氮氧化物監(jiān)測分析儀大氣環(huán)境中氮氧化物的監(jiān)測與處理方法

隨著工業(yè)化生產(chǎn)的迅猛發(fā)展，特別是煤炭、石油、天然氣的大量開采使用，我國多數(shù)城市已呈現(xiàn)出NOx深度增加的趨勢。因此，了解氮氧化物的來源及危害機理，建立適合的氮氧化物的分析方法，了解其變化規(guī)律，對環(huán)保管理及環(huán)境整治，保障人類的生存環(huán)境具有重大意義。

1我國大氣氮氧化物污染現(xiàn)狀

近年來，我國總顆粒物排放量基本得到控制，二氧化硫排放量有所下降，但是氮氧化物排放量隨著能源消費和機動車保有量的快速增長而迅速上升。大氣氮氧化物排放會造成多種環(huán)境影響，主要表現(xiàn)在5個方面：氮氧化物直接造成的污染及其引起的臭氧污染、酸沉降、顆粒物污染和水體富營養(yǎng)化二次污染問題。氮氧化物是生成臭氧的重要物質之一，與城市臭氧濃度和光化學污染緊密相關。同時，氮氧化物還是城市細粒子污染的主要來源，成為我國大中城市普遍存在較

為嚴重的大氣顆粒物污染、特別是區(qū)域細粒子污染和灰霾的重要根源。有關研究表明，氮氧化物排放也加劇了區(qū)域酸雨的惡化。此外，氮氧化物的跨國界“長距離輸送”使得這一問題開始引起國際社會的關注，增加了我國控制氮氧化物排放的國際壓力。

2大氣環(huán)境中氮氧化物的監(jiān)測

2.1污染概況

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種形式。大氣中的氮氧化物主要以一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2）形式存在。一氧化氮為無色、無臭、微溶于水的氣體，在大氣中易被氧化為NO2。NO2為棕紅色氣體，具有強刺激性臭味，是引起支氣管炎等呼吸道疾病的有害物質。大氣中的NO和NO2可以分別測定，也可以測定二者的總量。它們主要來源于石化燃料高溫燃燒和硝酸、化肥等生產(chǎn)排放的廢氣，以及汽車排氣。在工業(yè)發(fā)達的市區(qū)，由工業(yè)區(qū)的廢氣排放造成的大氣污染只是增加了空氣的濁度和空氣污染物的背景值，而在人口高度集中的鬧市，主要污染則是由汽車尾氣排放造成的。燃油汽車在行駛中排放了大量有害氣體，其中氮氧化物分擔率高達30%。近年來，流動源增加造成的氮氧化物污染問題日益突出，氮氧化物已成為少數(shù)大城市空氣中的主要污染物。

2.2監(jiān)測方法和監(jiān)測點設置

測定方法化學發(fā)光法，鹽酸萘乙二胺分光光度法，傳感器法，庫侖原電池法，闡述了這幾種方法的原理，并從優(yōu)缺點，適用的范圍等方面進行了分析對比，為測定以及防治氮氧化物提供了依據(jù)。

2.2.1化學發(fā)光法

化學發(fā)光法的出現(xiàn)成功解決了NOx的檢測問題，它主要是基于NO的光化學性質，含氮化合物將轉化為NO后進行測定。NOx可以直接測定氣體中的NO，當檢測NO2時，先用鑰轉換爐將NO2轉化成NO，然后再通過化學發(fā)光反應進行檢測。化學發(fā)光法測定NOx具有靈敏度高（可檢出100nL/LNO2）、反應速度快和選擇性比較好等特點，多用于氣體中NOX的自動監(jiān)測。但該方法受水分干擾在化學發(fā)光時會發(fā)生淬滅，對測定值有負影響，當氣體中存在SO2時也會產(chǎn)生干擾。

由于可以利用的化學發(fā)光反應較少，而且化學發(fā)光的光譜是由受激分子或原子決定的，一般來說也是由化學反應決定的。很少有不同的化學反應產(chǎn)生出同一種發(fā)光物質的情況，因此化學發(fā)光分析具有較好的選擇性。

2.2.2鹽酸萘乙二胺分光光度法

大氣中的氮氧化物主要是一氧化氮和二氧化氮。在測定氮氧化物濃度時，應先用三氧化鉻將一氧化氮氧化成二氧化氮。二氧化氮被吸收后，生成亞硝酸和硝酸，其中，亞硝酸與對氨基苯磺酸發(fā)生氮化反應，在與鹽酸萘乙二胺偶合，生成玫瑰紅色氮燃料，據(jù)其顏色深淺，用分光光度法定量。

吸收液應為無色，如顯微紅色，說明已被亞硝酸根污染，應檢查試劑和蒸餾水的質量；吸收液長時間暴露在空氣中或受日光照射，也會顯色，使空白值增高，應密閉避光保存；氧化管適于相對濕度30—70%條件下使用，應經(jīng)常注意是否吸濕引起板結或變成綠色而失效。

