空气中NOx的日变化曲线

0.012488
-0.0003
15:00
0.014338
0.016188
0.001206
16:00
0.020813
0.018501
-0.00151
17:00
0.023588
0.017576
-0.00392
分析：数值都非常小，有些值是负值，有可能是因为测量或仪器误差引起的。
NO的日变化曲线如下：
分析：可以看出在白天的时候，NO的变化曲线呈双峰的变化曲线，两个峰值时间点分别在12:00和15：00，两个谷值分别在11:00和13:00出现。
NOx的日变化曲线如下：
分析：可以看出在白天的时候，NOx的变化曲线呈双峰的变化曲线，两个峰值时间点分别在12:00和16:00，两个谷值分别在11:00和14:00出现。
4
由上面的计算可以得到NO2和NOx的数据，由此代入以下公式计算NO的浓度：
求解得NO的数据如下：
取样时间
C(NOx)(mg/m3)
13:00
0.046
0.006
0.018501
14:00
0.034
0.006
0.01295
15:00
0.037
0.006
0.014338
16:00
0.051
0.006
0.020813
17:00
0.059
0.008
0.023588
分析：测得的数据均偏小
NO2的日变化曲线如下：
分析：可以看出在白天的时候，NO2的变化曲线呈双峰的变化曲线，两个峰值时间点分别在11:00和13:00，两个谷值分别在12:00和14:00出现。
这个规律推测是建立在汽车尾气只在清晨大量NO排入大气的前提下设想的，当一天不同的时间段有NO排入大气，情况就会有所变化。
（
NO、NOx、NO2的日变化曲线如下：
由三条曲线最明显的特征是NOx和NO的变化在上午的时候浓度的变化情况极为相似，这和上面的推导是一致的，有了上面的推导，我们可以来分析三条曲线变化的原因：
（三）样品测定
采样后，用水补充到采样前的吸收液体积，放置15min，。用10mm比色皿，在波长540nm处，以水作参比，测定各样品溶液的吸光度，装有氧化管的样品记为A1，不装氧化管的记为A2。
在每批样品测定的同时，用未采过样的吸收液按相同操作步骤作试剂空白的测定，记为A0。
若样品溶液吸光度超过测定范围，应用吸收液稀释后再测定，计算浓度时，要乘以样品溶液的稀释倍数。
2
二氧化氮浓度的计算：
均由实验测得，
将数据代入一下公式即可求得NO2的数据
求解得NO2的数据如下：
取样时间
不接氧化管（A2）
吸收液空白测定（A0）
C(NO2)(mg/m3)
10:00
0.041
0.004
0.017113
11:00
0.052
0.004
0.022201
12:00
0.034
0.005
0.013413
二、实验
加深对环境中NOx的日变化趋势的理解及光化学烟雾的产生过程，掌握NOx的分析方法和技术。
三
主要反应方程式为：
四、
仪器：
多孔玻板吸收管、空气采样器、具塞比色管、氧化管、分光光度计
试剂：
1.去离子水、吸收液、显色液、氧化剂、亚硝酸钠溶液标准溶液（由实验室准备）
2.标准使用液的配制：取上述标准溶液1mL至100mL容量瓶，并用水定容到刻度，即得2.50mg/L标准使用液。
可以猜想在10:00前，NO已经达到了峰值，因为10点前是老师上班的高峰期，有很多NO排放到了大气中，这时我们可以根据上面的推导得出NOx的变化情况是与NO一致的，即在10点前NOx也达到了峰值，但随着NO转化为NO2，以及NO2与自由基反应，NO和NOx逐渐减少，而NO2浓度是一个上升的过程，在11:00的时候，自由基与NO2的反应等于NO转化为NO2的反应时，NO2便达到峰值，随后NO2逐渐减少。11:00—12：00是老师们的下班高峰期，NO继续排入大气，开始了下一个周期，所以整个图像是一个双峰的趋势，但是12点后的情况较为复杂，分析的因素较多，不再赘述。
（二）光化学烟雾
NO在大气中逐渐氧化成NO2，NO2可通过大气化学反应生成气溶胶状的硝酸和硝酸盐颗粒，同时，NO与NO2还可以通过一系列光化学反应生成诸如O3和PAN等强氧化性物质而产生光化学烟雾。因此，NO与NO2是光化学烟雾产生的必要条件之一。
（
