校园环境质量监测.docx
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校园环境质量监测.docx
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校园环境质量监测
目录
1、实习目的和要求…………………………………………2
2、实习过程…………………………………………………2
3、实习地点…………………………………………………2
4、实验仪器和主要项目的测定方法………………………2
5、空气中SO2、NOx、TSP的监测…………………………2
(一)空气中SO2的测定…………………………………2
(二)空气中NOX的测定…………………………………4
(三)空气中总悬浮颗粒物的(TSP)测定……………7
6、空气污染指数API的计算………………………………8
7、监测区大气质量评价……………………………………10
8、校园噪声监测……………………………………………11
9、对整个校园的数据处理及空气质量评价…………
10、实习心得…………………………………………………15
11、参考文献………………………………………………16
附件一…………………………………………………………17
附件二…………………………………………………………19
一、实习目的和要求
1、了解环境监测工作的性质,任务及在环境保护中所处的地位。
了解环境监测工作的流程、内容。
2、根据布点采样原则,选择适宜方法进行布点,确定采样频率及采样时间,掌握测定
空气中SO2、NOx和TSP的采样和监测分析方法。
3、根据三项污染物监测结果,计算空气污染指数(API),描述空气质量状况。
4、掌握声级计的使用,以及噪声的采样分析方法。
根据测定的噪声与国家标准相对比,描述校园声环境质量状况。
二、实习过程
本次实习是从5月14日开始,因为天气原因,本小组的实习结束时间为5月21日,其中进行监测实验的时间共5天。
实习开始的第一天,我们参加了实习动员大会,了解了本次实习主要进行的监测项目和目的,以及监测方案的制定。
同时还熟悉了仪器的使用。
5月15日开始正式的监测实习。
监测实习过程中,按照小组分工,一部分同学在监测实验室进行SO2、NOx的标准曲线的绘制,以及空气样品采集后的分析处理。
一部分同学负责在监测点进行空气样品的采集。
在校园空气质量监测结束后,我们用两天的时间进行了校园声环境质量监测,利用声级计在布点处按照一定时间间隔采集噪声数据,并对采集后的数据进行分析。
3、实习地点
福建工程学院北区设备系系楼旁
四、实验仪器和主要项目的测定方法
多孔板吸收管(棕色和无色),多孔玻板吸收瓶,双球玻璃管,空气采样器,分光光度计,比色管10ml,TSP采样器,滤膜,气压计,温度计,分析天平,声级计。
1.空气中二氧化硫的测定:
甲醛缓冲溶液吸收——盐酸副玫瑰苯胺分光光度法
2.空气氮氧化物的测定:
盐酸萘乙二胺分光光度法
3.总悬浮颗粒物的测定:
重量法
五、空气中SO2、NOx、TSP的监测
(一)空气中SO2的测定
1.目的:
1.掌握甲醛缓冲溶液吸收——盐酸副玫瑰苯胺分光光度法测定大气中SO2的方法;
2.测量校园中SO2的浓度。
2.原理:
空气中的二氧化硫被甲醛缓冲溶液吸收后,生成稳定的羟基甲磺酸加成化合物。
在样品溶液中加入氢氧化钙使加成化合物分解,释放出二氧化硫与盐酸副玫瑰苯胺作用,生成紫红色化合物。
根据颜色深浅,用分光光度法测定其吸光度,与标准曲线对比,对SO2进行含量回归,从而测得空气中SO2的浓度。
3.实验步骤:
1)标准曲线的绘制
1 取14支10ml具塞比色管分成A、B两组,分别对应编号。
2 A组7支具塞比色管按下面表格加液,配置标准溶液色列:
管号
0
1
2
3
4
5
6
SO2标准使用溶液(mL)
0
0.50
1.00
2.00
5.00
8.00
10.00
甲醛吸收液(mL)
10.00
9.50
9.00
8.00
5.00
2.00
0
SO2含量(μg)
0
0.50
1.00
2.00
5.00
8.00
10.00
3 B组各管加入1.00mL0.05%PRA溶液,A管标液配好后分别加入0.5mL0.60%氨磺酸铵溶液和0.5ml1.5mol/L氢氧化钠溶液,混匀,再逐管迅速将溶液全部倒入对应编号并盛有PRA溶液的B管中,混匀后放入显色15分钟。
