清洁空气方案

格致中学课题组——PPT由陈益菁整理311518129李一未杨萧2007年11月清洁空气方案课题组成员蔡稼翔：格致中学高二（1）班学生，曾获上海市白猫杯化学竞赛一等奖，全国化学联赛上海赛区三等奖。刘畅：格致中学高二（1）班学生，曾获上海市白猫杯化学竞赛一等奖，全国化学联赛上海赛区二等奖。张亦文：格致中学高二（1）班学生，曾获上海市白猫杯化学竞赛二等奖，全国化学联赛上海赛区二等奖。陆元诚：格致中学高二（9）班学生，曾获全国化学联赛上海赛区三等奖。序言——随着人类经济活动、工业生产的不断发展，我们排放的污染物越来越多，种类也越来越多。人们对各种污染物的重视、知晓程度不同。对于一种污染物，须丛来源、危害及其性质等多方面来研究，才有可能治理好这种污染。近地面臭氧的污染正逐渐走入人们的视线……臭氧臭氧分子结构图臭氧简介1840年荷兰的科学家舒贝因发现了臭氧，并把它命名为“Ozone”(臭氧)，取自希腊字“Ozein”一词，意为“难闻”。臭氧是一种具有刺激性特殊气味的不稳定气体。在常温下，臭氧为蓝色气体，不过在常温下，蓝色并不明显，除非是相当厚的气体。臭氧略溶于水，标准压力和温度下（STP），其溶解度比氧大13倍（见表1-3），比空气大25倍。熔点：-192.5℃；沸点：-119℃。臭氧简介臭氧的化学性质极不稳定，在空气和水中都会慢慢分解成氧气，其反应式为：2O33O2+285KJ臭氧得氧化能力极强，其氧化还原电位仅次于F2。臭氧有一定毒性和腐蚀性，其浓度超过允许值定会造成危害。近地面臭氧的危害我国环境空气质量标准（GB3095-1996）中规定臭氧的浓度限值（1小时平均）一级标准为0.12mg/m3；二级标准为0.16mg/m3；三级标准为0.20mg/m3。它强烈刺激人的呼吸道，造成咽喉肿痛、胸闷咳嗽、引发支气管炎和肺气肿;臭氧会造成人的神经中毒，头晕头痛、视力下降、记忆力衰退；臭氧会对人体皮肤中的维生素E起到破坏作用，致使人的皮肤起皱、出现黑斑；臭氧还会破坏人体的免疫机能，诱发淋巴细胞染色体病变，加速衰老，致使孕妇生畸形儿。近地面臭氧的循环在阳光作用下，二氧化氮分解为一氧化氮和一个游离态氧原子。游离态氧原子会与氧气分子结合产生臭氧。一氧化氮与臭氧反应，夺取一个氧原子，臭氧变回氧气，一氧化氮变为二氧化氮。可挥发性有机物，将一氧化氮变为二氧化氮，使循环被破坏，臭氧源源不断产生。我们的问卷为了解人们对近地面臭氧污染的认识，我们设计了一份问卷。首先对您能为我们课题的研究献出自己宝贵的时间表示非常非常地感谢，我们的问卷不会涉及您的任何隐私，所以恳请您放心地填写，并尽可能独立、如实地完成问卷。调查问卷1.对于臭氧您最关心的问题是什么?A.臭氧空洞B.近地臭氧浓度C.臭氧消毒杀菌2.您对臭氧最深的印象是什么?A.一种可以阻挡紫外线的气体B.一种会对人体造成损伤的气体C.一种可以消毒杀菌的气体D.不清楚3.臭氧层空洞会造成什么危害？A.光化学污染B.温室效应C.无法阻挡紫外线D.不清楚4.您觉得哪些地点容易产生臭氧？A.绿地B.文印室C.游泳池5.在臭氧近地的循环过程的过程中有重要影响的是：A.水B.二氧化碳C.氮氧化物D.粉尘调查问卷6.以下哪些是近地臭氧对人体的危害?A.造成咽喉肿痛B.造成失明C.引起耳鸣D.不清楚7.以下哪些物品的使用可能产生臭氧?A.钉书机B.打印机C.塑料制品D.脚踏式缝纫机8.可挥发性有机物如油漆,粘合剂是否会增大臭氧的近地浓度?A.是B.否C.不清楚9.您是否担心过自己所处的办公室,居家,教室会臭氧浓度超标?A.是B.否10.您觉得政府是否应该在日常的预报中加入臭氧浓度测定这一项呢?A.应该B.无所谓调查结果89%2%9%对于臭氧你最关心的问题是?A.臭氧空洞B.近地臭氧浓度C.臭氧消毒杀菌调查结果21%64%15%您觉得哪些地点容易产生臭氧？A.绿地B.文印室C.游泳池调查结果7%22%61%10%在臭氧近地的循环过程的过程中有重要影响的是：A.水B.