空气质量监测与评价.doc

校园空气质量监测及评价
摘 要 ：以嘉应大学的空气质量状况为研究对象，在欲监测环境内进行布点和采样；对校园空气中SO2和NOx进行连续检测和分析，采用了分光光度计的方法测量吸光度，测定SO2、NOx的日均浓度，计算空气污染指数(API)；以此来判定校园空气污染指数及污染现状.
结果表明:汽车尾气排放是校园的一大主要污染源,车辆的行驶也是校园噪声的主要来源，校园的总体空气质量状况总体为良好。
关键词 ：SO2、NOx、校区空气污染指数(API）
1 引言
校园是大学生在在校内学习和活动的外界环境，校园作为一个特定外在环境，其人口密集程度大,所处环境状况复杂，其环境质量好坏不仅直接关系到师生的身心健康，更是威胁到这一代人日后的成长发展.而近年来，随着我国经济的高速发展，各地区院校的发展进程也不断加快，校园环境状况日益恶劣.
而当前关于环境质量监测方面的研究大都倾向于天气质量及城市概况交通的空气品质问题分析，关于校园环境问题的研究相对较少。因此，本文通过对校园环境进行即使的环境监测与评价可掌握校园空气质量状况及变化趋势，展开校园空气污染的预测工作，评价校园空气污染对健康的影响,弄清污染源与空气质量的关系,提出相应改进措施，对控制校园区域污染是很有必要的.通过本次试验，也掌握测定空气中SO2、NOx和TSP的采样和监测方法。
2 实验部分
2.1 理论分析
2.1.1 空气中SO2的测定原理
测定空气中SO2常用方法有四氯汞盐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荧光法等。本实验采用四氯汞盐吸收—副玫瑰苯胺分光光度法。
空气中的二氧化硫被四氯汞钾溶液吸收后,生成稳定的二氯亚硫酸盐络合物，此络合物再与甲醛及盐酸副玫瑰苯胺发生反应，生成紫红色的络合物，据其颜色深浅，用分光光度法测定。按照所用的盐酸副玫瑰苯胺使用液含磷酸多少，分为两种操作方法.方法一含磷酸量少,最后溶液的pH值为1.6±0。1，呈红紫色，最大吸收峰在548nm处,方法灵敏度高，但试剂空白值高。方法二含磷酸量多，最后溶液的pH值为1。2±0。1，呈蓝紫色，最大吸收峰在575nm处,方法灵敏度较前者低，但试剂空白值低，是我国广泛采用的方法.
2.1。2 空气中NOx的测定原理
测定空气中NOx广泛采用的方法是分光光度法和化学发光法.化学发光法一般用于连续自动监测。空气中的氮氧化物主要以NO和NO2形态存在。测定时将NO氧化成NO2，用吸收液吸收后，首先生成亚硝酸和硝酸。其中,亚硝酸与对氨基苯磺酸发生重氮化反应，再与N-(1-萘基)乙二胺盐酸盐作用,生成紫红色偶氮染料，根据颜色深浅比色定量。因为NO2（气)不是全部转化为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)。
按照氧化NO所用氧化剂不同,分为酸性高锰酸钾溶液氧化法和三氧化铬-石英砂氧化法。本实验采用后一方法。
2。2 实验装置和方法
2。2。1 测定SO2的实验装置
多孔玻板吸收管(用于短时间采样）、多孔玻板吸收瓶(用于24h采样）、空气采样器:流量0～1L/min、分光光度计。
2.2。2 测定SO2的方法
标准曲线的绘制：取8支10mL具塞比色管，按下列参数和方法配制标准色列。
加 入 溶 液
色 列 管 编 号
0
1
2
3
4
5
6
7
2.0μg/mL亚硫酸钠标准使用溶液(mL）
0
0。60
1。00
1.40
1.60
1.80
2.20
2。70
四氯汞钾吸收液（mL)
5.00
4.40
4.00
3.60
3.40
3.20
2.80
2.30
二氧化硫含量(μg)
0
1。20
2.00
2。80
3。20
3.60