4 用1cm比色皿,在波长577nm处,以水作参比,测定吸光度。
以SO2含量为横坐标,扣除空白的吸光度为纵坐标作标准曲线。
2)采样:
吸取10mL吸收液于多孔玻板吸收管中,用硅橡胶管将其串联在空气采样器上,以0.5L/min流量避光采样40min。
采样结束后,关闭仪器,将吸收管密封好带回实验室待测。
3)样品测定:
将采样后的吸收液放置20分钟后,转入10mL比色管中,用甲醛吸收液稀释至标线,再加入0.5mL0.60%氨磺酸钠溶液和0.5mL1.5mol/L氢氧化钠溶液,摇匀,放置10分钟以消除NOx的干扰。
以下步骤同标准曲线的绘制。
按下式计算空气中的SO2的浓度:
式中:
——空气中的SO2的质量浓度,mg/m³;
——样品溶液的吸光度;
——试剂空白溶液的吸光度;
——校正因子1/b,μgSO2/(吸光度*12ml)
——所绘制标准曲线的截距;
——所绘制标准曲线的斜率,μg;
——换算成标准状况下的采样体积,L;
——样品溶液的总体积,mL;
——测定时所取样品溶液的体积,mL。
4.数据处理:
(标明采样地点、温度、大气压、流量、时间)
1.采样地点:
设备系系楼前空地
流量:
0.5L/min
2.绘制标准曲线:
SO2含量μg
0
0.50
1.00
2.00
5.00
8.00
10.00
吸光度A
0.085
0.127
0.156
0.186
0.336
0.465
0.528
校正后的吸光度
0.000
0.042
0.071
0.101
0.251
0.380
0.443
3、样品的测定:
序号
1
2
3
4
时间
15日上午
17日上午
17日下午
18日上午
样品吸光度A
0.135
0.121
0.123
0.129
C/(mg/m3)
0.042
0.024
0.027
0.035
日均浓度(mg/m3)
0.042
0.026
0.035
①V=0.5×40=20LT=28.0℃P=99.50kPa
②V=0.5×40=20LT=29.5℃P=99.70kPa
③V=0.5×40=20LT=30.3℃P=99.80kPa
④V=0.5×40=20LT=31.1℃P=99.90kPa
5.结果与讨论:
综上计算数据分析与一级标准值(二类区一级标准24小时平均二氧化硫浓度限值为50ug/m3)相比较均无超标,因此达到了一级标准。
本校区位于旗山下,附近为大学校园和居民住宅区,无工业区及污染企业,空气质量普遍较好,二氧化硫主要来源于附近居民及学校食堂燃煤排放,在环境自净能力范围内。
本测点位于设备系系楼前,上课期间过往人流量和车辆相对较少,且采样点处于相对空旷处,空气流通顺畅,旁边有绿化带,因此二氧化硫浓度相对较低也是合理的。
(二)空气中NO2的测定
1.目的:
1)掌握盐酸萘乙二胺分光光度法测定大气中NO2的方法和原理。
2)掌握大气采样器及吸收液采样的操作技术。
2.原理:
二氧化氮被吸收液吸收后,生成亚硝酸和硝酸。
其中亚硝酸与对氨基苯磺酸起重氮化反应,再与盐酸萘乙二胺偶合,呈玫瑰红色,根据颜色深浅,用分光光度法测定。
空气中的氮氧化物包括一氧化氮或二氧化氮。
在测定氮氧化物时,应先用三氧化铬将一氧化氮氧化池二氧化氮,然后测定二氧化氮的浓度。
3.干扰与消除:
1)、当空气中二氧化硫质量浓度为氮氧化物质量浓度的10倍时对测定的干扰不大,当空气中二氧化硫质量浓度为氮氧化物质量浓度的30倍时会使氮氧化物的测定结果偏低;
2)、当空气中臭氧质量浓度超过0.250mg/m³时,使二氧化氮的测定结果偏低。
采样时在入口端串联长15—20cm的硅胶管,可以消除干扰。
3)、吸收液和亚硝酸都会见光分解,所以实验时以及送样过程中应该避光。
4.实验步骤:
1)、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:
管号
0
1
2
3
4
5
亚硝酸钠标准溶液(mL)(2.5ug/mLNO2-)
0
0.40
0.80
1.20
1.60
2.00
吸收原液(mL)
8.00
8.00
8.00
8.00
8.00
8.00
水(mL)
2.00
1.60
1.20
0.80
