空气中氮氧化物的测定

空气中氮氧化物（NOx）的测定(盐酸萘乙二胺分光光度法)摘要：本文采用盐酸萘乙二胺分光光度法测定室内空气中氮氧化物（NOx），根据配置标准溶液用分光光度计测定其吸光度，绘制标准曲线，分析空气中氮氧化物的含量结果。关键词：氮氧化物分光光度法含量综述大气中氮氧化物主要包括一氧化氮和二氧化氮，其中绝大部分来自于化石燃料的燃烧过程，包括汽车及一切内燃机所排放的尾气，也有一部分来自与生产和使用硝酸的化工厂、钢铁厂、金属冶炼厂等排放的废气中。动物实验证明，氮氧化物对呼吸道和呼吸器官有刺激作用，是导致目前支气管哮喘等呼吸道疾病不断增加的原因之一，二氧化氮与二氧化硫和浮游颗粒物共存时，其对人体的影响不仅比单独二氧化氮对人体的影响严重的多，而且也大于各自污染物之和。对人体的实际影响是各污染物之间的协同作用。因此大气氮氧化物的监测分析是环境保护部门日常工作的重要项目之一。采用化学发光法测定空气中氮氧化物较以往的盐酸禁乙二胺分光光度法具有灵敏度高、反应速度快、选择性好等特点,现已被很多国家和世界卫生组织全球监测系统作为监测氮氧化物的标准方法,也已引起我国环保部门的注意和重视,相信不久将来,此方法也会成为我国环境空气监测氮氧化物的首推方法。1、实验目的（1）熟悉、掌握小流量大气采样器的工作原理和使用方法；（2）熟悉、掌握分光光度计的工作原理及使用方法。（3）掌握大气监测工作中监测布点、采样、分析等环节的工作内容及方法。2、实验原理大气中的氮氧化物（NOx）主要是一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2），测定氮氧化物浓度时，先用三氧化铬（CrO3）氧化管将一氧化氮成二氧化氮。二氧化氮被吸收在溶液中形成亚硝酸（HNO2），与对氨基苯磺酸起重氧化反应，再与盐酸萘乙二胺偶合，生成玫瑰红色偶氮染料。于波长540～545之间测定显色溶液的吸光度，根据吸光度的数值换算出氮氧化物的浓度，测定结果以二氧化氮表示。本法检出限为0.05μg/5mL，当采样体积为6L时，最低检出浓度为0.01μg/m3。3、实验仪器和试剂（一）实验用仪器除一般通用化学分析仪器外，还应具备：多孔玻板吸收管、空气采样器（KC—6120型）、双球玻璃氧化管（内装涂有三氧化铬催化剂的石英砂）、分光光度计（7220型）、KC—6120型大气采样器（二）实验用试剂所有试剂均用不含硝酸盐的重蒸蒸馏水配制。检验方法是要求用该蒸馏水配制的吸收液的吸光度不超过0.005(540～545nm，10mm比色皿，水为参比)。1.显色液：称取5.0克对氨基苯磺酸，置于200毫升烧杯中，将50毫升冰醋酸与900毫升水的混合液分数次加入烧杯中，搅拌使其溶解，并迅速转入1000毫升棕色容量瓶中，待对氨基苯磺酸溶解后，加入0.03克盐酸萘乙二胺，用水稀释至标线，摇匀，贮于棕色瓶中。此为显色液，25℃以下暗处可保存一月。采样时，按四份显色液与一份水的比例混合成采样用的吸收液。2.三氧化铬—砂子氧化管：将河砂洗净，晒干，筛取20～40目的部分，用(1+2)的盐酸浸泡一夜后用水洗至中性后烘干。将三氧化铬及砂子按1：20的重量混合，加少量水调匀，放在红处灯下或烘箱里105℃烘干，烘干过程中应搅拌数次。做好的三氧化铬—砂子应是松散的，若粘在一起，说明三氧化铬比例太少，可适当加一些砂子，重新制备。将三氧化铬—砂子装入双球玻璃管中，两端用脱脂棉塞好，并用塑料管制的小帽将氧化管的两端盖紧，备用。3.亚硝酸钠标准贮备液：将粒状亚硝酸钠(优级纯)在干燥器内放置24小时，称取0.1500克溶于水，然后移入1000毫升容量瓶中，用水稀释至标线。此溶液每毫升含100微克NO2-，贮于棕色瓶中，存放在冰箱里，可稳定三个月。4.亚硝酸钠标准水溶液：临用前，吸取5.00毫升亚硝酸纳标准贮备液100毫升容量瓶中，用水稀释至标线。此溶液每毫升含5微克NO2-。4、实验步骤1.