不同室内活动的SO2和NOX排放

1四川农业大学本科毕业论文（设计）开题报告毕业论文（设计）题目比较不同室内活动的SO2和NOX排放——香燃烧、电脑辐射、打印选题类型应用基础型课题来源自选项目学院理学院专业应用化学指导教师李云春职称副教授姓名年级2011级学号开题报告（立题依据、研究的主要内容及预期目标、研究方案、论文进度安排、主要参考文献）1．立题依据随着中国人口的不断增加、国民经济的持续稳定增长和人民物质文化生活水平的不断提高，未来30年中国氮氧化物排放量将呈现稳步增长的趋势。如果不采取进一步的控制措施，我国能源消费导致的氮氧化物排放总量将超过美国成为世界第一大氮氧化物排放国，从而给公众健康和生态环境带来灾难性的后果。氮氧化物对呼吸道和呼吸器官有刺激作用，是导致支气管哮喘等呼吸道疾病不断增加的原因之一。大气中的氮氧化物能与碳氢化物发生光化学反应，产生光化学烟雾。氮氧化物也能转化成硝酸和硝酸盐，通过降水对水和土壤环境等造成危害。当多种污染物，如氮氧化物、二氧化硫、悬浮颗粒物共存时，对人体的身体健康危害不仅比其中某一种污染物严重很多，而且大于各污染物的影响之和，即产生协同作用。此外，氮氧化物还参与臭氧的破坏。二氧化硫是具有强烈辛辣刺激气味的无色气体。二氧化硫对室内环境的污染与家庭炊事模式、通风情况、室内结构和燃料重量有关，我国农村多数农民以烧煤饼、煤球及蜂窝煤为主。由于炉灶结构不合理，导致煤不能完全燃烧，排放出大量的污染物，其中以二氧化硫为主，吸烟也会产生二氧化硫。二氧化硫还能刺激眼结膜和鼻咽部粘膜，降低肺功能。当人体吸入浓度较高的二氧化硫时，会发生急性支气管、哮喘、发绀和意识障碍等症状，有时会引起喉头痉挛而窒息。二氧化硫在空气中遇水会形成酸雨，严重危害人体健康和环境安全。吸烟是导致肺癌的首要危险因素，也是导致慢性阻塞性肺病的主要原因，更是多种癌症、心脑血管疾病等的重要诱因，被动吸烟的危害更为严重，会导致肺部疾病,心血管疾病。吸烟还会导致骨质疏松，更年期提早来临吸烟对智力的危害,2也会使人的注意力受到影响。电脑辐射污染会影响人体的循环系统、免疫、生殖和代谢功能，严重的还会诱发癌症、并会加速人体的癌细胞增殖，会影响人们的生殖系统主要表现为男子精子质量降低，孕妇发生自然流产和胎儿畸形等。影响人们的心血管系统表现为心悸、失眠，部分女性经期紊乱、心动过缓、心搏血量减少、窦性心率不齐、白细胞减少、免疫功能下降等。对人们的视觉系统有不良影响由于眼睛属于人体对电磁辐射的敏感器官，过高的电磁辐射污染还会对视觉系统造成影响。主要表现为视力下降，引起白内障等。因此，人们最好不要长时间坐在电脑面前。激光打印机在工作时释放出的细微颗粒被人体吸入时可以有效渗入肺部，轻者引发各种呼吸类炎症，重者可以诱发心血管疾病甚至癌症。在一个封闭式的办公空间内，空气中的微粒程度在打印机工作时比不工作时要高5倍。另外，打印机在刚换了新墨盒，以及打印图表或图像这样大量耗费墨粉的文件时，更容易散发出粉尘和微粒。此外，据英国过敏症基金会的研究人曾经发布的一份研究报告指出，激光打印机采用激光头扫描硒鼓的方式在硒鼓上产生高压静电，用以吸附墨粉，这样硒鼓表面的高压电荷会电离空气中的氧气生成臭氧，而臭氧是对人体健康有害的。过量的臭氧会对呼吸道进行刺激，甚至会造成咽喉肿痛、头晕头痛，引发支气管炎和神经中毒等病症。激光打印机在工作时，会释放一些碳粉颗粒，这些颗粒都是极其细小的墨粉微粒，这对人体呼吸道有着很大的危害，他们可以轻松地进入人体肺部，从而给我们带来严重的健康的危害。当人体过量吸入这些粉尘后，这些微粒会刺激呼吸道，引发鼻炎、咽炎、支气管炎等上呼吸道症状。同时，生产的粉尘还可刺激皮肤，引起皮肤干燥、毛囊炎等皮肤病。而粉尘危害最严重的是可引发直矽肺。打印的同时还会产生一些有害气体，会使空气中的二氧化硫和氮氧化物含量上升。二氧化硫和氮氧化物不仅可以直接危害人类的环境和健康，还可以在大气中经过光化学反应生成PM2.5当量直径小于2.5μm的颗粒物，也称为入肺颗粒物，间接对人类产生更严重的危害。