二氧化碳C.氮氧化物D.粉尘调查结果50%15%11%24%以下哪些是近地臭氧对人体的危害?A.造成咽喉肿痛B.造成失明C.引起耳鸣D.不清楚调查结果47%24%29%可挥发性有机物如油漆,粘合剂是否会增大臭氧的近地浓度?A.是B.否C.不清楚调查结果38%62%您是否担心过自己所处的办公室,居家,教室会臭氧浓度超标?A.是B.否问卷总结大多数人缺乏对于臭氧的认识，没有意识到他的危害，对于自然界臭氧循环的过程不熟悉，也不清楚影响臭氧浓度的因素．关于臭氧浓度的问题尚未引起大多数人的重视，缺乏警觉性．实验方法臭氧试纸法靛蓝二磺酸钠分光光度法臭氧试纸法实验步骤：1.将需用试纸剪下，夹在黑纸中，迅速装入两层密封袋，挤出袋内空气，封口，隔热保存。2.到达待测点后，取出试纸，选择阴暗避光处放置试纸。3.记录：时间、地点及所有可能影响臭氧含量的因素。4.一小时后，立即对试纸和比色卡进行对照拍摄。实验记录日期、时间、地点11月24日，14：00-15：00，延中绿地绿化中试纸结果臭氧浓度少于60ppbgood实验记录日期、时间、地点11月24日，14：00-15：00，地铁静安寺站站台试纸结果臭氧浓度在80ppb左右实验记录日期、时间、地点11月24日，14：00-15：00，莱福士广场购物中心内试纸结果臭氧浓度在100ppb左右实验记录日期、时间、地点11月24日，14：00-15：00，格致中学文印室内试纸结果臭氧浓度在120ppb实验记录日期、时间、地点11月24日，14：00-15：00，格致中学实验室（将两筒油漆放置两小时后）试纸结果臭氧浓度在150ppb实验表明在用电器附近，臭氧浓度较高。绿化集中地区，臭氧浓度相对较低。VOC含量较高的地方，臭氧浓度较高。实验结果通过本实验可说明，我们周围影响臭氧浓度的主要因素为：氮氧化物：主要由汽车尾气产生。可挥发性有机物：来自油漆及有机胶水。用电器：给氧气通电，产生臭氧。以上三种因素导致了近地面臭氧浓度的升高。还原性物质：主要表现为绿色植被，促使臭氧分解。方法评价本实验方法具有较高的可操作性，实验简单，适于不同地点臭氧浓度的比较，但精确度不高，无法准确测量某处的臭氧浓度数值。因此，我们选用以此方法作为臭氧浓度定性分析的实验方法。用此实验来说明影响近地面臭氧浓度的因素。靛蓝二磺酸钠分光光度法我们将通过精确的分析化学实验，来确定我们身边臭氧浓度的数值。实验方法的选择实验方法\考虑因素精确性经济性环境友好性丁子香酚－甲醛比色法碘化钾法紫外光度法靛蓝二磺酸钠分光光度法靛蓝简介分子结构分子式C16H8N2Na2O8S2分子量466.35危险品标志XnHarmful危险类别码R22Harmfulifswallowed安全说明S22;S24/25DonotbreathedustAvoidcontactwithskinandeyes安全数据靛蓝二磺酸钠分光光度法实验步骤：第一部分：试剂的配制与标定：1.配制溴酸钾标准溶液用分析天平精确称取溴酸钾1.3918g。经180℃烘两小时后,溶于水,稀释之至500ml2.配制靛蓝二磺酸钠储备液。称取0.25gIDS溶于水，稀释至500ml，存放在棕色试剂瓶内，室温暗处存放24h后标定。标定后的溶液冰箱内可稳定一月。3.配制硫代硫酸钠标准溶液称取26克硫代硫酸钠，并加入0.05克无水碳酸钠，溶于水后，稀释至500ml。靛蓝二磺酸钠分光光度法4.配制淀粉指示剂称取0.2克可溶性淀粉，加少量水，搅拌至糊状，再加100ml水，煮沸至澄清，冷却后待用。临用现配。5.标定硫代硫酸钠溶液称取0.10~0.15克重铬酸钾，放入碘量瓶中，溶于150ml水，加入2克碘化钾，待溶解后，加入5ml浓盐酸，立即加塞摇匀并液封，置于暗处等待5分钟，再用所配的硫代硫酸钠溶液滴定，滴至草绿色后加5ml淀粉指示剂，再滴定至翠绿色。