采样：将5毫升采样用的吸收液注入多孔玻板吸收管中，吸收管的进气口接三氧化铬—砂子氧化管，并使氧化管的进气端略向下倾斜，以免潮湿空气将氧化剂弄湿污染后面的吸收管。吸收管的出气口与大气采样器相连接，以0.3升/分的流量避光采样至吸收液呈浅玫瑰红色为止(采气4～24升)。如不变色，应加大采样流量或延长采样时间。在采样同时，应检测采样现场的温度和大气压力，并做好记录。表一、气态污染物现场采样记录采样地点：11教617实验室污染物名称：NOX采样方法：现场采样采样仪器型号:KC-6120采样者：刘飞审核者：李云春老师2.测定步骤:①标准曲线的绘制：取7支10毫升比色管，按表2所列数据配制标准色列。表二、配制的标准色列加完试剂后，摇匀，避免阳光直射，放置15分钟，用1厘米比色皿，于波长540纳米处，以水为参比，测定吸光度。扣除空白试剂的吸光度以后，对应NO2-的浓度ug/mL，用最小二乘法计算标准曲线的回归方程。用测得的吸光度对5毫升溶液中亚硝酸根离子含量(微克)绘制标准曲线，并计算各点比值。②样品的测定：采样后，室温放置十五分钟，20℃以下时放置十五分钟以上。将开始结束开始后结束前平均时间/min体积/L标准体积/L114:1514:452194.80.300.300.30309.008.753良214;5515:252195.30.300.290.295308.858.693良采样空气大气状况2015.03.21采样日期样品编号采样时间/min气温/。C气压/kpa流量/(L/min)管号0123456NO2-标准溶液（5ug/ml）0.000.100.200.300.400.500.60吸收原液（ml）4.004.004.004.004.004.004.00水（ml）1.000.900.800.700.600.500.40NO2-含量（ug）00.51.001.502.002.503.00吸光度（A)0.0000.1010.1820.2450.3750.4850.535吸收液移入比色皿中，与标准曲线绘制时的条件相同测定空白和样品的吸光度。5、实验结果与数据处理5.1记录数据表格表三、采样样品吸光度样品空白12吸光度(A）-0.1400.0050.007由表二绘制标准曲线图：如下5.2计算结果：(A-AO)-a氮氧化物（NO2−，mg/m3）=b*Vr*0.76式中:A—试样溶液的吸光度;A0—空白液的吸光度;a—标准曲线截距;b—标准曲线斜率;Vr—换算为参比状态下的采样体积;0.76----是NO2气体转化为NO2-液体系数由标准曲线图可知：a=0.0292b=0.1830.00.51.01.52.02.53.03.54.00.00.10.20.30.40.50.6标准曲线吸光度（A)NO2-浓度（ug）Y=0.183x+0.0292项目记录第一次采样第二次采样采样体积/L0.87530.8692现场空白吸光度/A0.14000.1400样品吸光度/A0.0050.007氧化氮含量ug/m30.0950.0975.3结果讨论由上表格可以看出，第一次采样结果显示氮氧化物的含量为0.095微克每立方米，第二次采样结果显示氮氧化物含量为0.097微克每立方米；在一个室内采取的两个样本氮氧化物含量相差不大，说明采样器工作正常，在采样的过程中也未出现较大的误差，但氮氧化物的含量始终低于室外，总的来说实验结果有较为高的可信度！由于配置标准曲线时可能出现人为因素的误差，使得吸光度不是那么准确，有那么一定小偏差，但总的来说实验结果有较为高的可信度。6、注意事项:①配制吸收液时，应避免在空气中长时间曝露，以免吸收空气中的氮氧化物。光照射能使吸收液显色，因此在采样、运送及存放过程中，都应采取避光措施。②采样过程中，如吸收液体积显著缩小，要用水补充到原来的体积(应预先作好标记)。③氧化管应于相对湿度为30%～70%时使用，当空气相对湿度大于70%时，应勤换氧化管；小于30%时，在使用前，用经过水面的潮湿空气通过氧化管，平衡1小时后再使用。