中南财大南湖校区空气质量监测方案.doc

中南财大南湖校区空气质量监测方案
信息与安全工程学院 环境1001 马文强 1013020131

校园是广大师生学习、生活的场所，校园空气质量影响到老师和同学的健康成长。20世纪70年代以来，国内外相继对校园空气质量进行了调研和监测，结果表明校园空气中存在各种有害成分的不同程度污染。众所周知，作为正在全力发展的武汉市，在建的工程数不胜数，其对武汉市市区造成的空气环境问题不言而喻，而烟尘、颗粒物、汽车尾气、二氧化硫等空气污染物也在日益增加，整个武汉市的空气质量现状令人堪忧。坐落于武汉市洪山区的中南财经政法大学南湖校区，当然不能幸免于难，其空气质量也或多或少受到污染，所以校区内的空气质量急切需要监测。对此，我针对中南财经政法大学南湖校区的基本情况，制定了这套空气质量监测方案。
一、监测目的和对象
监测目的：1、通过此次监测进一步巩固课本知识的学习和掌握，深入了解空气质量各项指标的的具体采样方法、分析方法、误差分析及数据处理等；
2、掌握监测仪器设备的使用，并能独立完成对各项空气质量指标的监测工作及后期的数据处理工作；
3、对校园空气质量进行监测，评价校园环境的空气质量，判断校园空气质量是否符合环境规划目标的要求，为研究校园大气环境质量变化及制定校园环境保护规划提供基础数据；
4、培养综合分析与处理问题的能力，训练自己科学地处理监测数据的能力，以及对各项监测结果的评价能力。
监测对象：根据中南财经政法大学不同功能区的作用，将南湖校区的整体环境划分为生活区、学习区、办公区、商业区以及其他。生活区为学生宿舍和各大食堂，学习区为各大教学楼，比如文泰楼、文波楼、文澜楼、图书馆、南附楼、电教等，办公区为文泉楼、文永楼、文治楼、文沛楼等，商业区为南苑、西苑、北苑等，其他如五羊广场、文治楼前的空地、北门口、东门口、新体、旧体、波澜广场、情人坡等。以上划分的区域里每个区采取三个地方（如某栋宿舍楼里的某几个宿舍，某栋办公楼里的某几个办公室等）作为采样区，然后采样区内的空气环境即为监测对象。
二、监测过程
1、前期调研和资料收集
通过对中南财经政法大学的调查，了解及确定中南财大校内及校外的污染源类型、数量、位置、排放的主要污染物及排放量，同时了解所用原料、燃料及消耗量。其次对中南财大南湖校区的风向、风速、气温、降水量、相对湿度、日照时间等气象资料以及该校区的地形资料进行收集和分析。然后对该校区的土地利用情况和功能区的划分进行了解，这对确定监测对象和设置监测网点很重要。最后可以根据人群密集度、人流量、车流量等情况来确保监测方案的全面性和准确性。
2、监测项目的确定和监测网点的布设
参照《空气例行监测项目》表和该校区的实际情况（之前资料初步分析后得出的数据和实验室所能提供监测仪器），确定以下几个监测项目为监测指标：SO2、NO2、TSP、PM10、CO、甲醛、氡气（这两项为室内空气监测指标）。
根据布设采样点的原则和要求，合理确定采样点数和采样站点位。采样点数规定的设置数目参照WHO和美国EPA的方法,具体见表一。
表一 我国空气环境污染例行监测采样点设置数目
市区人口/万人
SO2、NO2、PM10、TSP
灰尘自然降尘量
硫酸盐化速率
<50
3
≥3
≥6
50~100
4
4~8
6~12
100~200
5
8~11
12~18
200~400
6
12~20
18~30
>400
7
20~30
30~40
而采样站点位的确定，具体方法有：（1）功能区布点法；（2）网格布点法；（3）同心圆布点法；（4）扇形布点法。（以上具体的原则、要求、方法请参见课本《环境监测》第三章内容）
3、采样时间、采样方法和分析方法
按照《空气和废气监测分析方法》、《环境监测技术规范》和《环境空气质量标准》（GB 3095-1996），确定采样时间、采样方法和分析方法。具体请见表二。
表二 环境空气监测指标的采样方法和分析方法

