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 2形态存在。测定时用三氧化鉻将NO 氧化成NO 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,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-A0), 标准溶液吸光度(A )与试剂空白吸光度(A 0)之差;
X :NO 2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 NO2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。
国标规定的氮氧化物的浓度限制如下表:
表4 氮氧化物的浓度限值 单位:mg/m3
根据国标,可知广东工业大学大学城校区工学馆应属于二类区,应执行氮氧化物的二级标准,即其日平均浓度限制值为0.10 mg/m3,和1h 平均浓度限制值为0.15 mg/m3,根据监测实验的峰值为0.629 mg/m3>0.15mg/ m3,最小值0.217 mg/m3>0.15mg/m3。而日平均量为0.421 mg/m3与0.477 mg/m3都大于0.10 mg/m3所以可知广东工业大学大学城校区工学馆的氮氧化物浓度严重超标,存在严重的氮氧化物的污染问题。
此外,根据2000年1月6日发布的《关于发布(GB3095-1996)修改单的通知》(环发[2000]1号文件),修改单明确规定:①取消氮氧化物(NOX )指标;②二氧化氮(NO2)的二级标准的年平均浓度限值由0.04 mg/m3改为0.08 mg/m3,日平均浓度限值由0.08 mg/m3改为0.12 mg/m3,1h 平均浓度限值由0.12 mg/m3改为0.24 mg/m3。所以,根据新的国标规定,本次实验所测得的值无法拿来衡量环境空气质量。正是因为这项国标的修改,才凸显出NO 2在环境空气质量测定中的重要性。 5、处理工艺
大气中的氮氧化物主要来源与燃料的燃烧,减少其排放主要有以下三个途径:燃烧前处理:脱氮法;燃烧技术改进:一是低氧燃烧,二是排气循环燃烧,三是注入蒸汽或水,四是二级燃烧(现在通常还会有三级燃烧,以扩大还原燃烧法和采用碳氢化合物在颅内进行脱硝反应的燃料再注入法),五是分段燃烧,六是降低空气比,七是浓差燃烧。
目前对于空气中NO2浓度超标,没有可行的直接处理解决方法,只能通过控制污染源的排放量以及对相关污染源的整治来达到治理目的。对于此次实验采样点的NO 2浓度超标,其解决方法思路大致有如下几点(1)找出监测点空气中NO 2
的来源及相关影响因素(2)对于污染源直接排放的NO 2量进行处理和控制,以达到降低空气中NO 2空气污染指数的目的。
测定广东工业大学校园中氮氧化物的含量,其主要来源为机动车。因而重要的是减少流动污染源的氮氧化物排放量,制定严厉的汽车尾气排放标准和车辆管理措施。一种减少流动污染源排放氮氧化物的办法是在校园多安排几个自行车存取点,使交通变得方便,又能减少氮氧化物的排放。另外,要加强车辆的检修,加速淘汰不符合排放标准的机动车辆,以保证在用车的最佳车况和污染物排放标准达标。对已超过使用寿命的车辆,特别是污染严重的车辆,必须强制将其淘汰。
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:⑴光化学烟雾形成机理:含有氮氧化物和碳氢化合物等一次污染物的大气,在阳光照射下发生光化学反应而产生二次污染物,这种由一次污染物和二次污染物的混合物形成的烟雾污染现象,称为光化学烟雾。
光化学烟雾形成主要有三个阶段: Ⅰ、NO 2光解导致O 3形成;
Ⅱ、丙烯等碳氢化合物被H • HO• O3•等氧化生成醛、酮中间产物,进而生成 RO 2• HO2•等自由基;
Ⅲ、RO2•、HO2•、等自由基加速NO 的氧化,导致生成更多的O 3和PAN 。 ⑵光化学烟雾的危害:氮氧化物可刺激肺部,使人较难抵抗感冒之类的呼吸系统疾病,呼吸系统有问题的人士如哮喘病患者,会较易受二氧化氮的影响。对儿童来说,氮氧化物可能会造成肺部发育受损。研究指出长期吸入二氧化氮可能会导致肺部构造改变,但目前仍未确定导致这种后果的氮氧化物含量及吸入气体时间。
以一氧化氮和二氧化氮为主的氮氧化物是形成光化学烟雾的一个主要原因。光化学烟雾具有特殊气味,刺激眼睛,伤害植物,并能使大气能见度降低。另外,氮氧化物与空气中的水反应生成的亚硝酸又是酸雨的主要成分之一。
(3)对光化学烟雾的控制措施,在工业上,较好的措施是对煤进行加工,改进燃烧技术,同时改进生产工艺,对污染物进行后处理及合理排放。使用前对煤进行脱硫加工,并尽可能除去灰分。使用过程中,通过对锅炉进行适当改进,