NOx对呼吸道和呼吸器官有刺激作用，是导致支气管哮喘等呼吸道疾病不断增加的原因之一。二氧化氮、二氧化硫、悬浮颗粒物共存时，对人体健康的危害不仅比单独NOx严重得多，而且大于各污染物的影响之和，即产生协同作用。大气中的NOx能与有机物发生光化学反应，产生光化学烟雾。NOx能转化成硝酸和硝酸盐，通过降水对水和土壤环境等造成危害。
空气中NOx的日变化曲线
实验第四小组
Windows用户
实验时间：9月4号
实验地点：南实验楼
本次实验通过一天不同时间段NO2和NOx的测量，绘制NO、NO2、NOx的日变化曲线，比较不同曲线峰值出现的时间点和差异性，分析曲线形成的原因以及NO、NO2、O3等光化学烟雾的转化规律，更好地理解实验数据，最后对实验的误差分析，总结实验过程。
从数据栏可以看出：Intercept(常数)=0.00854,Slope（斜率）=0.90942，
而且数据的拟合度R2=0.99971，拟合程度非常好，方程的表达式为：
所以BS=1/ Slope=1.0996[ug/(ml*吸光度)]
（
1
标准状态下采样体积（V0）的计算：
已知：
所以有：
即V0=13.51L
0.006
0.014338
14:00
0.033
0.006
0.012488
15:00
0.041
0.006
0.016188
16:00
0.046
0.006
0.018501
17:00
0.046
0.008
0.017576
分析：数值都偏小，而且某些时刻的NOx比NO2还小，可能是测量时候的操作不当引起的，但也可能是整体数据较小，系统误差引起的这种数据波动，导致NOx比NO2小。
3
均由实验测得，
将数据代入一下公式即可求得NO2的数据
求解得NOx的数据如下：
取样时间
接氧化管（A1）
吸收液空白测定（A0）
C(NOx)(mg/m3)
10:00
0.058
0.004
0.024976
11:00
0.037
0.004
0.015263
12:00
0.052
0.005
0.021738
13:00
0.037
六
（一）、
实验测得NO2—的标准序列数据如下：
标准曲线浓度（ug/mL)
NO2吸光度（ABS）
0
0.008
0.07
0.072
0.1
0.102
0.3
0.276
0.5
0.469
0.7
0.643
分析：数据在测吸光度的时候都加入了空白组的差值进行计算，数据真实可靠。
由专业作图软件Origin得到NO2—的标准曲线如下：
五
（一）采样：
NOx：用一个内装5mL吸收液的普通型多孔玻板吸收管，进气口接上一个氧化管，并使管略微向下斜倾，以免潮湿空气将氧化剂弄湿，污染吸收管。以0.4L/min流量，避光采气30min。
NO2：不接氧化管，同上述NOx的采样步骤进行采样。
采样时间为8点到17点，逢整点采样，我们组的实验地点是在南实验楼。
通过各种污染物的转化关系我们可以推测一天中NO、NOx、NO2的变化规律（根据上述化学反应自己的一些推导）：
清晨随着大量的碳氢化合物和NO由汽车尾气排入大气，NO的浓度是逐渐升高的，在NO2光解之前NO都是一直增加的，并会达到一个峰值，随着阳光照射，NO2光解的O促使一批自由基的生成，它们有效地将NO转化为NO2，这时NO2浓度应该上升，NO浓度应该下降，所以NO的浓度峰值应该比NO2浓度峰值提早出现。而NOx的浓度刚开始应该是随着NO的增加而增加的，因为NO和NO2之间的转化并不会影响到NOx总量的变化（而且这时NO2量较少与自由基的反应可以忽略），所以NOx应该是先随着NO的增加而增加，当NO下降的时候（NO向NO2转化的时间段），NOx应该是变小的（因为自由基会与NO2反应，导致NOx变小），所以NOx的变化曲线会和NO较为相似。当自由基与NO2的反应等于NO转化为NO2的反应（这个反应会随着NO的减少而逐渐减慢）时，NO2便达到峰值，这时NO2逐渐减少。
（二）标准曲线的绘制
取6个25 mL容量瓶，按下表制备标准系列。
表1NO2-的标准系列
瓶号
1
2
3
4
5
6
标准工作液，mL
NO2-含量，μg/mL
0
0
0.7
0.07
1.0
0.1
3.0
0.3
5.0
0.5
7.0
0.7
