环境中氮氧化物的分析和监测方法综述

环境中氮氧化物的分析和监测方法综述姓名：张永佳培养单位：地球化学研究所学号：*************** 院系：地球科学学院导师：王世杰指导老师：张元勋

二零一二年四月

摘要

氮氧化物(NOx)是主要的大气污染物之一, 历来受到国内外研究人员的重视，工业生产或者大气环境中氮氧化物的含量有着严格的控制指标，但不同气体样品中氮氧化物的分析方法由于其含量及基体的不同而不相同。本文介绍了NOx的来源、产生机理、对环境的危害及国内外NOx的排放标准,提出了燃烧控制氮氧化物排放量的对策。介绍了气相色谱法、化学发光法、分光光度法、离子色谱法等氮氧化物的分析与监测方法。最后阐述了液体吸附法、固体吸附法、催化还原法、生物法去除环境中氮氧化物的机理。

关键词：氮氧化物；排放标准；分析与监测方法；防治技术

Abstract

Nitrogen oxides is one of the prime atmospheric pollutants, of which the control methods have long been the focus of worldwide researchers. There are strict control indexes for NOx in industries and atmosphere quality. The determination method of NOx is different from its content and its matrix. This paper introduces the source of NOx，t he generating mechanism of NOx，the harm to the environment , the domestic and international emission standard of NOx ,pointed out count ermeasures for control of nitrogen oxide emission.The analysis and determination method of NOx were introduced, which included gas chromatography，chemiluminescence method，spectrophotometric method and Ion chromatography. In the end of this paper, brief introduction was given on the mechanism to remove NOx in the environment, such as liquid adsorption, solid adsorption, catalytic reduction method and biological methods.

Key words：Nitrogen Oxides Emission Standard Analysis and Determination Method Prevention and Control Technology

目录

第一章序言 (5)

1.1 NO X的来源 (5)

1.2 NO X的危害 (5)

1.2.1 对动物和人体的危害 (5)

1.2.2 形成光化学烟雾 (6)

1.2.3 导致酸雨的产生 (6)

1.2.4 破坏臭氧层 (6)

1.3 燃烧过程NO X的产生机理 (6)

1.3.1 燃料型NOx (7)

1.3.2 热力型NOx (7)

1.3.3 快速型NOx (7)

1.4 氮氧化物排放标准 (7)

第二章氮氧化物的分析和监测方法 (9)

2.1 仪器直接测定气体样品中NOx (9)

2.1.1 气相色谱法(GC) (9)

2.1.2 化学发光法 (9)

2.2 盐酸萘乙二胺分光光度法 (10)

2.3 离子色谱法 (12)

2.4 氮氧化物化学传感器 (14)

2.4.1 声表面波NOx化学传感器 (14)

2.4.2 NOx光纤化学传感器 (14)

2.4.3 半导体NOx化学传感器 (15)

2.4.4 NOx电化传感器 (16)

第三章氮氧化物防治技术研究 (17)

3.1 NOx生成控制 (17)

3.2 NOx净化回收 (17)

3.2.1 液体吸收法 (18)

3.2.2 固体吸收法 (18)

3.2.3 催化还原法 (18)

3.2.4 生物法 (19)

参考文献 (20)

第一章序言

大气中氮氧化物有N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4 、N2O5 等多种形式,但主要是NO和NO2。氮氧化物(NO x)是污染大气的主要污染物之一，其特点是量大面广，难以治理。根据国家环境保护总局有关研究的初步估算，2000年中国NOx的排放量约为1500万t【1】，2010年，中国NOx 排放量达到2194万t，鉴于中国今后的能源消耗量将随着经济的发展而不断增长, NOx的排放量也将持续增加。如果不加强控制,NOx将会对大气环境造成更为严重的污染。因此,研究治理NOx是国际环保领域的主要方向之一。

1.1 NO X的来源

NOx的发生源可分为自然发生源和人为发生源。前者除了因雷电和臭氧的作用产生外,还有因细菌作用产生。自然界形成的NOx由于自然选择能达到生态平衡,故对大气没有多大的污染[2]。后者主要是由于燃料燃烧及化学工业生产所产生的。就全球来看,空气中的氮氧化物主要来源于自然发生源,但城市大气中的氮氧化物大多来自于燃料燃烧,即人为发生源,如汽车等流动源,工业窑炉等固定源。各种燃料燃烧产生的氮氧化物量天然气6．35kg/T;石油9．1—12．3kg/T; 煤8—9kg/T。

1.2 NO X的危害

1.2.1 对动物和人体的危害

NO对血红蛋白的亲和力非常强,是氧的数十万倍。一旦NO进入血液中,就从氧化血红蛋白中将氧驱赶出来,与血红蛋白牢固地结合在一起。例如,将老鼠暴露在含有少量NO的环境中,在其血液中就能够查出NO·血红蛋白。现在规定环境中NO的容许量为25mg/L。NO2对生物的毒性是NO的五倍, 且相比于SO2,NO2更容易侵入到肺部组织,SO2只在有微尘的场合下才能到达肺部中,而NO2 即使是单独存在的情况下也很容易进入肺的深部。长时间暴露在1～1.5mg/L 的NO2环境中较易引起支气管炎和肺气肿等病变, 这些毒害作用还会促使早衰、支气管上皮细胞发生淋巴组织增生, 甚至是肺癌等症状的产生[3]。