同时加人固硫剂,可减少烟尘利二氧化硫的发生量。最后,对废气进行综合利用后,对不能利用的进行无害处理后再进行排放。对于生活燃煤,除了对煤进行加工外,比较好的措施是改进用能和供能方式,采用集中供热、城市燃气化。集中供热和城市燃气化,是城市节能和综合整治的重要内容,能有效地改善城市大气环境质量,减少室内空气污染。此外,重点研究改革燃料和改进汽车设备结构, 试制无公害汽车和发展高效交通系统。具体举措为:
①改革燃料。采用液化天然气、氢气、液化煤气与柴油的混合燃料和无铅汽油来代替有铅汽油作为汽车燃料,是减少汽车尾气污染的有效措施。
②改进汽车设备结构。汽车尾气污染的防治,除提高汽油燃烧质量外,关键在于改进发动机的燃烧设计。
③研究无公害汽车和发展高效交通系统。
最后,大面积地植树造林绿色植物是二氧化碳的消耗者,氧气的天然加工厂,在调节大气中的二氧化碳的平衡上起着无可替代的作用,不同的植物对二氧化硫、氟化氢、氯气、氨气、氯化氢、光化学烟雾、放射线等有不同的吸收能力,从而达到净化空气的效果。
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:根据空气污染监测方案的制定要求,对交通路段进行汽车尾气的排放情况进行监测,在布设监测点之前要先确定采样点数目。
根据相关可查基本资料有关数据统计,10所大学及中央商务区, 总人口约25万。规划人口为40万(
(1) 监测点周围50m 不应有污染源。
(2) 采样口周围不能有阻碍环境空气流通的高大建筑物、树木或其他障碍物。
(3) 采样口周围水平面应保证270°以上的捕集空间,如果采样口一边靠近建筑物,采样口周围水平面应有180°以上自由空间。
(4) 监测点周围环境状况相对稳定,安全和防火措施有保障。
(5) 监测点周围应有合适的车辆通道。
(6)对道路交通的污染监测点,采样口距道路边缘的距离不得超过20m 。 现综合考虑中环西路路段的实际情况,在路段监测区域风划分为无人区、商业区、生活区以及三个区域综合交汇的地带。则采样点设置如下图(图3)所示。
监测点1: 在西五路与中环路交叉的十字路口 监测点2:广工生活西区与广美生活区交接的南三路旁 监测点3:商业南区地铁A 出口附近
图3.
监测点分布图示
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 2形态存在。测定时用三氧化鉻将NO 氧化成NO 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,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-A0), 标准溶液吸光度(A )与试剂空白吸光度(A 0)之差;
X :NO 2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 NO2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。
国标规定的氮氧化物的浓度限制如下表:
表4 氮氧化物的浓度限值 单位:mg/m3
根据国标,可知广东工业大学大学城校区工学馆应属于二类区,应执行氮氧化物的二级标准,即其日平均浓度限制值为0.10 mg/m3,和1h 平均浓度限制值为0.15 mg/m3,根据监测实验的峰值为0.629 mg/m3>0.15mg/ m3,最小值0.217 mg/m3>0.15mg/m3。而日平均量为0.421 mg/m3与0.477 mg/m3都大于0.10 mg/m3所以可知广东工业大学大学城校区工学馆的氮氧化物浓度严重超标,存在严重的氮氧化物的污染问题。
此外,根据2000年1月6日发布的《关于发布(GB3095-1996)修改单的通知》(环发[2000]1号文件),修改单明确规定:①取消氮氧化物(NOX )指标;②二氧化氮(NO2)的二级标准的年平均浓度限值由0.04 mg/m3改为0.08 mg/m3,日平均浓度限值由0.08 mg/m3改为0.12 mg/m3,1h 平均浓度限值由0.12 mg/m3改为0.24 mg/m3。所以,根据新的国标规定,本次实验所测得的值无法拿来衡量环境空气质量。正是因为这项国标的修改,才凸显出NO 2在环境空气质量测定中的重要性。 5、处理工艺
大气中的氮氧化物主要来源与燃料的燃烧,减少其排放主要有以下三个途径:燃烧前处理:脱氮法;燃烧技术改进:一是低氧燃烧,二是排气循环燃烧,三是注入蒸汽或水,四是二级燃烧(现在通常还会有三级燃烧,以扩大还原燃烧法和采用碳氢化合物在颅内进行脱硝反应的燃料再注入法),五是分段燃烧,六是降低空气比,七是浓差燃烧。
