实验五空气中氮氧化物的测定

273
P
Vn
Vt
273 t
1013.25
（1） （2）
式中：A－样品溶液吸光度； A0－试剂空白吸光度； b－回归方程式的斜率； a－回归方程式的截距； Vn－标准状态下的采样体积（L）； Vt－样品溶液总体积；
0.76－NO2（气）转换成NO2-（液）的系数。
实验报告撰写要求
样品采集 • 样品采集地点介绍； • 样品性状描述； • 样品现场测试所得理化参数。
水（mL）
2.00 1.80 1.60 1.40 1.20 1.00 0.80
NO2-含量（µg）
0
1.0 2.0 Baidu Nhomakorabea.0 4.0 5.0 6.0
各管摇匀后，避开直射阳光，放置15min，在波长540nm处， 用1cm比色皿，以水作参比，测定吸光度。以吸光度对亚硝酸根 （NO2-）含量（µg），绘制标准曲线
O O2 M K2 O3 M O3 NO K 3 NO2 O2
M为空气中的N2、O2或其他分子
氮氧化物的气相转化
NO的转化 NO是燃烧过程中直接向大气排放的污染物，
在空气中可被许多氧化剂氧化，如：
NO O3 NO2 O2
当空气中[O3]≈30ppb，少量的 NO 在1分钟内全 部氧化。
城市环境化学
实验五 空气中氮氧化物的测定
2008.4.10
氮氧化物的测定(Determination of nitrogen oxide)
氮的氧化物有一氧化氮、二氧化氮、三氧化二 氮、四氧化三氮和五氧化二氮等多种形式。大气 中的氮氧化物主要以一氧化氮（NO）和二氧化 氮(NO2)形式存在，常用NOX表示。
试剂
所有试剂均用不含亚硝酸盐的重蒸馏水配制，即所配吸收液 的吸光度不超过0.005。
吸收原液
称取5.0g对氨基苯磺酸，通过玻璃小漏斗直接加入1000ml 容量瓶中，加入50ml冰乙酸和900ml水的混合溶液，盖塞振摇 使其溶解，待对氨基苯磺酸完全溶解后，加入0.050g盐酸萘乙 二胺[又名N-甲萘基盐酸二氨基乙烯，N-(1-naphtnyl)ethylenediamine dihydrochloride] 溶解后，用水稀释至标线。此 为吸收原液，贮于棕色瓶中，存于冰箱中可保存2个月。保存 时，可用聚四氟乙烯生胶带密封瓶口，以防止空气与吸收液接 触。
样品预处理与分析测试 • 样品预处理方法； • 样品分析测试方法（包括主要步骤）； • 计算结果（用excel统计软件计算）； • 分析实验结果是否正确（考虑如何分析），若不正确，
问题在哪？应怎样改进？ 结果分析 • 结合现场测试数据，对实验所得数据进行分析，说明
本实验所测项目与城市环境中哪种污染现象有关，作 进一步分析讨论。
NOX的人为来源主要是矿物燃料的燃烧、汽 车尾气和固定的排放源等。
燃烧过程中氧和氮在高温下化合的主要链反 应机制为：
O2 O O
O N2 NO N
快
N O2 NO O
2 NO O2 2 NO2
慢
当阳光照到含NO、NO2的空气上时，发生的基 本光化学反应为：
NO2 h K1 NO O
本法可测5～500g/m³的氮氧化物
仪器
多孔玻板吸收管，10ml。 空气采样器，流量范围0～1L/min。 双球玻璃管。 分光光度计。
多孔筛板吸收瓶
(Perforated screen absorption method)
可装5～10mL吸收液，采样流量为0.1～ 1.0L/min。吸收瓶有小型(装10～30ml吸收液， 采样流量为0.5～2.0L/min)和大型(装50～ 100mL吸收液。
原理：是在内管出气口熔接一块多孔性的 砂芯玻板，当气体通过多孔玻板时，一方面被 分散成很小的气泡，增大了与吸收液的接触面 积；另一方面被弯曲的孔道所阻留，然后被吸 收液吸收。
适合于：采集气态和蒸气态物质，气溶胶 态物质。
多孔筛板采样
溶液吸收法（Solution absorption method）
