_一、实验目的与要求1、掌握氮氧化物测定的基本大气中氮氧化物的原理和方法。

2、绘制实验室空气中氮氧化物的日变化曲线。

3、了解并掌握大气中氮氧化物的有关知识。

二、实验方案1、实验仪器（1）大气取样器；（2）分光光度计；（3）棕色多孔玻板吸收管；（4）双球玻璃管；（5）比色管；（6）移液管。

2、实验药品（1）吸收原液标准液；（2）吸收原液；（3）蒸馏水。

3、实验原理主要反应方程式为：4、实验步骤1）氮氧化物的采集用一个内装5mL采样液用吸收的多孔玻板吸收管，接上氧化管，并使管口微向下倾斜，朝上风向，避免潮湿空气将氧化管弄湿，而污染吸收液，如图1-1所示。

分别以每分钟0.1L、0.3L的流量抽取空气30min。

采样高度为1.5m，若氮氧化物含量很低，可增加采样量，采样至吸收液呈浅玫瑰红色为止。

记录采样时间和地点，根据采样时间和流量，算出采样体积。

把一天分成几个时间段进行采样（7次），如10:300～11:00、11:30～12:00、12:30～13:00、13:30～14:00、14:30～15:00、15:30～16:00、16:30～17:00。

图1-1 氮氧化物采样装置的连接图示2）氮氧化物的测定①标准曲线的绘制：取7支50mL 比色管，按表1-1配制标准系列。

将各管摇匀，避免阳光直射，放置15 min ，以蒸馏水为参比，用1cm 比色皿，在540nm 波长处测定吸光度。

根据吸光度与浓度的对应关系，用最小二乘法计算标准曲线的回归方程式：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 0）之差； x ——NO 2-浓度，μg/mL ；a 、b ——回归方程式的截距和斜率。

ρNO x =76.0)(0⨯⨯--V b a A A式中：ρNO x ——氮氧化物浓度，mg/m 3； A ——样品溶液吸光度； A 0、a 、b 表示的意义同上；V ——标准状态下（25℃，760mmHg ）的采样体积，L ；0.76——NO2（气）转换成NO2-（液）的转换系数。

表1-1 标准溶液系列编号 0 1 2 3 4 5 6 NO2-标准溶液（5μg/mL）/mL 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 吸收原液/mL 20.00 20.00 20.00 20.00 20.00 20.00 20.00水/mL 5.00 4.50 4.00 3.50 3.00 2.50 2.00NO2-浓度（ug/ mL) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6(2) 样品的测定：采样后放置15min，将吸收液直接倒入1cm比色皿中，在540nm处测定吸光度。

三、实验结果与数据处理表1：吸收原液标准液数据比色皿1 比色皿2 比色皿3 比色皿4 比色皿5 比色皿6 比色皿7 标准液体(mL) 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 NOx浓度(ug/mL) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6背景值a（abs) -0.014 0.088 0.007 -0.021 -0.009 -0.014 -0.015 标准液A（abs) 0.028 0.243 0.234 0.290 0.373 0.460 0.555 A-a(abs）0.042 0.155 0.227 0.311 0.382 0.474 0.570表2：第三组空气中氮氧化物的数据10：20-10：50 11:30-12:00 12:30-13:00 13:30-14:00 流量0.1 0.3 0.1 0.3 0.1 0.3 0.1 0.3 背景值a-0.074 -0.093 -0.017 -0.014 -0.047 -0.030 -0.021 0.007 （abs)吸收液A-0.009 -0.021 0.094 0.082 0.083 0.087 0.083 0.119 （abs)A-a(abs）0.0653 0.072 0.111 0.096 0.130 0.117 0.104 0.112NOx浓度(ug/mL)0.013 0.021 0.067 0.049 0.089 0.074 0.060 0.06814:30-15:00 15:30-16:00 16:30-17:00流量0.1 0.3 0.1 0.3 0.1 0.3背景值a（abs) -0.037 -0.036 -0.007 0.006 -0.015 -0.016 吸收液A（abs) 0.054 0.066 0.064 0.091 0.045 0.056 A-a(abs）0.091 0.102 0.071 0.085 0.060 0.072 NOx浓度(ug/mL)0.043 0.057 0.020 0.037 0.007 0.021表3 各组空气中氮氧化物的数据流量小组时间段ρNOx (mg/m3）1 2 3 4 5 6 70.1L/min 第一组0.006 0.0834 0.0913 0.0782 0.0547 0.0259 0.0207 第二组0.0269 0.0772 0.0847 0.0621 0.0495 0.0219 0.0093 第三组0.0130 0.0670 0.0890 0.0600 0.0430 0.0200 0.0070 第四组0.0080 0.0588 0.0952 0.0539 0.0465 0.0442 0.02970.3L/min 第一组0.0365 0.0531 0.0679 0.0592 0.0522 0.0409 0.0261 第二组0.0266 0.0626 0.0752 0.0676 0.0534 0.0316 0.0274 第三组0.0210 0.0490 0.0740 0.0680 0.0570 0.0370 0.0210 第四组0.0413 0.0526 0.0728 0.0752 0.0703 0.0494 0.022图1：氮氧化物标准曲线图2：空气中流量为0.1L/min时各组NOx的曲线图图3：空气中流量为0.3L/min时各组NOx的曲线图四、结论1、分析数据氮氧化物浓度和空气质量的关系污染物名称取值时间浓度限值一级标准二级标准三级标准浓度单位NOx年平均0.05 0.05 0.10mg/ m3 日平均0.10 0.10 0.15小时平均0.15 0.15 0.30NO2年平均0.04 0.04 0.08mg/ m3 日平均0.08 0.08 0.12小时平均0.12 0.12 0.24空气中的氮氧化物与车流量呈正比关系，但其又受到时间的影响、日照的影响、车的型号的影响。

