实验二 大气中氮氧化物的测定

一、目的要求

1．了解大气中监测采样器的结构和使用操作。

2．熟悉用气体吸收比色法测定大气中气态污染物的过程。 二、基本原理

大气中的氮氧化物主要是一氧化氮和二氧化氮。测定氮氧化物浓度时，先用三氧化铬氧化管将一氧化氮氧化成二氧化氮。二氧化氮被吸收在溶液中形成亚硝酸，与对氨基苯磺酸起重氮化反应，在与盐酸萘乙二胺偶合，生成玫瑰红色偶氮染料。颜色深浅，比色定量，测定结果以NO2表示。本法检出限为0.05微克/毫升，当采样体积为6升时，最低检出浓度为0.01毫克/立方米。 三、实验仪器 1． 多孔玻板吸收管。

2． 大气采样器：流量范围0—1升/分。 3． 分光光度计。 4． 双球玻璃管。

四、实验试剂

所有试剂均不含亚硝酸盐的重蒸蒸馏水配置。检验方法是要求该蒸馏水配置的吸收液不呈淡红色。

1.吸收液：称取5.0克对氨基苯磺酸，置于200毫升烧杯中，将50毫升冰醋酸于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0.05克盐酸萘乙酸二胺，溶解后，用水稀释至标线，摇匀，贮于棕色瓶中，此为吸收原液，放在冰箱中可保存一个月。采样时，按四份吸收原液与一份水的比例混合成采样的吸收液。 2.三氧化铬—砂子氧化管：将河沙洗净、晒干、筛取20—40目的部分，用（1+2）的盐酸浸泡一夜，用水洗至中性后烘干。将三氧化铬及砂子按（1+2）的重量混合，加入少量水调匀，放在红外灯下或烘箱里于105℃烘干，烘干过程中应搅拌数次。做到的三氧化铬—砂子应是松散的，若粘在一起，说明三氧化铬比例太大，可适当增加一些砂，重新制备。将三氧化铬—砂子装入双色玻璃管中，两端用脱脂棉塞好，并用塑料制的小帽子将氧化管的两端盖紧，备用。

3.亚硝酸钠标准贮备液：将粒状亚硝酸钠在干燥器内放置24小时，称取0.01500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毫克 NO2-，贮于棕色瓶中，存放在冰箱里，可稳定三个月。

4.亚硝酸钠标准溶液：临用前，吸取2.50毫升亚硝酸钠标准贮备液于100毫升容量瓶中，用水稀释至标线。此溶液每毫升含2.5微克NO2-。 五、采样

将5mL 采样用有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管弄湿污染后面吸收管。吸收出气口与大气采样器盯连接，以0.3L /min 的流量避光采样至吸收液成浅玫瑰色为止，如不变色，应加大采样流量或延长采样时间，在采样同时，应测定采样现场的温度和大气压力，并作好记录。 六、测定步骤

1． 标准曲线的绘制：取七只10mL 比色管，按下表所列数据配制标准色阶（实表5）

实表5 测定NO2所配制的标准色列

管号 溶液 NO2-标准使用液（ml） 吸收原液（ml） 水（ml）

0 1 2 3 4 5 6 0.0 4.00 1.00 0.10 4.00 0.90 0.20 4.00 0.80 0.30 4.00 0.70 0.40 4.00 0.60 0.50 4.00 0.50 0.60 4.00 0.40 加完试剂后，摇匀，避免阳光直射，放置15分钟，用1cm比色皿，于波长540nm处，以水为参比，测定吸光度，用测得的吸光度对5毫升溶液中NO2-含量（微克）绘制标准曲线，并计算鉴别点比值：

NO2(g)(标准液吸光度空白液吸光度）5--取各点计算结果的平均值为计算因子（Bs）。 2．样品的测定：

采样后，放置15分钟，将吸收液倒入比色皿器，与标准曲线绘制时的条件相同测定吸光度。 七、结果处理：

(AA0)Bs5Vt0.76式中：A——试样溶液的吸光度； 1. 氮氧化物（NO2 mg/m3）= A0——试剂空白液的吸光度； Bs——计算因子；

Vt——换算为参状态下的采样体积（L）

0.76——为NO2（气）转变为NO2-（液）的转换系数。 2．气体体积换算

在现场采样时，除了记录气体的流量和采样持续的时间外，还必须记录采样现场的温度和大气压力，利用气体流量和采样时间，既可用下式求得现场温度和压力下的采样体积：

Vt=QS

式中：Vt——现场温度和压力下的采样体积（L）； Q——气体流量（l/min）； S——采样时间（min）。

由于气体体积随温度和压力的不同而不同，采样现场的温度和压力又是各异，因此上式是求出的采样体积计算待测物浓度时，即使待测物的浓度相同，也会因现场温度和压力的不同而得出不同的结果。为了统一比较，在我国《环境监测分析方法》中规定用参比状态（温度为25℃，大气压力101.3kPa）下的气样体积计算待测物的浓度。为此在计算分析结果时，先要利用下式把现场状态下的采气体换算成参比状态下的采气体积。

27325PAV25=Vt× 273t101.3

式中：V25——参比状态下的采气体积（L）; Vt——现场状态下的采气体积（L）； t——采样现场的温度（℃）； PA——采样现场的大气压力（kPa）。 八、注意事项

1．配置溶液时，应避免在空气中长时间暴露，以免吸收空气中的氮氧化物，日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．在采样过程中，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．氧化管适用于相对湿度为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，在使用前经过水面的潮湿空气通过氧化管，平衡1小时，再使用。 九、思考题

1． 此实验的采样时间如何确定为合适？ 2．测定时采样器应放置在什么地方？为什么？ 3．结果计算除用计算因子法外还有何法？