各瓶中，加入12.5mL显色液，再加水到刻度，混匀，放置15min。用10mm比色皿，在波长540nm处，以水作参比，测定各瓶溶液的吸光度，以NO2-含量（μg/mL）为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线，并计算回归直线的斜率。以斜率的倒数作为样品测定时的计算因子Bs[μg/(mL·吸光度)]。
一、概述
（一）
大气中氮氧化物（NOx）包括多种化合物，如一氧化氮、二氧化氮、三氧化二氮、四氧化二氮和五氧化二氮，除二氧化氮以外，其他氮氧化物极不稳定，遇光、湿或热变成二氧化氮或一氧化氮，一氧化氮不稳定又变成二氧化氮。因此大气污染化学中的氮氧化物主要指的是一氧化氮和二氧化氮。其主要来自天然过程，如生物源、闪电均可产生NOx。NOx的人为源绝大部分来自化石燃料的燃烧过程，其中城市里的大量NO来自于汽油和柴油发动机燃烧产物。
（五）除了太阳辐射、温度、气压、汽车尾气的影响外，有时会有风，微风拂过的时候，有可能会把马路上空气中的氮氧化物带过来，或者将氮氧化物吹走，导致数据的波动。
八实验总结
这次实验通过测定一天中不同时间段的NO2和NOx的浓度，绘制出NO、NO2、NOx的日变化曲线，并通过光化学烟雾之间的化学反应，推导NO、NO2、NOx的日变化规律，再通过推导的结论成功解释NO、NO2、NOx日变化曲线的变化规律，最后分析了实验的误差，整个实验过程操作并不是很难，但是要注意的问题还是很多，需要非常仔细地做好每一步才能得到好的结果。
（
NO2的测定方法有比色法及自动监测法。比色法一般是基于NO2-与芳香族胺反应生成偶氮染料。其中广泛采用格里斯—萨尔茨曼(Griess-Saltzman)法，是用盐酸萘乙二胺和对氨基苯磺酸溶液作吸收显色剂，NO2-与其反应生成玫瑰红色偶氮化合物，采用比色法进行定量。此方法灵敏、准确、操作简便、呈色稳定，固为国内外普遍采用。国内现用的方法主要为GB12372《居住区大气中二氧化氮检验标准方法改进的Saltzman法》
六误差分析
通过实验数据我们可以看出，我们测的实验数据较小，仪器和操作的误差都可能引起比较大的数据波动，最后导致NO有些值是负的，所以很有必要进行整个实验的误差分析。
（一）本次实验所用的采样器并不能非常精准地保证流速在0.5L/min，很多时候流速都会变慢，需要不断的调整，这就导致不能非常准确地确定采样器两侧的采样流量是否相等，从而导致NO2和NOx测量的误差，最后导致NO数据的负值出现。所以我们在拿取样器取样的时候需要时刻关注气体流速的变化，尽量保证量的采样流量相等。
（
光化学烟雾形成示意图
光化学烟雾NO、NOx、NO2、O3以及碳氢化合物的相互转化关系：
清晨大量的碳氢化合物和NO由汽车尾气及其他源排入大气。由于晚间NO氧化的结果，已有少量NO2存在。当日出时，NO2光解离提供原子氧，然后NO2光解反应及一系列次级反应发生，·OH基开始氧化碳氢化合物，并生成一批自由基，它们有效地将NO转化为NO2，使NO2浓度上升（这是积累O3的关键），碳氢化合物及NO浓度下降；当NO2达到一定值时，O3开始积累，而自由基与NO2的反应又使NO2的增长受到限制；当NO向NO2转化速率等于自由基与NO2的反应速率时，NO2浓度达到极大，此时O3仍在积累之中；当NO2下降到一定程度时，就影响O3的生成量；当O3的积累与消耗达成平衡时，O3达到极大。
C(NOx)(mg/m3)
C(NOx)(mg/m3)
10:00
0.017113
0.024976
0.005127
11Байду номын сангаас00
0.022201
0.015263
-0.00452
12:00
0.013413
0.021738
0.005428
13:00
0.018501
0.014338
-0.00271
14:00
0.01295
（二）采样器的氧化管，前段使用氧化剂塞紧的，而这可能会导致气流的不畅，最后使得NOx的采样流量变小，使得NOx的数值小于NO2，最后导致NO数据的负值出现。
（三）本次实验我们组的地点选在了南实验楼，这个地方绿树环绕，空气较为清新，所以可能会导致NO2和NOx整体数值偏小，使得结果变化不太明显。
（四）这次实验我们默认温度为30摄氏度，气压为101.25kpa，但是在整天的实验过程温度和气压是会变的，这将导致在计算过程中标准状态下的采样体积的计算值出现误差，所以最好的是能够在取样的时候顺便测一下温度和气压，这样就能避免误差的出现。