空氣質(zhì)量監(jiān)測與評價

1、校園空氣質(zhì)量監(jiān)測及評價 摘 要 ：以嘉應(yīng)大學(xué)的空氣質(zhì)量狀況為研究對象，在欲監(jiān)測環(huán)境內(nèi)進行布點和采樣；對校園空氣中SO2和NOx進行連續(xù)檢測和分析，采用了分光光度計的方法測量吸光度，測定SO2、NOx的日均濃度，計算空氣污染指數(shù)(API)；以此來判定校園空氣污染指數(shù)及污染現(xiàn)狀。 結(jié)果表明：汽車尾氣排放是校園的一大主要污染源，車輛的行駛也是校園噪聲的主要來源，校園的總體空氣質(zhì)量狀況總體為良好。關(guān)鍵詞 ：SO2、NOx、校區(qū)空氣污染指數(shù)（API）1 引言 校園是大學(xué)生在在校內(nèi)學(xué)習(xí)和活動的外界環(huán)境，校園作為一個特定外在環(huán)境，其人口密集程度大，所處環(huán)境狀況復(fù)雜，其環(huán)境質(zhì)量好壞不僅直接關(guān)系到師生的身心健康

2、，更是威脅到這一代人日后的成長發(fā)展。而近年來，隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，各地區(qū)院校的發(fā)展進程也不斷加快，校園環(huán)境狀況日益惡劣。而當(dāng)前關(guān)于環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測方面的研究大都傾向于天氣質(zhì)量及城市概況交通的空氣品質(zhì)問題分析，關(guān)于校園環(huán)境問題的研究相對較少。因此，本文通過對校園環(huán)境進行即使的環(huán)境監(jiān)測與評價可掌握校園空氣質(zhì)量狀況及變化趨勢，展開校園空氣污染的預(yù)測工作，評價校園空氣污染對健康的影響，弄清污染源與空氣質(zhì)量的關(guān)系，提出相應(yīng)改進措施，對控制校園區(qū)域污染是很有必要的。通過本次試驗，也掌握測定空氣中SO2、NOx和TSP的采樣和監(jiān)測方法。 2 實驗部分2.1 理論分析2.1.1 空氣中SO2的測定原理測定空氣

3、中SO2常用方法有四氯汞鹽吸收一副玫瑰苯胺分光光度法、甲醛吸收一副玫瑰苯胺分光光度法和紫外熒光法等。本實驗采用四氯汞鹽吸收副玫瑰苯胺分光光度法?？諝庵械亩趸虮凰穆裙浫芤何蘸?，生成穩(wěn)定的二氯亞硫酸鹽絡(luò)合物，此絡(luò)合物再與甲醛及鹽酸副玫瑰苯胺發(fā)生反應(yīng)，生成紫紅色的絡(luò)合物，據(jù)其顏色深淺，用分光光度法測定。按照所用的鹽酸副玫瑰苯胺使用液含磷酸多少，分為兩種操作方法。方法一含磷酸量少，最后溶液的pH值為1.6±0.1，呈紅紫色，最大吸收峰在548nm處，方法靈敏度高，但試劑空白值高。方法二含磷酸量多，最后溶液的pH值為1.2±0.1，呈藍紫色，最大吸收峰在575nm處，方法靈敏

4、度較前者低，但試劑空白值低，是我國廣泛采用的方法。 2.1.2 空氣中NOx的測定原理測定空氣中NOx廣泛采用的方法是分光光度法和化學(xué)發(fā)光法?；瘜W(xué)發(fā)光法一般用于連續(xù)自動監(jiān)測?？諝庵械牡趸镏饕訬O和NO2形態(tài)存在。測定時將NO氧化成NO2，用吸收液吸收后，首先生成亞硝酸和硝酸。其中，亞硝酸與對氨基苯磺酸發(fā)生重氮化反應(yīng)，再與N-(1-萘基)乙二胺鹽酸鹽作用，生成紫紅色偶氮染料，根據(jù)顏色深淺比色定量。因為NO2(氣)不是全部轉(zhuǎn)化為NO2-(液)，故在計算結(jié)果時應(yīng)除以轉(zhuǎn)換系數(shù)(稱為Saltzman實驗系數(shù)，用標準氣體通過實驗測定)。 按照氧化NO所用氧化劑不同，分為酸性高錳酸鉀溶液氧化法和三氧化

5、鉻-石英砂氧化法。本實驗采用后一方法。 2.2 實驗裝置和方法2.2.1 測定SO2的實驗裝置多孔玻板吸收管(用于短時間采樣)、多孔玻板吸收瓶(用于24h采樣)、空氣采樣器：流量01L/min、分光光度計。2.2.2 測定SO2的方法標準曲線的繪制：取8支10mL具塞比色管，按下列參數(shù)和方法配制標準色列。 加 入 溶 液色 列 管 編 號012345672.0g/mL亞硫酸鈉標準使用溶液(mL)00.601.001.401.601.802.202.70四氯汞鉀吸收液(mL)5.004.404.003.603.403.202.802.30二氧化硫含量(g)01.202.002.803.203.6

