1、四川農業大學本科畢業論文（設計）開題報告畢業論文（設計）題目比較不同室內活動的SO2和NOX排放 香燃燒、電腦輻射、打印選題類型應用基礎型課題來源自選項目學 院理學院專 業應用化學指導教師李云春職 稱副教授姓 名年 級2011級學 號開題報告（立題依據、研究的主要內容及預期目標、研究方案、論文進度安排、主要參考文獻）1立題依據 隨著中國人口的不斷增加、國民經濟的持續穩定增長和人民物質文化生活水平的不斷提高，未來30年中國氮氧化物排放量將呈現穩步增長的趨勢。如果不采取進一步的控制措施，我國能源消費導致的氮氧化物排放總量將超過美國成為世界第一大氮氧化物排放國，從而給公眾健康和生態環境帶來災難性的后

2、果。氮氧化物對呼吸道和呼吸器官有刺激作用，是導致支氣管哮喘等呼吸道疾病不斷增加的原因之一。大氣中的氮氧化物能與碳氫化物發生光化學反應，產生光化學煙霧。氮氧化物也能轉化成硝酸和硝酸鹽，通過降水對水和土壤環境等造成危害。當多種污染物，如氮氧化物、二氧化硫、懸浮顆粒物共存時，對人體的身體健康危害不僅比其中某一種污染物嚴重很多，而且大于各污染物的影響之和，即產生協同作用。此外，氮氧化物還參與臭氧的破壞。二氧化硫是具有強烈辛辣刺激氣味的無色氣體。二氧化硫對室內環境的污染與家庭炊事模式、通風情況、室內結構和燃料重量有關，我國農村多數農民以燒煤餅、煤球及蜂窩煤為主。由于爐灶結構不合理，導致煤不能完全燃燒，排

3、放出大量的污染物，其中以二氧化硫為主，吸煙也會產生二氧化硫。二氧化硫還能刺激眼結膜和鼻咽部粘膜，降低肺功能。當人體吸入濃度較高的二氧化硫時，會發生急性支氣管、哮喘、發紺和意識障礙等癥狀，有時會引起喉頭痙攣而窒息。二氧化硫在空氣中遇水會形成酸雨，嚴重危害人體健康和環境安全。吸煙是導致肺癌的首要危險因素，也是導致慢性阻塞性肺病的主要原因，更是多種癌癥、心腦血管疾病等的重要誘因，被動吸煙的危害更為嚴重，會導致肺部疾病,心血管疾病。吸煙還會導致骨質疏松，更年期提早來臨吸煙對智力的危害,也會使人的注意力受到影響。 電腦輻射污染會影響人體的循環系統、免疫、生殖和代謝功能，嚴重的還會誘發癌癥、并會加速人體的

4、癌細胞增殖，會影響人們的生殖系統主要表現為男子精子質量降低，孕婦發生自然流產和胎兒畸形等。影響人們的心血管系統表現為心悸、失眠，部分女性經期紊亂、心動過緩、心搏血量減少、竇性心率不齊、白細胞減少、免疫功能下降等。對人們的視覺系統有不良影響由于眼睛屬于人體對電磁輻射的敏感器官，過高的電磁輻射污染還會對視覺系統造成影響。主要表現為視力下降，引起白內障等。因此，人們最好不要長時間坐在電腦面前。激光打印機在工作時釋放出的細微顆粒被人體吸入時可以有效滲入肺部，輕者引發各種呼吸類炎癥，重者可以誘發心血管疾病甚至癌癥。在一個封閉式的辦公空間內，空氣中的微粒程度在打印機工作時比不工作時要高5倍。另外，打印機在

5、剛換了新墨盒，以及打印圖表或圖像這樣大量耗費墨粉的文件時，更容易散發出粉塵和微粒。此外，據英國過敏癥基金會的研究人曾經發布的一份研究報告指出，激光打印機采用激光頭掃描硒鼓的方式在硒鼓上產生高壓靜電，用以吸附墨粉，這樣硒鼓表面的高壓電荷會電離空氣中的氧氣生成臭氧，而臭氧是對人體健康有害的。過量的臭氧會對呼吸道進行刺激，甚至會造成咽喉腫痛、頭暈頭痛，引發支氣管炎和神經中毒等病癥。激光打印機在工作時，會釋放一些碳粉顆粒，這些顆粒都是極其細小的墨粉微粒，這對人體呼吸道有著很大的危害，他們可以輕松地進入人體肺部，從而給我們帶來嚴重的健康的危害。當人體過量吸入這些粉塵后，這些微粒會刺激呼吸道，引發鼻炎、咽

6、炎、支氣管炎等上呼吸道癥狀。同時，生產的粉塵還可刺激皮膚，引起皮膚干燥、毛囊炎等皮膚病。而粉塵危害最嚴重的是可引發直矽肺。打印的同時還會產生一些有害氣體，會使空氣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僅可以直接危害人類的環境和健康，還可以在大氣中經過光化學反應生成PM2.5當量直徑小于2.5m的顆粒物，也稱為入肺顆粒物，間接對人類產生更嚴重的危害。因此，對它們的研究是有巨大意義的。本實驗通過室內模擬不同的香火、香煙燃燒、電腦輻射和打印排放的SO2和NOX，旨在探討比較它們含量變化特征，評估它們對人體和環境的傷害程度。2研究的主要內容及預期目標主要內容：在室內模擬寺廟中燃燒的香以