称取约8g三氧化铬－砂子装入双球玻璃管，两端用少量脱 脂棉塞好。用乳胶管或用塑料管制的小帽将氧化管两端密封。 使用时氧化管与吸收管之间用一小段乳胶管连接，采集的气体 尽可能少与乳胶管接触，以防氮氧化物被吸附。
亚硝酸钠标准贮备液
称取0.1500g粒状亚硝酸钠（NaNO2，预先在干燥器内放置 24h以上），溶解于水，移入1000ml容量瓶中，用水稀释至标 线。此溶液每毫升含100.0µg亚硝酸根（NO2-）。贮于棕色瓶保 存在冰箱里，可稳定3个月。
适用：采集大气中气态、蒸气态及某些气溶胶态污染物质。采样时以 已知流量抽入吸收液中，采样结束后，测定依采样体积计算浓度。
吸收原理： (1) 物理作用 (2) 化学反应
吸收液的选择原则：
1）与被采集的物质发生化学反应快或对其溶解度大。 2）污染物质被吸收液吸收后，要有足够的稳定时间，以满足分析测定所 需时间的要求。 3）污染物质被吸收后，有利于下一步分析测定，最好能直接用于测定。 4）吸收液毒性小、价格低、易于购买，且尽可能回收利用。
样品测定
采样后，放置15min，将样品溶液移入1cm比色皿中，用绘 制标准曲线的方法测定试剂空白液和样品溶液的吸光度。若样 品溶液的吸光度超过标准曲线的测定上限，可用吸收液稀释后 再测定吸光度。计算结果时应乘以稀释倍数。
结果计算
氮氧化物（
NO2，mg
/
m 3）
( A A0 ) a b Vn 0.76
操作步骤
标准曲线的绘制：取7支10ml具塞比色管，按表1配制标准色 列。
表1 亚硝酸钠标准色列
管号
0
1
2
3
4
5
6
NO2-标准溶液（5µg/mL）（mL） 0
0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20
吸收原液（mL）
8.00 8.00 8.00 8.00 8.00 8.00 8.00
亚硝酸钠标准溶液
临用前，吸取贮备液5.00ml于100ml容量瓶中，用水稀释至 标线。此溶液每毫升含5.00µg亚硝酸根（NO2-）。
采样
用一支内装5.00ml吸收液的多孔玻板吸收管，进 气口接氧化管，并使管口略微向下倾斜，以免当 湿空气将氧化剂（CrO3）弄湿时，污染后面的吸 收液。以0.4L/min流量，避光采样至吸收液呈微 红色为止，记下采样时间，密封好采样管，带回 实验室，当日测定。采样时，若吸收液不变色， 采气量应不少于12L。
NO2的转化 NO2活泼，是大气主要污染物之一，也是大气
中O3的人为来源。 NO2在阳光下与OH•、 O3等反应
OH • NO2 M HNO3
这是污染大气中气态HNO3的主要来源，同 时也对酸雨和酸雾的形成起重要作用。气态
HNO3在大气中难以光解，湿沉降是其在大气 中去除的主要过程。
O3 NO2 NO3 O2
对流层中这一反应在NO2和O3浓度较高时是大 气中NO3的主要来源。进一步反应如下：
NO3 NO2 (M ) N2O5
这一可逆反应使大气中在光照和无光照时保持 一定浓度的N2O5和NO2。
盐酸萘乙二胺分光光度法
用冰醋酸、对氨基苯磺酸和盐酸萘乙二胺配制成 吸收-显色液，吸收氮氧化物，在三氧化铬作用下， 一氧化氮被氧化成二氧化氮，二氧化氮与吸收液作 用生成亚硝酸，在冰醋酸存在下，亚硝酸与对氨基 苯磺酸重氮化后再与盐酸萘乙二胺偶合，显玫瑰红 色，于波长540nm处，测定吸光度，同时以试剂空 白作参比。
采样用吸收液
按4份吸收原液和1份水的比例混合。
三氧化铬－海砂（或河砂）氧化管
筛取20～40目海砂（或河砂），用（1:2）盐酸溶液浸泡一 夜，用水洗至中性，烘干。把三氧化铬及海砂（或河砂）按重 量比（1:20）混合，加少量水调匀，放在红外灯下或烘箱里于 105℃烘干，烘干过程中应搅拌几次。制备好的三氧化铬－砂 子，应是松散的，若是粘在一起，说明三氧化铬比例太大，可 适当增加一些砂子，重新制备。