6、04.405.40 在以上各比色管中加入6.0 g/L氨基磺酸銨溶液0.50mL，搖勻。再加2.0 g/L甲醛溶液0.50 mL及0.016%鹽酸副玫瑰苯胺使用液1.50 mL，搖勻。當(dāng)室溫為1520時，顯色30 min；室溫為2025時，顯色20 min；室溫為2530時，顯色15 min。用1cm比色皿，于575 nm波長處，以水為參比，測定吸光度，試劑空白值不應(yīng)大于0.050吸光度。以吸光度(扣除試劑空白值)對二氧化硫含量(g)繪制標準曲線，并計算各點的SO2含量與其吸光度的比值，取各點計算結(jié)果的平均值作為計算因子(Bs)。 采樣：量取5mL四氯汞鉀吸收液于多孔玻璃吸收管內(nèi)(棕色)，通過

7、塑料管連接在采樣器上，在各采樣點以0.5L/min流量采氣1020L。采樣完畢，封閉進出口，帶回實驗室供測定。 樣品測定：將采樣后的吸收液放置20 min后，轉(zhuǎn)入10 mL比色管中，用少許水洗滌吸收管并轉(zhuǎn)入比色管中，使其總體積為5 mL，再加入0.50 mL 6g/L的氨基磺酸銨溶液，搖勻，放置10 min，以消除NOx的干擾。以下步驟同標準曲線的繪制。按下式計算空氣中SO2濃度(C)： 式中：A樣品溶液的吸光度； A0試劑空白溶液的吸光度； Bs計算因子(g/吸光度)； VN換算成標準狀況下的采樣體積(L)。 在測定每批樣品時，至少要加入一個已知SO2濃度的控制樣品同時測定，以保證計算因子的

8、可靠性。 2.2.3 測定NOx的實驗裝置三氧化鉻-石英砂氧化管、多孔玻板吸收管(裝10 mL吸收液型)、便攜式空氣采樣器：流量范圍01L/min、 分光光度計。2.2.4測定NOx的方法 標準曲線的繪制：取6支10mL具塞比色管，按下列參數(shù)和方法配制NO2-標準溶液色列： NO2-標準溶液色列管 號012345標準使用溶液(mL)00.400.801.201.602.00水(mL)2.001.601.200.800.400顯色液(mL)8.008.008.008.008.008.00NO2-濃度(g/mL)00.100.200.300.400.50將各管溶液混勻，于暗處放置20 min(室溫

9、低于20時放置40 min以上)，用1 cm比色皿于波長540 nm處以水為參比測量吸光度，扣除試劑空白溶液吸光度后，用最小二乘法計算標準曲線的回歸方程。 采樣：吸取10.0 mL吸收液于多孔玻板吸收管中，用盡量短的硅橡膠管將其串聯(lián)在三氧化鉻-石英砂氧化管和空氣采樣器之間，以0.4 mL/min流量采氣424L。在采樣的同時，應(yīng)記錄現(xiàn)場溫度和大氣壓力。樣品測定：采樣后于暗放置20 min(室溫20以下放置40 min以上)后，用水將吸收管中吸收液的體積補充至標線，混勻，按照繪制標準曲線的方法和條件測量試劑空白溶液和樣品溶液的吸光度，按下式計算空氣中NOx的濃度： 式中：CNOx空氣中NOx的濃

10、度(以NO2計，mg/m3)； A、A0分別為樣品溶液和試劑空白溶液的吸光度； b、a分別為標準曲線的斜率(吸光度·mL/g)和截距； V采樣用吸收液體積(mL)； V0換算為標準狀況下的采樣體積(L)； FSaltzman實驗系數(shù)，0.88(空氣中NOx濃度超過0.720 mg/m3時取0.77)。2.3 實驗結(jié)果比較與分析。對田師正門的數(shù)據(jù)分析：表1 SO2的含量和相對應(yīng)的吸光度二氧化硫含量（g）0.00 1.20 2.00 2.80 3.20 3.60 4.40 5.40 吸光度0.032 0.079 0.110 0.145 0.160 0.175 0.205 0.241 根據(jù)

11、表1，繪制標準曲線如圖1：圖1根據(jù) SO2的標準曲線，由兩次采樣測得的吸光度算出 SO2的濃度如下表：表2 SO2的濃度SO2含量（g） SO2濃度（mg/m3）第一次采樣吸光度0.03500第二次采樣吸光度0.04000表3 NOx的含量和相對應(yīng)的吸光度亞硝酸鈉含量（g）0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 吸光度0.013 0.088 0.165 0.240 0.316 0.395 根據(jù)表3，繪制標準曲線如圖2：圖2根據(jù) NOx的標準曲線，由兩次采樣測得的吸光度算出 NOx的濃度如下表：表4 NOx的濃度NOx含量(g)NOx濃度(mg/m3)第一次采樣吸光度0.03

