环境空气二氧化硫的测定--甲醛吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法及空气中颗粒物的测定

专业：环境工程 姓名： 学号： 日期： 地点： 实验报告 课程名称：环境监测实验            指导老师：王凤平              成绩：________    ___ 实验名称：环境空气二氧化硫的测定--甲醛吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法及空气中颗粒物的测定 实验类型：                        同组学生姓名：                              一、实验目的和要求（必填）                        二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填）                        四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理                            六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一、 装 订 线 实验目的 1、了解并掌握环境空气二氧化硫的测定--甲醛吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法的原理和操作。 2、了解并掌握空气中颗粒物的测定的原理及方法。 二、实验原理 1、环境空气二氧化硫的测定--甲醛吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法： 本标准适用于环境空气中二氧化硫的测定。当用10 ml吸收液采样30 L时，本法测定下限为0.007 mg／m3；当用50 ml吸收液连续24 h采样300 L时，空气中二氧化硫的测定下限为0.003 mg／m3。 测定中主要干扰物为氮氧化物、臭氧及某些重金属元素。样品放置一段时间可使臭氧自动分解；加入氨磺酸钠溶液可消除氮氧化物的干扰；加入CDTA可以消除或减少某些金属离子的干扰。在10 ml样品中存在50μg钙、镁、铁、镍、镉、铜等离子及5μg二价锰离子时，不干扰测定。 二氧化硫被甲醛缓冲溶液吸收后，生成稳定的羟甲基磺酸加成化合物。在样品溶液中加入氢氧化钠使加成化合物分解，释放出二氧化硫与副玫瑰苯胺、甲醛作用，生成紫红色化合物，用分光光度计在577 nm处进行测定。 结果表示 计算空气中二氧化硫的浓度 按下式计算： 式中：A——样品溶液的吸光度； A0——试剂空白溶液的吸光度； Bs——校正因子，μg·SO2／12mL／A； Vt——样品溶液总体积，mL； Va——测定时所取样品溶液体积，mL； Vs——换算成标准状况下(0℃，101.325kPa)的采样体积，L。 二氧化硫浓度计算结果应准确到小数点后第三位。 2、空气中颗粒物的测定： 本方法适合于用大流量或中流量总悬浮颗粒物采样器进行空气中总悬浮颗粒物的测定。本方法的检测限为0.001mg/m3。总悬浮颗粒物含量过高或雾天采样使滤膜阻力大于10kPa时，本方法不适用。 通过具有一定切割特征的采样器，以恒速抽取定量体积的空气，空气中粒径小于100μm的悬浮颗粒物被阻留在已恒重的滤膜上。根据采样前后滤膜重量之差及采样体积，计算总悬浮颗粒物的浓度。滤膜经处理后，进行组分分析。 结果计算 总悬浮颗粒物含量 TSP（μg/m3）=（W1-W0）/QN ×t 式中：t—累积采样时间，min； QN—采样器平均抽气流量（标），Nm3/min； 三、仪器与试剂 仪器：除一般通用的化学仪器外还应具备：分光光度计，多孔玻板吸收管10ml，多孔玻板吸收瓶50ml，恒温水浴器，具塞比色管，空气采样器。 大（中）流量采样器、孔口流量计、气压计、镊子、滤膜、天平 试剂：1.5mol/L氢氧化钠溶液，0.05mol/L环己二胺四乙酸二钠溶液，甲醛缓冲吸收液，0.608/100ml氨磺酸钠溶液，二氧化硫标准溶液。 四、实验步骤 1、环境空气二氧化硫的测定--甲醛吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法： （1）采样及样品保存 短时间采样：根据空气中二氧化硫浓度的高低，采用内装10 ml吸收液的U形多孔玻板吸收管，以0.5 L／min的流量采样。采样时吸收液温度的最佳范围在23～29℃。 注:缓冲球一端与采样仪相连 24 h连续采样：用内装50 ml吸收液的多孔玻板吸收瓶，以0.2～0.3 L／min的流量连续采样24 h。吸收液温度须保持在23～29℃范围。 放置在室(亭)内的24 h连续采样器，进气口应连接符合要求的空气质量集中采样管路系统，以减少二氧化硫气样进入吸收器前的损失。 