0.40
0.00
NO2‾含量(ug)
0
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
将各管溶液混匀,于暗处放置20min,用1cm比色皿于波长540nm处以水为参比测量吸光度。
2)、采样:
取5.00mL显色液于多孔玻板吸收管中,用硅橡胶管将其串联在采样器上,以0.4L/min流量避光采样至吸收液呈微红色为止。
在采样的同时,应记录现场温度和大气压力。
3)、样品测定:
采样后避光放置15min后,摇匀,按照绘制标准曲线的方法和条件测量样品溶液的吸光度,按下式计算空气中NOx的浓度。
式中:
A、A0—分别为样品溶液和试剂空白溶液的吸光度;
——校正因子1/b,μgSO2/(吸光度*12ml)
0.76——NO2(气)转换为NO2-(液)的系数
——换算成标准状况下的采样体积,L;
——样品溶液的总体积,mL;
——测定时所取样品溶液的体积,mL。
5.数据处理:
1)采样地点:
设备系系楼前空地
流量:
0.4L/min
2)绘制标准曲线:
NO2‾的含量(ug)
0
1
2
3
4
5
吸光度A
0.008
0.100
0.199
0.287
0.359
0.446
校正后的吸光度A
0.000
0.092
0.191
0.279
0.351
0.438
3)样品的测定:
序号
1
2
3
4
时间
15日上午
17日上午
17日下午
18日上午
样品吸光度A
0.033
0.024
0.023
0.025
C/(mg/m3)
0.053
0.034
0.032
0.036
日均浓度(mg/m3)
0.053
0.033
0.036
①V=0.4×20=8LT=28.0℃P=99.50kPa
②V=0.4×20=8LT=29.5℃P=99.70kPa
③V=0.4×20=8LT=30.3℃P=99.80kPa
④V=0.4×20=8LT=31.1℃P=99.90kPa
6.实验结果分析:
由以上计算数据可以看出,本监测点的氮氧化物浓度较低,低于国家空气质量一级标准值(二类区一级标准24小时平均二氧化氮浓度限值为80ug/m3)。
本校区附近无大的氮氧化物污染源,采样点行驶的汽车会排放相对少量的氮氧化物但远低于空气容量,故空气中氮氧化物浓度较低,采样点位于设备系系楼前,上课期间过往人流量和车辆相对较少,且采样点处于相对空旷处,空气流通顺畅,旁边有绿化带,因此整体计算氮氧化物浓度较低也是合理的,适合人们正常活动。
(三)空气中总悬浮颗粒物(TSP)的测定
1.目的:
掌握重量法测定空气中TSP的方法和原理。
2.原理:
滤膜捕集——重量法:
用抽气动力抽取一定体积的空气通过已恒重的滤膜,则空气中的悬浮颗粒物被阻留在滤膜上,根据采样前后滤膜质量之差及采样体积,即可计算TSP的浓度。
根据采样流量不同分为大、中和小流量采样法。
本实验采用中流量采样器法。
3.实验步骤:
1)用孔口流量计校正采样器的流量;
2)滤膜准备:
首先用光照检查滤膜是否有针孔或其他缺陷,然后放在平衡室内平衡24h,并称重(精确到0.1mg),记下滤膜重量W0,将其平整地放在光滑洁净的塑料袋内。
3)采样:
到达采样点后,用镊子取出称过的滤膜平放在采样器采样头内的滤膜支持网上(绒面向上),用滤膜夹夹紧。
以100L/min流量采样1小时,记录采样5min后和采样结束前5min的压力值。
采样后,用镊子轻轻取出滤膜,绒面向里对折,放入滤膜袋内。
4)称量和计算:
将采样后的滤膜在平衡室内平衡24h后,迅速称重,读数精确至0.1mg,记下重量W1,按下式计算TSP含量:
式中:
W1—尘膜重量(mg);
W0—滤膜重量(mg);
QV—标准状态下的采样流量(m3/min);
t—采样时间(min)。
4.数据处理:
1)TSP采样数据
TSP采样
滤膜重量W0/mg
尘膜重量W1/mg
(W1-W0)/mg
采样5min后的P1/KPa
采样结束前5min的P2/KPa
T1/℃
T2/℃
采样时间
1
307.5
308.8
1.3
99.50
99.50
27.6
28.4
5.15;9:
40-10:
40
2
303.0
303.2
0.2
99.70
99.90
27.6
31.4
5.17;9:
00-10:
00
3