监测项目
采样方法
流量L/min
采集时间
分析方法
检测下限
TSP
滤料阻流法
/
8h
重量法
0.15mg/Nm3
SO2
溶液吸收法
0.5
45min
副玫瑰苯胺光度法
0.007/10L
NO2
溶液吸收法
0.4
45min
盐酸萘乙二胺光度法
0.005/24L
采用间歇性采样方法，连续监测3~5天，每天采样频次根据实际情况而定，SO2、NO2每隔2~3h采样一次，TSP、PM10每天采样一次，连续采样。采样应同时记录气温、气压、风向、风速、阴晴等气象因素。（上面提到的采样方法和分析方法具体请参见课本《环境监测》第三章）下面，我只给大家介绍一下SO2的分析方法的具体操作。
SO2的测定
3.1实验原理
四氯汞钾溶液吸收--盐酸副玫瑰苯胺分光光度法：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，该络合物在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SO2含量成正比。
3.2仪器
①以多孔玻板吸收管（用于短时间采样）；多孔玻板吸收瓶（用于24小时采样）；
②空气采样器（流量0~1L/min）；
③分光光度计。
3.3试剂
①四氯汞钾吸收液（0.04mol/L）：称取10.9g氯化汞、6.0g氯化钾和0.07g乙二胺四乙酸二钠盐溶于水稀释至1000ml;
②甲醛溶液（2.0g/L）：量取36%~38%甲醛溶液1.1ml，用水稀释至200ml，现配;
③氨基磺酸铵溶液（6.0g/L）:称取0.60g氨基磺酸铵溶解于100ml水中，现配;
④盐酸副玫瑰苯胺贮备液（0.2%）：称取0.20g经提纯的盐酸副玫瑰苯胺，溶解于100ml1.0mol/L的盐酸溶液中：
⑤盐酸副玫瑰苯胺使用液（0.016%）：吸取0.2%盐酸副玫瑰苯胺贮备液20.00ml于250ml容量瓶中，加3mol/L磷酸溶液200ml，用水稀释至标线；
⑥磷酸溶液(3mol/L):量取41ml85%的浓磷酸，用水稀释至200ml；
⑦亚硫酸钠标准溶液:称取0.20g亚硫酸钠及0.010g乙二胺四乙酸二钠，将其溶解于200ml新煮沸并以冷却的水中，轻轻摇匀。放置2到3小时后标定。此溶液每ml相当于含320到400ug SO2，用碘量法标定出准确浓度。准确量取适量亚硫酸盐标准溶液，用四氯汞钾溶液稀释成每ml含2.0ug SO2标准使用溶液。
3.4测定步骤
①标准曲线的绘制：按表三在8支10ml具塞比色管中配置标准色列
表三
加入溶液
色列管编号
0
1
2
3
4
5
6
7
2.0mg/ml亚硫酸钠标准使用液∕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
SO2含量∕ug
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6.0g/L氨基磺酸铵溶液0.50ml，摇匀。再加2.0g/L甲醛溶液0.50ml及0.016%盐酸副玫瑰苯胺使用液1.50ml摇匀。当室温为15~20℃时，显色30min；室温为20~25℃时显色20min；室温为25~30℃时显色15min。用1cm比色皿于575nm波长处，以水为参比测定吸光度，试剂空白值不应大于0.050。以校正吸光度对二氧化硫含量绘制标准曲线，。
②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以0.5L/min流量采气40min。采样完毕封闭进出口，带回实验室供测定。
③样品测定：将采样后的吸收液放置20min后转入10ml比色管中，用少许水洗涤并转入比色管中，使其总体积为5ml，再加入0.50ml6.0g/L的氨基磺酸铵溶液，摇匀，放置10min以消除氮氧化合物的干扰。以下步骤同①。
3.5数据处理
按下式计算空气中SO2浓度（c）
C（mg/m³）=（A-A0）*Bs/VN
A-----样品溶液的吸光度;
A0----试剂空白溶液吸光度；
Bs---计算因子（ug／吸光度）;
VN----换算成标准状况下采样体积，L;
3.6数据记录
表四
加入溶液
色列管编号
0
1
2
3
4
5
6
7
SO2含量∕ug
0
1.20
2.00
2.80
3.20
3.60
4.40
5.40
吸光度Aˊ

校正吸光度A

3.7注意事项
①温度对显色影响较大，温度越高空白值越大。温度高时显色快，褪色也快，最好用恒温水浴控制显色温度。
②对品红溶液试剂必须提纯后方可使用，否则，其中所含杂质会引起试剂空白值升高，是方法灵敏度降低。
③六价铬能使紫红色络合物褪色，产生负担，故应避用硫酸—铬酸液洗液洗涤所用玻璃器皿，若已用此洗液洗过，则需用（1﹢1）盐酸溶液浸洗，再用水充分洗涤。
④用过的具塞比色管及比色皿应及时用酸洗涤，否则红色难于洗净。具塞比色管用（1﹢4）盐酸溶液洗涤，比色皿用（1﹢4）盐酸溶液加1∕3体积乙醇混合液洗涤。
⑤四氯汞钾溶液为剧毒试剂，使用时应小心，如溅到皮肤上应立即用水冲洗。使用过的废液要集中回收处理，以免污染环境。
三、数据处理
1、数据整理 监测结果的原始数据要根据有效数字的保留规则正确书写，监测数据的运算要遵循运算规则。在数据处理中，对出现的可疑数据，首先从技术上查明原因，然后再用统计检验处理，经检验验证属离群数据应予剔除，以使测定结果更符合实际。
2、分析结果的表示 将监测结果按样品数、检出率、浓度范围进行统计并制成表格，可按表五、六、七统计分析结果。
表五 TSP监测结果统计[ mg/m3（标准状态）]
编 号
测点名称
样品数
检出率/％
日均值
浓度范围
超标率/%
1＃

2＃

3

GB 3095—1996 二级标准值

表六 SO2监测结果统计[ mg/m3（标准状态）]
编 号
测点名称
样品数
检出率/％
小时平均值
日均值
浓度范围
超标率/％
浓度范围
超标率/%
1＃

2＃

3

4

GB 3095—1996 二级标准值

表七 NO2监测结果统计[ mg/m3（标准状态）]
编 号
测点名称
样品数
检出率/％
小时平均值
日均值
浓度范围
超标率/％
浓度范围
超标率/%
1＃

2＃

3

4

GB 3095—1996 二级标准值

四、方案设计中的心得和体会
这已经是第二个监测方案的制定，所以很多东西可以借鉴上次的。在这次方案制定中，不仅知识得到了巩固，而且在查阅资料等很多细节性的问题上有了新的了解，解决问题的能力上有了新的提高。在这次课程设计中，我深深地认识到环境和人类的生存和发展是息息相关的，人类的生产生活对环境造成的影响也是无所不在的举足轻重的。我觉得我肩上的责任更加重大了。所以，我们不仅要学习专业知识，还要通过实践来不断磨练自己，使所学到的专业知识融会贯通，懂得学以致用，让自己成为一名合格的优秀的环境工作者！