4.40
5.40
在以上各比色管中加入6.0 g/L氨基磺酸铵溶液0.50mL，摇匀。再加2。0 g/L甲醛溶液0.50 mL及0.016%盐酸副玫瑰苯胺使用液1.50 mL，摇匀。当室温为15～20℃时,显色30 min；室温为20～25℃时,显色20 min；室温为25～30℃时，显色15 min。用1cm比色皿，于575 nm波长处，以水为参比，测定吸光度,试剂空白值不应大于0.050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)。
采样：量取5mL四氯汞钾吸收液于多孔玻璃吸收管内(棕色)，通过塑料管连接在采样器上，在各采样点以0.5L/min流量采气10～20L.采样完毕，封闭进出口,带回实验室供测定。
样品测定：将采样后的吸收液放置20 min后，转入10 mL比色管中，用少许水洗涤吸收管并转入比色管中，使其总体积为5 mL,再加入0。50 mL 6g/L的氨基磺酸铵溶液,摇匀,放置10 min，以消除NOx的干扰.以下步骤同标准曲线的绘制。按下式计算空气中SO2浓度(C）：
式中：A——样品溶液的吸光度；
A0——试剂空白溶液的吸光度；
Bs-—计算因子(μg/吸光度）；
VN-—换算成标准状况下的采样体积（L).
在测定每批样品时，至少要加入一个已知SO2浓度的控制样品同时测定，以保证计算因子的可靠性.
2.2.3 测定NOx的实验装置
三氧化铬-石英砂氧化管、多孔玻板吸收管（装10 mL吸收液型）、便携式空气采样器：流量范围0~1L/min、 分光光度计。
2.2。4测定NOx的方法
标准曲线的绘制：取6支10mL具塞比色管，按下列参数和方法配制NO2—标准溶液色列：
NO2-标准溶液色列
管 号
0
1
2
3
4
5
标准使用溶液(mL)
0
0。40
0。80
1.20
1.60
2.00
水（mL）
2.00
1。60
1。20
0.80
0。40
0
显色液(mL）
8。00
8。00
8。00
8。00
8。00
8。00
NO2—浓度（μg/mL)
0
0.10
0。20
0.30
0。40
0。50
将各管溶液混匀，于暗处放置20 min(室温低于20℃时放置40 min以上）,用1 cm比色皿于波长540 nm处以水为参比测量吸光度,扣除试剂空白溶液吸光度后，用最小二乘法计算标准曲线的回归方程。
采样：吸取10。0 mL吸收液于多孔玻板吸收管中，用尽量短的硅橡胶管将其串联在三氧化铬—石英砂氧化管和空气采样器之间，以0.4 mL/min流量采气4~24L。在采样的同时，应记录现场温度和大气压力.
样品测定：采样后于暗放置20 min（室温20℃以下放置40 min以上）后，用水将吸收管中吸收液的体积补充至标线，混匀，按照绘制标准曲线的方法和条件测量试剂空白溶液和样品溶液的吸光度，按下式计算空气中NOx的浓度：
式中:CNOx—-空气中NOx的浓度(以NO2计，mg/m3)；
A、A0——分别为样品溶液和试剂空白溶液的吸光度；
b、a-—分别为标准曲线的斜率(吸光度·mL/μg)和截距;
V--采样用吸收液体积(mL)；
V0--换算为标准状况下的采样体积(L)；
F——Saltzman实验系数，0。88（空气中NOx浓度超过0.720 mg/m3时取0。77）。
2.3 实验结果比较与分析。
对田师正门的数据分析：
表1 SO2的含量和相对应的吸光度
二氧化硫含量（μg)
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
根据表1，绘制标准曲线如图1：
图1
根据 SO2的标准曲线，由两次采样测得的吸光度算出 SO2的浓度如下表:
表2 SO2的浓度

