环 境 化 学 - 华东师范大学

实验五空气中氮氧化物的测定2008.4.10城市环境化学氮氧化物的测定(Determinationofnitrogenoxide)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。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：2222222NOONOONOONNNONOOOO慢快当阳光照到含NO、NO2的空气上时，发生的基本光化学反应为：M为空气中的N2、O2或其他分子MOMOOONOhNOKK322212233ONONOOK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：当空气中[O3]≈30ppb，少量的NO在1分钟内全部氧化。223ONOONO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32HNOMNOOH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。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：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。2323ONONOO5223)(ONMNONO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。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(Perforatedscreenabsorptionmethod)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（Solutionabsorptionmethod）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。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)-ethylenediaminedihydrochloride]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。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。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。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。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），绘制标准曲线管号0123456NO2-标准溶液（5µg/mL）（mL）00.200.400.600.801.001.20吸收原液（mL）8.008.008.008.008.008.008.00水（mL）2.001.801.601.401.201.000.80NO2-含量（µg）01.02.03.04.05.06.0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（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。76.0)(/032nVbaAAmmgNO），氮氧化物（25.1013273273PtVVtn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。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。