样品运输和储存过程中，应避光保存。 （2）样品测定 样品溶液中如有混浊物。则应离心分离除去。 样品放置20 min.以使臭气分解。 短时间采样：将吸收管中样品溶液全部移入10 ml比色管A(带塞)中，用吸收液稀释至标线，加0.5 mL氨磺酸钠溶液、混匀，放置10 min以除去氮氧化物的干扰，加0.5 ml氢氧化钠溶液，摇匀,迅速倒入装有1.0 ml对品红的B管中。显色，比色测定（同标线）。 如样品吸光度超过校准曲线上限，则可用试剂空白溶液稀释，在数分钟内再测量其吸光度，但稀释倍数不要大于6。 连续24 h采样：将吸收瓶中样品溶液移入50 ml容量瓶(或比色管)中，用少量吸收溶液洗涤吸收瓶，洗涤液并入样品溶液中，再用吸收液稀释至标线。吸取适量样品溶液(视浓度高低而决定取2～10 mL)于10 ml比色管中，再用吸收液稀释至标线，加0.5 mL氨磺酸钠溶液，混匀，放置10 min 以除去氮氧化物物的干扰，以下步骤同校准曲线的绘制 。 （3）校准曲线的绘制 取14支10 mL具塞比色管，分A、B两组，每组7支，分别对应编号。A组按表1配制校准溶液系列： 表1 标准系列 管号 0 1 2 3 4 5 6 二氧化硫标准溶液/ml 0 0.50 1.00 2.00 2.50 5.00 8.00 甲醛缓冲溶液/ml 10.00 9.50 9.00 8.00 7.50 5.00 0 二氧化硫含量/μg 0 0.50 1.00 2.00 2.50 5.00 10.00                 B组各管加入1.00 ml PRA溶液，A组各管分别加入0.5 ml 氨磺酸钠溶液和0.5 ml 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，立即加塞混匀后放入恒温水浴中显色。显色温度与室温之差应不超过3℃，根据不同季节和环境条件按表2选择显色温度与显色时间： 表2 显色温度与显色时间 显色温度/℃ 10 15 20 25 30 显色时间/min 40 25 20 15 5 稳定时间/min 35 25 20 15 10 试剂空白吸收光度A0 0.03 0.035 0.04 0.05 0.06             在波长577 nm处，用1 cm比色皿，以水为参比溶液测量吸光度。 用最小二乘法计算校准曲线的回归方程： Y＝bX＋α 式中：Y——(A－A0)校准溶液吸光度A与试剂空白吸光度A0之差； X——二氧化硫含量，μg； b——回归方程的斜率(由斜率倒数求得校正因子：B3＝l／b)； a——回归方程的截距(一般要求小于0.005)。 2、空气中颗粒物的测定: 采样器的流量校准：用孔口校准器进行校准。 滤膜准备：每张滤膜均用X光看片机进行检查，不得有针孔或任何缺陷。将滤膜放在平衡室内平衡24 h，迅速称重（W0），保存于保存盒中。 将称量过的滤膜绒面向上，放在滤膜支持网上放上滤膜夹，对正，拧紧，使不漏气，按规定流速(青岛崂山100 L/min，美国5 L/min)启动采样。 样品采集完后，用镊子轻轻取下滤膜，采样面向内，将滤膜对折，放入滤膜袋中。取滤膜时，如发现滤膜损坏，或滤膜上尘的边缘轮廓不清晰、滤膜安装歪斜（说明漏气），则需重新采样。 尘膜的平衡及称量：与干净滤膜平衡条件一致，将尘膜在平衡室内平衡24h，称量（W1）。 五、实验数据记录和处理 1、环境空气二氧化硫的测定--甲醛吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法： 二氧化硫含量/μg 0.00 0.50 1.00 2.00 2.50 5.00 8.00 A 0.0319 0.0483 0.0562 0.1056 0.1269 0.2555 0.3037 A-A0 0.0000 0.0164 0.0243 0.0737 0.0950 0.1936 0.2718                 得Bs=1/0.035=28.57 又计算得Vs=18.51L 本小组测得样品吸光度为0.0393 代入计算得C(SO2，mg/m3)=0.011 2、空气中颗粒物的测定   左机器 右机器 测前滤纸质量/g 0.3642 0.3654 测后滤纸质量/g 0.3799 0.3717 (W1-W0)/g 0.0157 0.0063       又QN=100L/min，t=60min TSP（左）=2.62×10-6g/L=2620μg/m3 TSP（右）=1.05×10-6g/L=1050μg/m3 六、讨论、心得 1、显色反应需在酸性溶液中进行，应将含样品(或标准)溶液、吸收液的A组管溶液迅速倒入装有强酸性的PRA使用液的B组管中，使混合液在瞬间呈酸性，以利反应的进行，倒完控干片刻，以免影响测定的精密度。 2、显色温度、显色时间的选择及操作时间的掌握是本实验成败的关键。应根据实验室条件、不同季节的室温选择适宜的显色温度及时间。