因此，对它们的研究是有巨大意义的。本实验通过室内模拟不同的香火、香烟燃烧、电脑辐射和打印排放的SO2和NOX，旨在探讨比较它们含量变化特征，评估它们对人体和环境的伤害程度。2．研究的主要内容及预期目标3主要内容：在室内模拟寺庙中燃烧的香以及生活中蚊香、熏香、以及吸烟（先假定以相同的质量来进行实验）燃烧后产生的NOX和SO2并测定其含量。通过其含量的测定，来大致估算这些物质的危害。本实验还大致研究电脑辐射以及打印对室内NOX和SO2浓度的影响。所有实验均平行测定3次，取其平均值。预期目标：采集的气体能通过吸收液很好地吸收，能够准确的测量相同质量的不同香火及香烟燃烧排放的SO2和NOX含量，根据测量结果，比较得出对人体伤害和环境污染程度最大的香火及香烟。能够很好测出在有10台台式电脑的机房在关机的情况以及在开机没有人的情况下室内NOX和SO2的变化情况，通过两者的对比能得出电脑辐射对于NOX和SO2含量的大致影响。3.研究方案3.1实验仪器KC-6120型大气综合采样器(青岛崂山电子有限公司);分光光度计；吸收瓶；氧化瓶；多孔玻板吸收管；恒温水浴器；具塞比色管；滴定管。3.2实验试剂冰乙酸，盐酸羟胺溶液(ρ=0.2～0.5g/L)，硫酸溶液(c=2mol/L)，酸性高锰酸钾溶液(ρ=25g/L)，N-（1-萘基）乙二胺盐酸盐贮备液(ρ=1.00g/L)，0.2%甲醛溶液，0.5%淀粉溶液。0.02%盐酸副玫瑰苯胺溶液：称取0.2g盐酸副玫瑰苯胺放在研钵中，加少量水研磨使之溶解，然后加60mL盐酸，并用水稀释至1000mL。溶液呈淡黄色，需放置3天后使用,密塞保存。0.1000mol/L碘酸钾标准溶液：准确称取105℃干燥2h的碘酸钾3.5668g，溶于水，移入1000mL容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀。0.1mol/L碘溶液：称取40g碘化钾溶于25mL水中，加入12.70g碘，待碘完全溶解后，用水稀释至1000mL，移入棕色瓶中，暗处保存。0.1000mol/L硫代硫酸钠标准溶液：称取25g硫代硫酸钠（Na2S2O3·5H2O）溶于新煮沸冷却后的水中，加入0.2g无水碳酸钠，稀释至1000mL，贮于棕色瓶中，如混浊应过滤。放置一周后用下述方法标定浓度标定方法：精确量取25mL0.1mol/L碘酸钾标准溶液于250mL碘量瓶中，加4入75mL新煮沸后冷却的水，加3g碘化钾，10mL冰醋酸，摇匀后，暗处放置3分钟。用硫代硫酸钠标准溶液滴定至淡黄色，加1mL0.5%淀粉液，呈蓝色，再继续滴定至蓝色刚刚褪去即为终点。记录所用硫代硫酸钠溶液用量的体积V（mL）。硫代硫酸钠溶液浓度可用下式计算：硫代硫酸钠溶液的浓度（mol/L）=0.10000×25.00/V二氧化硫标准溶液：称取0.1～0.2g亚硫酸氢钠溶液于100mL吸收液中，放置过夜，用滤纸过滤。按下述碘量法标定溶液中二氧化硫的浓度。使用时，用吸收液稀释成2ug/mL的二氧化硫标准应用液，冰箱中保存。浓溶液可放一周，稀溶液放两天。标定方法：精确量取10mL亚硫酸钠溶液于250mL碘量瓶中，加新煮沸冷却的水90mL，再加入20mL0.1mol/L碘溶液和5mL冰酸醋，混匀，用上述硫代硫酸钠标准溶液滴定至淡黄色（产生的红色碘化汞沉淀，要一边滴定，一边强烈震摇，使之完全溶解），加1mL0.5%淀粉溶液，呈蓝色，再继续滴定至蓝色刚刚褪去即为终点。记录硫代硫酸钠溶液用量的体积V1（mL）；同时取10mL吸收液做空白滴定，其余操作步骤完全相同，记录空白滴定所用硫代硫酸钠溶液的体积V2（mL）。已知硫代硫酸钠溶液的摩尔浓度（mol/L），则二氧化硫溶液浓度可用下式计算：二氧化硫溶液浓度（mg/mL）=(V2-V1)×C/10.00×32.03式中：32.03为二氧化硫的摩尔质量；C硫代硫酸钠的摩尔浓度（mol/L）四氯汞钠（TCM）吸收液：称取10.9g二氯化汞和4.7g氯化钠溶于水，并稀释至1000mL。