2.3數(shù)據(jù)處理與分析

2.3.1儀器

（1）多孔玻板吸收管。（2）雙球玻璃管（內裝三氧化鉻-砂子）。（3）空氣采樣器；流量范圍0-1L/min。（4）分光光度計。（5）100mL容量瓶。（6）7支10mL比色管。

2.3.2試劑

所有試劑均用不含亞硝酸根的重蒸餾水配制。其檢驗方法是：所配置的吸收液對540nm光的吸光度不超過0.005。

（1）吸收原液貯于棕色瓶中，在冰箱內可保存兩個月。保存時應密封瓶口，防治空氣與吸收液接觸。

（2）制備好的三氧化鉻與砂子應是松散的，若粘在一起，說明三氧化鉻比例太大，可適當增加一些砂子，重新制備。

（3）亞硝酸鈉標準貯備液，此溶液每毫升含100.0μg NO2 —，貯于棕色瓶內，冰箱中保存，可穩(wěn)定三個月。

（4）亞硝酸鈉標準溶液：吸取貯備液5.00mL于100mL容量瓶中，用水稀釋至標線。此溶液每毫升含5.0μg NO2 —。標準曲線的繪制：取7支10mL具塞比色管，按下表所列數(shù)據(jù)配制標準色列。

2.4采樣

將一支裝有吸收液的多孔玻板吸收管進氣口接三氧化鉻-砂子氧化管，并使管口略微向下傾斜，以免當濕空氣將三氧化鉻弄濕時污染后面的吸收液。將吸收管的出氣口與空氣采樣器相連接。以0.2-0.3 L/ min的流量避光采樣至吸收液呈微紅色為止，記下采樣時間，密封好采樣管，帶回實驗室，當日測定。若吸收液不變色，應延長采樣時間，采樣量應不少于6 L。在采樣的同時，應測定采樣現(xiàn)場的溫度和大氣壓力，并做好記錄。3我國氮氧化物污染控制對策建議

3.1氮氧化物控制宜采取分層次、分區(qū)域

關于控制目標，應制定國家、區(qū)域、城市三個層次相互結合的氮氧化物控制目標。國家目標以控制電廠燃煤鍋爐排放源為主；把區(qū)域作為氮氧化物控制的重點層次，以珠三角、長三角和京津冀地區(qū)作為重點控制區(qū)域，不同區(qū)域各有側重，著力控制酸沉降、臭氧、顆粒物等區(qū)域性污染問題；城市以機動車和工業(yè)鍋爐排放源控制為主，控制重點為細顆粒物。

關于控制方式，應充分汲取和借鑒我國二氧化硫污染控制的成功經(jīng)驗和國內外氮氧化物總量控制的經(jīng)驗與教訓，將氮氧化物納入“十二五”總量減排指標體系，制定區(qū)域和重點城市氮氧化物污染總量控制目標。此外，在控制氮氧化物污染的同時，應同時兼顧臭氧、揮發(fā)性有機化合物等其他污染物的協(xié)同控制，以達到改善環(huán)境質量和降低污染減排成本的目的。

3.2嚴格控制用車質量

機動車污染物排放的數(shù)量與發(fā)動機是否處于止常的工作狀態(tài)密切相關，因而要加強車輛的檢修，加速淘汰不符合排放標準的車輛。在用車的控制方面實施嚴格的1/M制度（是指通過對在用車的排放進行定期監(jiān)測和隨機抽查，對車輛進行嚴格的維修、保養(yǎng)，使車輛保持最佳的技術狀態(tài)和車場的排放水平）。對已超過使用壽命的車輛，特別是污染嚴重的車輛，必須強制將其淘汰。

3.3加強基礎研究和技術推廣

開展大氣污染物的協(xié)同效應、氮氧化物污染源清單、排放與環(huán)境質量標準、排放量同環(huán)境質量的關系、監(jiān)測技術體系和控制策略、柴油車的氮氧化物控制技術研究等方面的基礎研究工作。政府、科研單位、企業(yè)三家聯(lián)合，企業(yè)和科研單位建立聯(lián)盟，政府支持，依托科研單位，為氮氧化物控制產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供有效技術支撐。

4結語

在對空氣中的氮氧化物進行分析時，要根據(jù)不同的要求選擇相應的測定方法，以達到測定的可靠性與準確性。同樣在氮氧化物的控制和治理時，也要根據(jù)具體情況選擇比較適合的方法，爭取達到既經(jīng)濟又效果良好的目的。綜上，目前氮氧化物已經(jīng)在全世界范圍內造成了比較嚴重的污染，這是大自然給我們敲響的警鐘。人類應該攜起手來，共同努力，解決這一環(huán)境公害。

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