶液:
准确称量375.0mg干燥的亚硝酸钠和0.2g氢氧化钠，溶于纯水中，移入1000mL容量瓶中，并用纯水稀释到刻度。
此标准溶液的渡1.00mL含250μgNO2-，保存暗处，可稳定3个月。
使用时，用纯水稀释成1.00mL含2.5μgNO2-，此溶液应临用前配制。
5、气泡式吸收管。
6、空气采样器:
流量范围0～1L/min。
7、具塞比色管:
25mL。
8、氧化管。
9、分光光度计。
三、采样
用内装10mL吸收液的普通型气泡吸收管，进气口接上一个氧化管，并使管略微向下倾斜，以免潮湿空气将氧化管弄湿，污染后面的吸收管。
以0.3～0.6L/min（视氮氧化物含量而定）的流速，避光采气10～25L（可根据吸收液呈现玫瑰红色的程度而定采样体积）。
记录采样时的温度和大气压力。
四、分析步骤
1、标准曲线的绘制
用亚硝酸钠标准溶液制备曲线:
取6个25ｍＬ容量瓶，按表A1制备标准色我列。
瓶号
0
1
2
3
4
5
标准溶液，ml
NO2浓度，μg/mL
0
0
0.70
0.07
1.00
0.1
3.00
0.3
5.00
0.5
7.00
0.7
各瓶中，加入12.5mL显色液，再加纯水至刻度、摇匀，放置15min，用10mm比色皿，以水作参比，在波长540nm下测定吸光值。
以NO-2含量（μg/mL）为横坐标，吸光值为纵坐标，绘制标准曲线。
2、样品测定
采样后，用水补充到采样前的吸收液体积，放置15min。
用10mm比色皿，以水作参比，在波长540nm下，测定样品溶液的吸光值。
在每批样品测定的同时，用未采过样的吸收液，按相同的操作步骤作试剂空白测定。
若样品溶液吸光值超过测定范围，应用吸收液稀释后再测定，计算浓度时，要乘以样品溶液和稀释倍数。
五、计算
用亚硝酸钠标准溶液制备标准曲线时，空气中氮氧化物浓度用式A1计算:
ρ（NO2）＝MV1D/（V0K）............................（A1）
式中:
ρ（NO2）──空气中氮氧化物（以二氧化氮计）质量浓度，mg/m3；
M──从标准曲线上查得空气中氮氧化物的浓度，μg/mL；
V1──采样用吸收液的体积，mL；
V0──换算成标准状况下采样体积，L；
D──分析时样品溶液和稀释倍数；
K──NO2→NO2-的经验转系数，0.89。
六、说明
1、方法的灵敏度:
1mL吸收液中含1μgNO2-应在1.004吸光度。
2、最低检测量和测定范围:
若小流量（0.2～0.6L/min）采样体积为10L时，最低检测量为0.02mg/m3；其测定范围0.03～0.8mg/m3。
3、方法精密度:
在0.07～0.7μg/mL范围内，五个实验室重复测定的平均标准差为5％。
4、方法准确度:
流量误差不超过5％，吸收管的采样效率不低于98％。
NO2→NO2-的经验转换系数在测定范围内95％概率的置信区间应为0.89±0.001。
5、干扰:
大气中一氧化氮、二氧化硫、硫化氢和F-等，对本法均无干扰。
6、本方法氮氧化物的测定是指一氧化氮和二氧化氮的混合物（通常以NOx表示），并换算成二氧化氮量。
7、采样期间吸收管应避光。
样品溶液呈玫瑰红色，表明已吸收了二氧化氮，此时可根据吸收液显色程度，确定是否终止采样。
4、甲醛的测定
一、仪器与试剂
HE-102甲醛检测仪
二、实验步骤
1、电池电压检查
插上电源，按下power键开机，等候片刻待仪器示值稳定，按下battery键检查电池状态，如果数字显示1.00以上，就不用充电或用外接电源，。
检查完毕再按battery键，复位，一起进入测量状态。
2、仪器调零
将ZERO过滤器两天得黑色塞子取下，直接插在采样手柄前端，寻东ZERO调零旋钮，使一起显示0.00，调零完成。
3、测量甲醛浓度
调零后，拔下ZERO过滤器，将探头放到需测的位置开始测量，当仪器显示值趋于稳定后，读取此时数值即为所测量的空气甲醛浓度
三、数据处理
单位：
ppm
mg/m3和ppm换算关系：
ppm=mg/m3XB/M
3.5、实验数据原始记录及分析。
1.对每个实验数据进行科学的计算和处理，用图表形式表达出来。
项目
结果
样品1
样品2
TSP
SO2
NOx
甲醛
2.通过国家标准对实验结果进行逐项进行评价（和二级环境空气质量标准对比）
1.GB/T15436环境空气氮氧化物的测定－－化学发光法法
2.GB/T15262空气质量二氧化硫的测定－－甲醛吸收副玫瑰苯胺分光光度法
3.GB/T15432环境空气总悬浮颗粒物测定－－重量法室内可吸入颗粒物
污染物名称
取值时间
浓度限值
一级标准
二级标准
三级标准
浓度单位
二氧化硫
SO2
年平均
日平均
1小时平均
0.02
0.05
0.15
0.06
0.15
0.50
0.10
0.25
0.70
总悬浮颗粒物TSP
年平均
日平均
0.08
0.12
0.20
0.30
0.30
0.50
可吸入颗粒物PM10
年平均
日平均
0.04
0.05
0.10
0.15
0.15
0.25
氮氧化物
NOx
年平均
日平均
1小时平均
0.05
0.10
0.15
0.05
0.10
0.15
0.10
0.15
0.30
mg/m3
（标准状态
D居室空气中甲醛的卫生标准室内空气质量检测标准GB/T16127—1995
居室内空气中甲醛卫生标准（最高容许浓度）规定为0.08mg/m3
三．综合实验结果，对学校水质标准进行评价，及提出建议。
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