连续3次误差低于0.17％硫代硫酸钠溶液标定靛蓝二磺酸钠分光光度法123重铬酸钾M1/g28.142927.523327.3992重铬酸钾M2/g28.014827.396527.2542ΔM/g0.12810.12580.1450硫代硫酸钠V2/ml25.4224.6128.79硫代硫酸钠V1/ml0.490.110.50ΔV/ml24.9324.5028.28C/mol/L0.10480.10470.1046C平均值mol/L0．1047平均相对误差0.64‰6.配制稀硫酸溶液量取5ml浓硫酸，用玻璃棒导入30ml水中并不断搅拌。7.配制溴酸钾溴化钾标准溶液准确吸取10ml溴酸钾标准溶液，加入1.0克溴化钾，溶解后转移至100ml容量瓶中，加水稀释至刻线。8.配制磷酸盐缓冲液称取6.8克磷酸二氢钾和7.1g无水磷酸氢二钠，溶于水，稀释至1L。靛蓝二磺酸钠分光光度法9.标定靛蓝二磺酸钠储备液准确吸取20mlIDS储备液于250ml碘量瓶中，加入20ml溴酸钾—溴化钾标准溶液，再加入50ml水，盖好瓶塞，于19℃水浴中加热，待溶液温度与水浴温度相同后，加入5ml稀硫酸，盖好瓶塞，开始计时，称取1.0克碘化钾，30分钟后加入，并立即加塞摇匀，在暗处放置5分钟后用已标定的硫代硫酸钠溶液滴定，至红棕色恰好褪去至淡黄色时，加入5ml淀粉指示剂，继续滴定至蓝色褪去呈亮黄色。两次平行滴定所用硫代硫酸钠溶液体积之差不超过0.1ml。靛蓝二磺酸钠分光光度法靛蓝二磺酸钠标定靛蓝二磺酸钠分光光度法单位：ml1234硫代硫酸钠V21.441.631.341.48硫代硫酸钠V10.160.540.150.32ΔV1.281.090.191.16V平均值1．18C45.872410.配制IDS标准使用液将标定后的IDS储备液用磷酸盐缓冲液稀释至每毫升相当于1.0微克的臭氧,置冰箱可保存二周。11.配制IDS吸收液量取25ml标定后的IDS储备液，用磷酸盐缓冲至1L，存放于棕色试剂瓶中。冰箱内贮放可使用一月。靛蓝二磺酸钠分光光度法第二部分：采样与分析1.标准曲线的绘制按下表配制溶液靛蓝二磺酸钠分光光度法管号123456IDS标准溶液体积ml10.08.06.04.02.00磷酸盐缓冲液体积ml02.04.06.08.010.0臭氧含量μg/ml00.20.40.60.81.0靛蓝二磺酸钠分光光度法IDS标准曲线y=-294.71x+294.19-5005010015020025030035000.20.40.60.811.2臭氧含量吸光度绘出曲线，线性回归：靛蓝二磺酸钠分光光度法2.采样用排水法测得充满空气的密封氧气袋的体积约为32.5L。在密封氧气袋后连接双连打气球，至采样点采样。充满空气后关紧氧气袋活塞.把细橡胶管一头紧套在多孔气体吸收器，另一头与氧气袋相连,阴暗处保存.。配制40%的吸收液做比色液:用10ml量筒量取4ml吸收液,再慢慢滴入蒸馏水直至10ml,倒入烧杯中混匀后,用表面皿盖住.，倒入烧杯中，并用表面皿盖住。用25ml酸式滴定管准确滴取9ml吸收液于100ml量筒中，作为反应液。把多孔气体吸收管放入50ml量筒中，使吸收液完全浸没多孔气体吸收器。打开氧气袋的活塞，使通入的气体速率一定。通入气体的过程中不断与40%的吸收液比色。直到反应液与40%的吸收液颜色接近时立即关闭氧气袋活塞。用分光光度仪测定并记录反应液的吸光度A1。然后用排水法测量氧气袋中剩余空气的体积V1。计算臭氧含量靛蓝二磺酸钠分光光度法实验结果采样点1，格致中学文印室：0.30mg/m3采样点2，延中绿地：0.14mg/m3采样点3，教室：0.18mg/m3采样点4，经硫代硫酸钠拖过的教室:0.09mg/m3误差分析实验误差分析：标定靛蓝时所用硫代硫酸钠体积较小，所以误差相对较大。在空气的采样及吸收过程中，如测量氧气袋的体积,由于实验条件，器材等因素，我们所用的方法会产生一定的误差。清洁空气方案由于日照的因素不是我们所能够控制的自然条件,对于氮氧化物的治理以高中的实验室也难以完成实验,对于VOC也没有很好的吸收方法.故我们觉得目前的情况比较难以从影