放置过夜，过滤后使用。吸收液适宜pH为4.0，若pH＜3.0或pH＞5.0，则应废弃。吸收液可稳定6个月。若发现有沉淀，不可再用。NOX显色液的配制：称取5.0g对氨基苯磺酸[NH2C6H4SO3H]溶解于约200mL40～50℃热水中，将溶液冷却至室温，全部移入1000mL容量瓶中，加入50mLN-（1-萘基）乙二胺盐酸盐贮备溶液和50mL冰乙酸，用水稀释至刻度，显色液现配现用。NOX吸收液的配制：使用时将显色液和水按4∶1（体积分数）比例混合，即为吸收液。吸收液的吸光度应小于等于0.005，吸收液现配现用。无亚硝酸根的蒸馏水、去离子水或相当纯度的水；对氨基苯磺酸N-（1-萘基）乙二胺盐酸盐；盐酸溶液；乙二胺四乙酸二钠盐（EDTA-2Na）溶液；磷酸溶液；5氢氧化钠溶液；纳氏试剂；稀硫酸溶液。所有试剂均为分析纯试剂3.3实验方法本次试验的大体框架如下：3.3.1采样用KC-6120空气采样器于雅安市雨城区四川农业大学新区宿舍采样，分别对室内活动香燃烧、吸烟、辐射、打印进行采样，每个活动采样3次（采样间隔3天），每次采样前先采集一个空白对照样，持续采样2小时。3.3.2空气中氮氧化物的测定大气中的NOX经氧化管以后，生成亚硝酸和硝酸，在与吸收液中的对氨基苯磺酸起重氮反应，最后与盐酸萘乙二胺偶合，生成玫瑰红色的偶氮化合物。空气中的一氧化氮不与吸收液反应，通过氧化管时被酸性高锰酸钾溶液氧化为二氧化氮，再被吸收液吸收并反应生成偶氮化合物。生成的偶氮化合物在处的吸光度与二氧化氮的含量成正比，结果以NO2含量计。3.3.3空气中二氧化硫的测定空气中的二氧化硫被TCM吸收液吸收后，生成稳定的二氯亚硫酸盐络合物，香燃烧吸烟辐射打印采样：收集气体（空白）空气中氮氧化物的测定空气中二氧化硫的测定偶氮化合物波长540nm处，比色定量玫瑰紫红色的PRA甲基磺酸波长575nm处，比色定量6该络合物在盐酸介质中，与甲醛及盐酸副玫瑰苯胺（PRA）作用，生成玫瑰紫红色的PRA甲基磺酸。根据颜色深浅，比色定量。其化学反应如下：2242223[][]22HgClSOHOHgClSOClH被固定的二氧化硫有较强的抗氧化能力，可以清除臭氧的干扰，络合物再与甲醛反应：223223[]2HgClSOHCHOHHgClHOCHSOH盐酸副玫瑰苯胺（PRA）在有盐酸存在时首先褪色形成PRA无色酸。此溶液最大吸收峰在575nm。(2)SO2浓度测定a.标准曲线的绘制表1二氧化硫标准系列管号01234567标准溶液（mL）0.000.200.601.001.502.002.503.00吸收液（mL）5.004.804.404.003.503.002.502.00SO2含量（µg）0.000.401.202.003.004.005.006.00向各管中加入0.5mL1.2%氨基磺酸铵溶液，摇匀，放置10min（消除NOx的干扰），再加入0.5mL0.2％的甲醛溶液和0.5mL0.02%盐酸副玫瑰苯胺溶液，摇匀。于25℃放置15min，用10mm比色杯，于575nm波长下测定吸光度。以吸光度对二氧化硫含量（ug）绘制标准曲线。b.样品测定将吸收管中的样品（中如有混浊物，则应离心分离除去）溶液移入10mL比色管中，用少量吸收液洗涤吸收管，洗液并入比色管中并稀释至标线。加入0.5mL氨磺酸钠溶液，混匀，放置10min以除去氮氧化物的干扰。以下步骤同标准曲线的绘制。c.结果表示0tSaAAaVbVV式中：——二氧化硫的浓度，mg/m3；A——样品溶液吸光度；0A——试剂空白吸光度；a,b——回归方程式的截距和斜率；tV——样品溶液的总体积，mL；7aV——测定时所取试样的体积，mL;V——标准状态下（25℃，100kPa）的采样体积，L；(3)NOX浓度测定a.标准曲线的绘制表2氮氧化物标准系列管号012345标准工作液(mL)0.000.400.801.201.602.00水(mL)2.