目前对于空气中NO2浓度超标,没有可行的直接处理解决方法,只能通过控制污染源的排放量以及对相关污染源的整治来达到治理目的。对于此次实验采样点的NO 2浓度超标,其解决方法思路大致有如下几点(1)找出监测点空气中NO 2
的来源及相关影响因素(2)对于污染源直接排放的NO 2量进行处理和控制,以达到降低空气中NO 2空气污染指数的目的。
测定广东工业大学校园中氮氧化物的含量,其主要来源为机动车。因而重要的是减少流动污染源的氮氧化物排放量,制定严厉的汽车尾气排放标准和车辆管理措施。一种减少流动污染源排放氮氧化物的办法是在校园多安排几个自行车存取点,使交通变得方便,又能减少氮氧化物的排放。另外,要加强车辆的检修,加速淘汰不符合排放标准的机动车辆,以保证在用车的最佳车况和污染物排放标准达标。对已超过使用寿命的车辆,特别是污染严重的车辆,必须强制将其淘汰。
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:⑴光化学烟雾形成机理:含有氮氧化物和碳氢化合物等一次污染物的大气,在阳光照射下发生光化学反应而产生二次污染物,这种由一次污染物和二次污染物的混合物形成的烟雾污染现象,称为光化学烟雾。
光化学烟雾形成主要有三个阶段: Ⅰ、NO 2光解导致O 3形成;
Ⅱ、丙烯等碳氢化合物被H • HO• O3•等氧化生成醛、酮中间产物,进而生成 RO 2• HO2•等自由基;
Ⅲ、RO2•、HO2•、等自由基加速NO 的氧化,导致生成更多的O 3和PAN 。 ⑵光化学烟雾的危害:氮氧化物可刺激肺部,使人较难抵抗感冒之类的呼吸系统疾病,呼吸系统有问题的人士如哮喘病患者,会较易受二氧化氮的影响。对儿童来说,氮氧化物可能会造成肺部发育受损。研究指出长期吸入二氧化氮可能会导致肺部构造改变,但目前仍未确定导致这种后果的氮氧化物含量及吸入气体时间。
以一氧化氮和二氧化氮为主的氮氧化物是形成光化学烟雾的一个主要原因。光化学烟雾具有特殊气味,刺激眼睛,伤害植物,并能使大气能见度降低。另外,氮氧化物与空气中的水反应生成的亚硝酸又是酸雨的主要成分之一。
(3)对光化学烟雾的控制措施,在工业上,较好的措施是对煤进行加工,改进燃烧技术,同时改进生产工艺,对污染物进行后处理及合理排放。使用前对煤进行脱硫加工,并尽可能除去灰分。使用过程中,通过对锅炉进行适当改进,
同时加人固硫剂,可减少烟尘利二氧化硫的发生量。最后,对废气进行综合利用后,对不能利用的进行无害处理后再进行排放。对于生活燃煤,除了对煤进行加工外,比较好的措施是改进用能和供能方式,采用集中供热、城市燃气化。集中供热和城市燃气化,是城市节能和综合整治的重要内容,能有效地改善城市大气环境质量,减少室内空气污染。此外,重点研究改革燃料和改进汽车设备结构, 试制无公害汽车和发展高效交通系统。具体举措为:
①改革燃料。采用液化天然气、氢气、液化煤气与柴油的混合燃料和无铅汽油来代替有铅汽油作为汽车燃料,是减少汽车尾气污染的有效措施。
②改进汽车设备结构。汽车尾气污染的防治,除提高汽油燃烧质量外,关键在于改进发动机的燃烧设计。
③研究无公害汽车和发展高效交通系统。
最后,大面积地植树造林绿色植物是二氧化碳的消耗者,氧气的天然加工厂,在调节大气中的二氧化碳的平衡上起着无可替代的作用,不同的植物对二氧化硫、氟化氢、氯气、氨气、氯化氢、光化学烟雾、放射线等有不同的吸收能力,从而达到净化空气的效果。
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:根据空气污染监测方案的制定要求,对交通路段进行汽车尾气的排放情况进行监测,在布设监测点之前要先确定采样点数目。
根据相关可查基本资料有关数据统计,10所大学及中央商务区, 总人口约25万。规划人口为40万(
(1) 监测点周围50m 不应有污染源。
(2) 采样口周围不能有阻碍环境空气流通的高大建筑物、树木或其他障碍物。
(3) 采样口周围水平面应保证270°以上的捕集空间,如果采样口一边靠近建筑物,采样口周围水平面应有180°以上自由空间。
(4) 监测点周围环境状况相对稳定,安全和防火措施有保障。
(5) 监测点周围应有合适的车辆通道。
(6)对道路交通的污染监测点,采样口距道路边缘的距离不得超过20m 。 现综合考虑中环西路路段的实际情况,在路段监测区域风划分为无人区、商业区、生活区以及三个区域综合交汇的地带。则采样点设置如下图(图3)所示。
监测点1: 在西五路与中环路交叉的十字路口 监测点2:广工生活西区与广美生活区交接的南三路旁 监测点3:商业南区地铁A 出口附近
图3.
监测点分布图示