311.6
311.9
0.3
99.80
99.60
29.2
31.4
5.17;14:
30-15:
30
4
302.2
303.5
1.3
99.90
99.80
29.3
32.8
5.18;9:
00-10:
00
2)数据处理:
①W0=307.5mg;W1=308.8mg
②W0=303.0mg;W1=303.2mg
③W0=311.6mg;W1=311.9mg
④W0=302.2mg;W1=303.5mg
序号
1
2
3
4
时间
15日上午
17日上午
17日下午
18日上午
TSP(mg/m3)
0.243
0.037
0.057
0.246
日平均TSP(mg/m3)
0.243
0.047
0.246
5.结果与讨论:
由上述计算结果我们可以看出,5月15日与18日的TSP较大,与国家环境空气质量标准相比较可得出其符合二级标准。
而5月17日测得的TSP较小,与国家环境空气质量标准相对比,则其符合国家一级标准。
出现这种情况的原因是因为5月16日下雨,因此在17日采样时空气中TSP含量较少。
而其他采样时间则为晴天或者多云天气,有利于空气中粉尘的传播,因此测得的TSP较大。
六、空气污染指数(API)的计算
空气污染指数(API)是一种向社会公众公布的反映和评价空气质量状况的指标。
它将常规监测的几种主要空气污染物浓度经过处理简化为单一的数值形式,分级表示空气质量和污染程度,具有简明、直观和使用方便的优点。
空气污染指数(API)是指将空气中的污染物的质量浓度依据适当的分级质量浓度限值进行等标化,计算得到简单的量纲为一的指数,可以直观、简明、定量的描述和比较污染的程度。
根据我国城市空气污染的特点,以SO2、NOx和TSP作为计算API的暂定项目,并确定API为50、100、200时,分别对应于我国空气质量标准中日均值的一、二、三级标准的污染浓度限值,500则对应于对人体健康产生明显危害的污染水平。
API的计算方法:
1、内插法计算各污染物的分指数In;2、APImax(I1,I2…Ii,…In);3、该指数所对应的污染物即为该区域或城市的首要污染物。
某种污染物的污染分指数(Ii)按下式计算:
式中:
Ci,Ii——分别为第i种污染物的浓度值和污染分指数值;
Ci,j,Ii,j——分别为第i种污染物在j转折点的极限浓度值和污染分指数值(查表1);
Ci,j+1,Ii,j+1——分别为第i种污染物在j+1转折点的浓度极限值和污染分指数值。
表1空气污染指数分级浓度限值
空气污染指数(API)
污染物浓度/(mg/m³)
SO2(日均值)
NO2(日均值)
PM10
(日均值
TSP
(日均值
SO2(小时均值
NO2(小时均值)
CO
(小时均值)
O3(小时均值)
50
0.050
0.080
0.050
0.120
0.25
0.12
5
0.120
100
0.150
0.120
0.150
0.300
0.50
0.24
10
0.200
200
0.800
0.280
0.350
0.500
1.60
1.13
60
0.400
300
1.600
0.565
0.420
0.625
2.40
2.26
90
0.800
400
2.100
0.750
0.500
0.875
3.20
3.00
120
1.000
500
2.620
0.940
0.600
1.000
4.00
3.75
150
1.200
表2空气污染指数范围及相应的空气质量级别
空气污染指数(API)
质量级别
质量描述
对健康的影响
对应空气质量的适用范围
0~50
Ⅰ
优
可正常活动
自然保护区、风景名胜区和其他需要特殊保护的地区
51~100
Ⅱ
良
可正常活动
为城镇规划中确定的居住区、商业交通居民混合区、文化区、一般工业区和农村
101~200
Ⅲ
轻污染
长期接触,易感人群症状有轻度加剧,健康人群出现刺激症状
特定工业区
201~300
Ⅳ
中污染
一定时间接触后,心脏病和肺病患者症状显著加剧,运动耐受力降低,健康人群普遍出现症状
≥300
Ⅴ
重污染
健康人明显强烈症状,降低运动耐受力,提前出现某些疾病
计算:
1.SO2计算:
因为C(SO2)=0.034mg/m3<0.050mg/m3
SO2属于Ⅰ级空气质量,优。
2.NOx的计算:
因为C(NOX)=0.041mg/m3<0.080mg/m3
NOX属于Ⅰ级空气质量,优。
3.TSP的计算:
因为0.120mg/m³ TSP属于Ⅱ级空气质量,良。 根据上述3个项目的API的计算可得出教学楼区空气污染指数为73,质量级别为二级,良好,首要污染物为TSP。 七.监测区大气质量评价 由上述API计算结果可知,福建工程学院北区设备系系楼前二氧化硫和氮氧化物的浓度都达到了国家一级标准,空气质量较好,但TSP的浓度相对较高,只达到国家二级标准,是监测区首要污染物。 TSP指数达到三项指标中的最大值,故监测区API空气质量指数为二级,空气质量为良,说明监测区环境空气尚有一定的环境容量。 由于我校附近区域多为学校和居民,无工业区及污染企业,空气中SO2、NOX的来源主要是周围居民和学校食堂燃煤以及车辆过往排放的,因此空气中二氧化硫和氮氧化物的含量较少,对大气环境影响不大。 而空气中TSP浓度较高,是因为校园大多数为水泥路,监测时间天气整体而言属于比较好的,从而为粉尘提供来源。 我们学校的绿化正处于不断加强,同时目前我校没有较大的建筑物处于施工状态,所以在未来两年内,我校的校园大气质量将会不断变好,。 而目前TSP是我校大气质量的首要污染物,为了控制粉尘的来源,因加强校园绿化情况的管理和道路的清理,另外在绿化带多种植树木,保护绿化带的植物花草,同时也可该进燃烧工艺和使用清洁燃料,将会使校园空气质量有所改善。 八.校园噪声监测: (一)实验目的: 1.通过实际参与城市区域环境噪声测量,加深对环境噪声测量方法的理解。 2.中我环境噪声的评价指标与评价方法。 (二)实验原理: 环境噪声是随时间欺负的无规则噪声,测量结果一般用统计值或等效连续声级表示。 本实验用等效连续声级Leq表示,通过计算分别得出L10、L50、L90、Leq。 校准偏差为 表示噪声的离散程度。 等效声级: 若符合正态分布,则: (三)实验仪器: 声级计 (四)实验步骤: 采用声级校准器对声级计进行校准,在规定的测量时间内每次每个测点采样100个数据,同时记录噪声的主要来源。 (五)实验数据整理: (1)小组: 第一组监测点: 设备系系楼前十字路口时间: 5月17日上午9: 45时段: 上课时间 监测点情况: 该时段在该监测点中引起噪声数值变化的主要原因是车辆、行人过往交谈等发出的声音,以及飞机较低飞过时发出的轰鸣声和公路外汽车的鸣笛声。 序号 Li(dB) 1~10 48.0 54.8 53.0 46.4 45.9 47.1 55.1 45.1 45.9 44.8 11~20 43.1 42.2 41.7 43.9 42.3 42.6 41.6 47.4 45.3 47.3 21~30 45.8 46.1 47.6 47.1 49.1 47.9 48.5 49.0 48.9 45.5 31~40 46.4 46.8 52.2 49.1 44.1 48.2 48.8 46.5 49.0 44.4 41~50 43.3 42.8 41.6 44.4 40.5 40.8 41.1 41.6 42.8 42.1 51~60 48.5 42.1 41.5 41.7 42.1 41.6 41.7 42.7 44.9 46.2 61~70 49.2 57.2 58.2 45.3 40.4 41.2 41.2 41.8 43.8 45.4 71~80 49.4 50.1 53.6 58.1 51.2 50.8 49.5 48.3 47.4 49.1 81~90 50.9 58.1 52.8 46.9 47.7 47.3 51.7 46.1 44.9 45.5 91~100 49.0 44.3 42.2 42.7 46.3 43.6 43.4 43.3 44.2 41.5 L10=51.7dBL50=45.9dBL90=41.6dB (2)小组: 第一组监测点: 设备系系楼前十字路口时间: 5月17日上午11: 45时段: 上课时间 监测点情况: 该时间段的主要噪声源是过往车辆以及行人谈话声,同时还有外面公路上汽车快速通过产生的噪声。 序号 Li(dB) 1~10 45.4 44.5 44.0 44.2 49.0 50
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