NOx日变化曲线

实验题目空气中氮氧化物的日变化曲线

一、实验目的与要求

1、制定分光光度法测定空气中的氮氧化物实验方案，理解其基本原理、方法和熟悉其操作。掌握大气取样器的使用方法。

2、学会绘制大气中氮氧化物的日变化曲线。通过测定不同时间空气中二氧化氮的浓度绘制二氧化氮日变化曲线。

3、了解空气氮氧化物的来源及其危害。掌握空气中氮氧化物的评价指标及防治措施。了解氮氧化物与光化学烟雾的关系，以及光化学烟雾形成的条件。了解氮氧化物与光化学污染的危害，以及光化学烟雾的预防措施。

4、根据实验绘制空气中氮氧化物的日变化曲线并解释现象.

二、实验方案

1、实验原理

空气中的氮氧化物主要以NO和NO

形态存在。测定时用三氧化鉻将NO氧化

2

，二氧化氮被吸收在溶液中形成亚硝酸，与对氨基苯磺酸发生重氮化反应，成NO

2

在与盐酸萘乙二胺偶合，生成玫瑰红色偶氮染料，用比色法测定其吸光度。方法检出限为0.01µg/mL(按与吸光度0.01相应的亚硝酸盐含量计)。线性范围为0.03—1.6µg/mL。

采集并测定一天内不同时间段实验室空气中氮氧化物的浓度，可绘制空气中氮氧化物浓度随时间的变化曲线。

2、药品

①吸收液：称取5.0g对氨基苯磺酸于烧杯中，将50mL冰醋酸与900mL水的混合液，分数次加入烧杯中，搅拌，溶解，并迅速转入1000mL容量瓶中，待对氨基苯磺酸完全溶解后，加入0.050g盐酸萘乙二胺；溶解后，用水定容到刻度。此为吸收原液，贮于棕色瓶中，低温避光保存；采样液用吸收由4份吸收原液和一份水混合配制。

②亚硝酸钠标准溶液：准确称取0.1500g亚硝酸钠（预先在干燥器内放置24h），溶于水，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，即配得100µg/mL亚硝酸根溶液，将其贮于棕色瓶中。使用时，吸取上述溶液5.00mL于100mL比色管

中，用水稀释至刻度，即配得5 µg/mL（亚硝酸根）溶液；

③蒸馏水。

（注：所有试剂均需用不含亚硝酸盐的重蒸馏水或电导水配制，所有试剂在实验前已经由老师准备好）

3、仪器

大气采样器（流量范围：0.0～1.0L/min）、分光光度计、多孔吸收玻管、比色管、比色皿、移液管（5mL、1mL）、烧杯、洗耳球、塑胶导管及常用实验仪器。

4、步骤

（1）标准曲线的绘制

取7支50mL比色管，按表1配制标准溶液系列。将各管摇匀，避免阳光直射，在暗处静置15min。以蒸馏水为参比，用10mm比色皿，在540nm波长处测定吸光度。。根据吸光度与浓度的关系，用最小二乘法计算曲线的回归方程：

y=bx+a

式中：y： (A-A

0),标准溶液吸光度（A）与试剂空白吸光度（A

）之差；

X：NO2含量，μg；

a、b：回归方程的截距与斜率。

表1 标准溶液系列

（2）样品采集

吸取4mL吸收原液和1mL水于多孔玻璃板吸收管中，用尽量短的硅胶管将其联接到空气采样器中，分别以0.1和0.3mL/min流量采气30min。采气的时间安排如下：10：00--10：30，11：00--11：30，12：00--12：30，13：00--13：30，14：00--14：30，15：00--15：30，16：00--16：30。

（3）样品测定

采样完毕后，将样品和吸收液取出放于暗处静置15min后，摇匀后于10mm 比色管中按照绘制标准曲线的方法和条件测试空白溶液和样品溶液的吸光度，通

过实验测定得出的不同时段的Abs数据换算成NO

2

浓度。按照下式计算空气中的氮氧化物浓度：

C（NOx）=(A -a)/(b·f·V)