SO2含量（μg）
SO2浓度(mg/m3）
第一次采样吸光度0。035
0
0
第二次采样吸光度0。040
0
0
表3 NOx的含量和相对应的吸光度
亚硝酸钠含量（μg）
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
根据表3，绘制标准曲线如图2：
图2
根据 NOx的标准曲线，由两次采样测得的吸光度算出 NOx的浓度如下表：
表4 NOx的浓度

NOx含量(μg）
NOx浓度(mg/m3)
第一次采样吸光度0。032
0。050
0.0023
第二次采样吸光度0.034
0.076
0。0035
根据表3，表4，得出 SO2的平均浓度=0；
NOx的平均浓度=0。0029.
可分析，在田师不存在烧煤炭的居民区，因此，在田师正门处测不到S02,而可以测到NOx,因为田师周围经常有车辆经过，所以会产生NOx，但是车辆来回不频繁,因此，NOx的含量不会超标。由此可判定，田师周围的空气质量较好。
综合校园五个监测点的数据，如下表所示：

西校门
南校门
锡科门口
联通门前
田师正门
SO2（mg/m3）
0.073
0。003
0。006
0.0445
0
NOX（mg/m3）
0。068
0.031
0。0014
0.0235
0.0029
Leq（dB）
68.1
66。4
67.9
65.5
59.6
根据国家规定的各项污染物的浓度限值，如下表所以：
对比上述两表格，可判断各个监测点的污染物的超标情况：

西校门
南校门
锡科门口
联通门前
田师正门
SO2（mg/m3）
0.073
0。003
0。006
0。0445
0
NOX(mg/m3)
0。068
0。031
0.0014
0.0235
0.0029
浓度限值
二级标准
一级标准
一级标准
一级标准
一级标准
空气质量状况
良
优
优
优
优
Leq（dB）
68。1
66.4
67.9
65.5
59。6
根据上表，污染物含量由高到低依次是：西校门、南校门、联通门前、稀科门口、田师正门。噪声的等效声级由高到低依次是西校门、稀科门口、南校门、联通门口、田师正门,最高的等效声级68。1不超过我国噪声允许范围保护听力的理想值。
西校门污染物的含量最高，噪声的等效声级最大,因为在西校门附近来往的各种车辆很多（包括公车)，汽车排放的尾气过多,汽车行驶过程噪声也增多，而近期在修路，处于施工状态，施工设施的使用造成了一定的污染,也加重了噪声污染,另外,西校门附近聚集了很多小摊点，以及小吃店,这些小吃的制作过程也产生了一些污染物，而这些小摊点又成了学生的聚集处,因此,这也是噪声的来源之处。南校门污染物的含量较西校门低，噪声的等效声级也偏高，66.4dB已经达到环境噪声限值中的“3类环境功能区",属于需要防止工业噪声对周围环境产生严重影响的区域，因为在南校门周围,也存在好多小饭馆、果饮店，车辆来往也较多，人流量也偏大，因此，此处的NOx的含量也相对较大，噪声的等效声级也偏大。联通门前由于较靠近第九区以及教官训练地，可能那周围存在烧煤炭的现象,因此，SO2的含量较高,而联通门前来往的车辆也相对较多,因此，NOx的含量也较高，而此处的人流量不算大,因此,噪声的等效声级相对较小。在锡科门口,除了上下课的高峰期，来往车辆、人流量都相对很少，而在这附近的绿化也相对较好，因此，污染物的含量及噪声的等效声级都偏低。对于田师正门，植物覆盖率较高，SO2的含量为零，因为此处除了课室以及网球场，不存在其他的居住区，所以,测不到SO2.但偶尔会由车辆行驶过，所以，该处还是有NOx，但此处的人流量几乎很小，除了上下课时期，因此,噪声的等效声级也是最低的,59.6dB属于“2类环境功能区”等需要维护安静的区域。
综上分析,可推测汽车尾气排放是校园的一大主要污染源,所以，为改善校园的空气质量,我们应推行公车出行，提倡骑行，减少尾气对广大师生带来的不利影响。另一方面,学校还存在烧煤炭的居民区，建议在校内的居民区使用煤气。还有，近期校内部分地区在建筑施工，也是影响校内空气质量的一大因素。
3 结论
综上的监测数据分析，校园的总体空气质量状况总体为良好，这也跟校园总体的绿化覆盖率有关，可以肯定的是，当学校所有的施工设施都完毕后,校园的空气质量会日益转好。本次实验之测五个监测点,在人员，仪器，时间尽量充足的情况下，应尽量多设几处采样点，这样能更全面客观地进行校园空气质量的评价。
4 致谢
这次实验得以成功完成首先要感谢实验指导老师张丰如以及何江老师,其次要感谢本组成员的团结协助，最后感谢1206班单号全体同学的实验成果。
5 参考文献
[1] GB 3095—1996 《环境空气质量标准》 国家环保总局 1996
［2］ GB 8970 空气质量 二氧化硫的测定- -四氯汞盐副玫瑰苯胺分光光度法
[3］ GB/T 15436 环境空气 氮氧化物的测定- - Saltzman法
[4] GB/T 3785-83 声级计的电、声性能及测试方法
[5] 奚旦立，孙裕生. 环境监测. 4版. 北京:高等教育出版社，2010