12、20.050 0.0023第二次采樣吸光度0.0340.0760.0035 根據(jù)表3，表4，得出 SO2的平均濃度=0； NOx的平均濃度=0.0029。可分析，在田師不存在燒煤炭的居民區(qū)，因此，在田師正門處測不到S02，而可以測到NOx，因為田師周圍經(jīng)常有車輛經(jīng)過，所以會產(chǎn)生NOx，但是車輛來回不頻繁，因此，NOx的含量不會超標。由此可判定，田師周圍的空氣質(zhì)量較好。 綜合校園五個監(jiān)測點的數(shù)據(jù)，如下表所示：西校門南校門錫科門口聯(lián)通門前田師正門SO2（mg/m3）0.0730.0030.0060.04450NOX(mg/m3)0.0680.0310.00140.02350.0029Leq（dB）

13、68.166.467.965.559.6根據(jù)國家規(guī)定的各項污染物的濃度限值，如下表所以： 對比上述兩表格，可判斷各個監(jiān)測點的污染物的超標情況：西校門南校門錫科門口聯(lián)通門前田師正門SO2（mg/m3）0.0730.0030.0060.04450NOX(mg/m3)0.0680.0310.00140.02350.0029濃度限值二級標準一級標準一級標準一級標準一級標準空氣質(zhì)量狀況良優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)Leq（dB）68.166.467.965.559.6 根據(jù)上表，污染物含量由高到低依次是：西校門、南校門、聯(lián)通門前、稀科門口、田師正門。噪聲的等效聲級由高到低依次是西校門、稀科門口、南校門、聯(lián)通門口、田師正門，

14、最高的等效聲級68.1不超過我國噪聲允許范圍保護聽力的理想值。西校門污染物的含量最高，噪聲的等效聲級最大，因為在西校門附近來往的各種車輛很多（包括公車），汽車排放的尾氣過多，汽車行駛過程噪聲也增多，而近期在修路，處于施工狀態(tài)，施工設(shè)施的使用造成了一定的污染，也加重了噪聲污染，另外，西校門附近聚集了很多小攤點，以及小吃店，這些小吃的制作過程也產(chǎn)生了一些污染物，而這些小攤點又成了學(xué)生的聚集處，因此，這也是噪聲的來源之處。南校門污染物的含量較西校門低，噪聲的等效聲級也偏高，66.4dB已經(jīng)達到環(huán)境噪聲限值中的“3類環(huán)境功能區(qū)”，屬于需要防止工業(yè)噪聲對周圍環(huán)境產(chǎn)生嚴重影響的區(qū)域，因為在南校門周圍，也存

15、在好多小飯館、果飲店，車輛來往也較多，人流量也偏大，因此，此處的NOx的含量也相對較大，噪聲的等效聲級也偏大。聯(lián)通門前由于較靠近第九區(qū)以及教官訓(xùn)練地，可能那周圍存在燒煤炭的現(xiàn)象，因此，SO2的含量較高，而聯(lián)通門前來往的車輛也相對較多，因此，NOx的含量也較高，而此處的人流量不算大，因此，噪聲的等效聲級相對較小。在錫科門口，除了上下課的高峰期，來往車輛、人流量都相對很少，而在這附近的綠化也相對較好，因此，污染物的含量及噪聲的等效聲級都偏低。對于田師正門，植物覆蓋率較高，SO2的含量為零，因為此處除了課室以及網(wǎng)球場，不存在其他的居住區(qū)，所以，測不到SO2。但偶爾會由車輛行駛過，所以，該處還是有NO

16、x，但此處的人流量幾乎很小，除了上下課時期，因此，噪聲的等效聲級也是最低的，59.6dB屬于“2類環(huán)境功能區(qū)”等需要維護安靜的區(qū)域。綜上分析，可推測汽車尾氣排放是校園的一大主要污染源，所以，為改善校園的空氣質(zhì)量，我們應(yīng)推行公車出行，提倡騎行，減少尾氣對廣大師生帶來的不利影響。另一方面，學(xué)校還存在燒煤炭的居民區(qū)，建議在校內(nèi)的居民區(qū)使用煤氣。還有，近期校內(nèi)部分地區(qū)在建筑施工，也是影響校內(nèi)空氣質(zhì)量的一大因素。3 結(jié)論綜上的監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，校園的總體空氣質(zhì)量狀況總體為良好，這也跟校園總體的綠化覆蓋率有關(guān)，可以肯定的是，當(dāng)學(xué)校所有的施工設(shè)施都完畢后，校園的空氣質(zhì)量會日益轉(zhuǎn)好。本次實驗之測五個監(jiān)測點，在人員，儀器，時間盡量充足的情況下，應(yīng)盡量多設(shè)幾處采樣點，這樣能更全面客觀地進行校園空氣質(zhì)量的評價。4 致謝