但是我们采样点设在实验楼，主要研究的对象是光照对NOx浓度的影响。

早晨光照较弱，而且处于上班、上学高峰期，车辆较多，我们的实验是从10:20开始，这个时段接近学生上课时间，且学生上课的交通工具为自行车与电动车，所以没有污染物的排放，经过实验的只有少部分教工的私家车和校车，会有的氮氧化物排放。

车流量的少，同时氮氧化物的转化，空气中的氮氧化物浓度一直很低，直至中午又是上下课的高峰期，氮氧化物的含量会增加，即12：30~13：00左右达到最大值，因此此时的日照最强，此后空气中的氮氧化物又开始下降，最后保持相对稳定的浓度，根据NOx-时间关系图，由图可以看出，氮氧化物浓度与日照有关，但它们的关系并非呈简单的一一对应的正比关系。

要充分考虑不同时间段日照和道路所排放的尾气，另外，也要充分考虑到氮氧化物日变化曲线受到时间的影响、日照的影响。

综合4组NOx的日平均曲线，可以看出大学城基本符合NOx的日平均曲线的一般规律，NOx浓度最高出现在中午12：30~13：00。

最高浓度大约在0.08 mg/m3左右，超过了氮氧化物的二级标准，大学城远离繁华的城市，理论上空气质量会比较好，可是今年来，大学城周边建起了很多商品房，进出的车辆也呈上升趋势，尾气的排放导致空气中的NOx浓度大大增加。

实验数据误差分析：1.测量初期，由于仪器出现问题，导致采样的第一组数据有影响。

2.采样时虽然有保护措施,但是仍然可能有太阳直射，会导致吸收液部分分解，从而我们测得的实验数据会偏小。

3.由于仪器问题导致不能精准地确保采样器两侧的采样流量相等，导致数据有偏差，但是主要看两侧气泡量大小，使其左右流量一致。

4.因为采样时有风，氮氧化物会扩散，从而被稀释，致使氮氧化物的浓度变小。

5.在采样过程中，如吸收液体积缩小明显，应用水补充到原来的体积（事先做好标线），但本次实验人员没有注意,这对实验同样产生误差。

6.吸光度测量的人员不同也会是数据有偏差。

2、处理方案鉴于NOx 对环境的污染：导致酸雨的产生；导致温室效应的加剧；破坏臭氧层；产生光学烟雾.....采取一下措施控制空气中的氮氧化物浓度：1）控制NOx 的排放：对工业进行合理布局,改革能量结构, 采用清洁能源或进行新能源的开发可减少NOx 的排放, 改进燃烧装置和燃烧技术可提高燃烧效率和降低NOx 的排放量; 采用无害生产工艺或低污染的生产工艺(如工艺过程封闭和NOx 的循环利用控制) ,加强企业管理可减少NOx事故性排放和逸散.2）植树造林, 绿化环境：利用植物美化环境、调节气候, 吸收大气中的NOx 气体, 可以大面积长时间连续地净化大气. 据报道, 落叶树木对NOx 等气体的吸收能力和解毒作用比长绿树木要强得多.3）“排烟脱氮”除NOx ：“排烟脱氮”是指应用液态或固态的吸收剂或吸附剂来吸收或吸附NOx , 以达到脱氧的目的. 目前排烟脱氧的方法有催化还原法和吸收法等. 催化还原法是应用Pt 或Cu、Cr 、Fe 、Mo 、CO、Ni 等的氧化物为催化剂,以H2 、NH3 、H2S 及CO 等为还原剂, 将烟气中的NOx 还原为N2 . 吸收法是利用NaOH等碱溶液、熔融状态的碱金属或碱土金属的盐类、H2SO4、Mg(OH) 2溶液等对烟气中的NOx 进行吸收, 使之转化为硝酸盐、亚硝酸盐、HNO3或N2 。

五、问题与讨论1、查资料简要说明光化学烟雾形成的机理，危害和控制对策。

答：光化学烟雾是由汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物和氮氧化物等一次污染物,在强阳光紫外线的作用下发生一系列光化学反应,产生出一些氧化性很强的产物,如臭氧、醛、酮、酸、过氧乙酰硝酸酯(PAN) 等二次污染物,参与光化学反应过程的一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象叫做光化学烟雾。

2、假如调查大学城中环西路汽车尾气的排放情况，该如何布点，请简要画图并说明理由？答：采用网格布点法。

这种布点法是将监测区域地面划分成若干均匀网状方格，采样点设在两条直线的交点处或方格中心。