式中：C（NOx）——空气中NOx的浓度（以NO

2

计），mg/L；

A——样品溶液的吸光度；

a——标准曲线的截距；

b——标准曲线的斜率；

V——换算为参比状态下的采样体积，

f——Saltzman实验系数，0.76

按照上式算出NO

2的含量，根据不同时间段的NO

2

含量绘制其日变化曲线。

三、实验结果与数据处理

实验结果原始记录如下NO

2

表2 实验数据记录表

根据上表可以算出样品校正后的吸光度（以0为空白溶液）。

表3 校正后的吸光度表

根据上表数据可以画出样品吸光度的标准曲线

图1

下表为采样后样品的吸光度原始记录表

表4 样品吸光度

根据上图我们可以得到NO 2含量与吸光度的关系，再根据表4从而计算出样品中NO 2的含量

表5 不同时间段样品NO 2含量

根据上表数据可以绘制日变化曲线

图2 NO 2日变化曲线（与起始时间为横坐标点）

四、 结论

1、 数据可靠性分析

①图1中NO X 的测定标准曲线，其线性相关系数R 2=0.9987＞0.995，线性相关性很好，虽然曲线并没有通过原点，但是可以看出数据是准确度和精确度还是比较高的，可以用其结论计算样品中的NO 2含量。

②表5和图2可以看出虽然同时测量NO 2的含量，采集的样品是3倍的关系，但是得出的结果，含量并不成比例，而且每个时间段两个样品的含量所成的比例并不相同。对比可以看出实验结果有很大的问题，数据的可靠性比较低。 2、 结果

从NO

2日变化曲线可以看出广东工业大学大学城校区工学馆走廊的NO

X

的日

变化。取样为9L时，并没有出现最高峰值，只在11：00—11：30时出现了低谷。

其主要原因是空气中的氮氧化物主要是通过扩散作用被稀释了。以及部分被降解了。取样为3L时，该曲线表示处在10：00—16：00时间段，出现了两个峰值，分别是中午13：30左右和下午15：30左右，分析其原因主要是下午的教职工上下课和其他人员上下班的高峰期，大量的机动车辆经过校道，会有较高的NO

x

排放出来，此外还有个低谷，出现在上午11：00左右，其主要原因是空气中的氮氧化物主要是通过扩散作用被稀释了，以及部分被降解了。而且处于午餐时间和上课期间，交通工具数量少。

3、实验分析

误差分析：从实验的全过程来看，本次实验的误差来源可能有如下几点：（1）采样器的流量没有控制好，因为有采样的过程中，有发现采样器的流量并不稳定，流量时大时小。（2）实验时采集样品时间控制不够严格，只是控制在分钟，没有到秒，带来很大的误差。（3）在往多孔玻璃板采样管中装吸收液的时候，有少量液体溢出。（4）测定吸光度时，实验过程有更换人员，操作不统一，或不注意改变了操作条件，导致测量的吸光度产生了较大的误差。（5）吸收液装的不够及时，有时候并不是严格的在正点开始采样。（6）当然人员带来的偶然误差也是不可避免的。

本次试验数据的出的结论并不理想，与理论值差别比较大，分析原因，(1)实验仪器不给力，采样器不稳定，电源接触不良，经常会停机。（2）天气特殊，

一整天都是下雨天，而且之前下了很长一段时间的雨，空气中的NO

2

变化规律跟平时不一样。

4、污染评价

根据《环境空气质量标准》（GB3095-1996），其根据地区的地理、气候、生态、政治、经济和大气污染程度，划分了三类环境空气质量功能区。

一类区：国家规定的自然保护区、风景名胜区和其他需特殊保护的地区。

二类区：城镇规划中确定的居住区、商业交通居民混合区、文化区、一般工业区和农村地区。

三类区：特定工业区。