7、及生活中蚊香、熏香、以及吸煙（先假定以相同的質量來進行實驗）燃燒后產生的NOX和SO2并測定其含量。通過其含量的測定，來大致估算這些物質的危害。本實驗還大致研究電腦輻射以及打印對室內NOX和SO2濃度的影響。所有實驗均平行測定3次，取其平均值。預期目標：采集的氣體能通過吸收液很好地吸收，能夠準確的測量相同質量的不同香火及香煙燃燒排放的SO2和NOX含量，根據測量結果，比較得出對人體傷害和環境污染程度最大的香火及香煙。能夠很好測出在有10臺臺式電腦的機房在關機的情況以及在開機沒有人的情況下室內NOX和SO2的變化情況，通過兩者的對比能得出電腦輻射對于NOX和SO2含量的大致影響。3. 研究方案3

8、.1 實驗儀器KC-6120型大氣綜合采樣器(青島嶗山電子有限公司); 分光光度計；吸收瓶；氧化瓶；多孔玻板吸收管；恒溫水浴器；具塞比色管；滴定管。 3.2 實驗試劑 冰乙酸，鹽酸羥胺溶液( =0.20.5 g/L)，硫酸溶液(c=2 mol/L)，酸性高錳酸鉀溶液(=25 g/L)，N-（1-萘基）乙二胺鹽酸鹽貯備液(=1.00 g/L)，0.2%甲醛溶液，0.5%淀粉溶液。 0.02%鹽酸副玫瑰苯胺溶液：稱取0.2g鹽酸副玫瑰苯胺放在研缽中，加少量水研磨使之溶解，然后加60mL鹽酸，并用水稀釋至1000mL。溶液呈淡黃色，需放置3天后使用,密塞保存。 0.1000mol/L碘酸鉀標準溶液：

9、準確稱取105干燥2h的碘酸鉀3.5668g，溶于水，移入1000mL容量瓶中，加水稀釋至刻度，搖勻。 0.1mol/L碘溶液：稱取40g碘化鉀溶于25mL水中，加入12.70g碘，待碘完全溶解后，用水稀釋至1000mL，移入棕色瓶中，暗處保存。 0.1000mol/L硫代硫酸鈉標準溶液：稱取25g硫代硫酸鈉（Na2S2O3·5H2O）溶于新煮沸冷卻后的水中，加入0.2g無水碳酸鈉，稀釋至1000mL，貯于棕色瓶中，如混濁應過濾。放置一周后用下述方法標定濃度標定方法：精確量取25mL 0.1mol/L碘酸鉀標準溶液于250mL碘量瓶中，加入75mL新煮沸后冷卻的水，加3g碘化鉀，10

10、mL冰醋酸，搖勻后，暗處放置3分鐘。用硫代硫酸鈉標準溶液滴定至淡黃色，加1mL 0.5%淀粉液，呈藍色，再繼續滴定至藍色剛剛褪去即為終點。記錄所用硫代硫酸鈉溶液用量的體積V（mL）。硫代硫酸鈉溶液濃度可用下式計算： 硫代硫酸鈉溶液的濃度（mol/L）=0.10000×25.00/V二氧化硫標準溶液：稱取0.10.2g亞硫酸氫鈉溶液于100mL吸收液中，放置過夜，用濾紙過濾。按下述碘量法標定溶液中二氧化硫的濃度。使用時，用吸收液稀釋成2ug/mL的二氧化硫標準應用液，冰箱中保存。濃溶液可放一周，稀溶液放兩天。 標定方法：精確量取10mL亞硫酸鈉溶液于250mL碘量瓶中，加新煮

11、沸冷卻的水90mL，再加入20mL 0.1mol/L碘溶液和5mL冰酸醋，混勻，用上述硫代硫酸鈉標準溶液滴定至淡黃色（產生的紅色碘化汞沉淀，要一邊滴定，一邊強烈震搖，使之完全溶解），加1mL 0.5%淀粉溶液，呈藍色，再繼續滴定至藍色剛剛褪去即為終點。記錄硫代硫酸鈉溶液用量的體積V1（mL）；同時取10mL吸收液做空白滴定，其余操作步驟完全相同，記錄空白滴定所用硫代硫酸鈉溶液的體積V2（mL）。已知硫代硫酸鈉溶液的摩爾濃度（mol/L），則二氧化硫溶液濃度可用下式計算： 二氧化硫溶液濃度（mg/mL）=(V2-V1) ×C/10.00×32.03式中：32.03為二氧化硫的

12、摩爾質量；C硫代硫酸鈉的摩爾濃度（mol/L）四氯汞鈉（TCM）吸收液：稱取10.9g二氯化汞和4.7g氯化鈉溶于水，并稀釋至1000mL。放置過夜，過濾后使用。吸收液適宜pH為4.0，若pH3.0或pH5.0，則應廢棄。吸收液可穩定6個月。若發現有沉淀，不可再用。 NOX顯色液的配制：稱取5.0 g對氨基苯磺酸NH2C6H4SO3H溶解于約200 mL 4050熱水中，將溶液冷卻至室溫，全部移入1 000 mL容量瓶中，加入50 mL N-（1-萘基）乙二胺鹽酸鹽貯備溶液和50 mL冰乙酸，用水稀釋至刻度，顯色液現配現用。 NOX吸收液的配制：使用時將顯色液和水按41（體積分數）比例混合，即

13、為吸收液。吸收液的吸光度應小于等于0.005，吸收液現配現用。無亞硝酸根的蒸餾水、去離子水或相當純度的水；對氨基苯磺酸 N-（1-萘基）乙二胺鹽酸鹽；鹽酸溶液；乙二胺四乙酸二鈉鹽（EDTA-2Na）溶液；磷酸溶液；氫氧化鈉溶液；納氏試劑；稀硫酸溶液。所有試劑均為分析純試劑3.3 實驗方法本次試驗的大體框架如下：打印輻射吸煙香燃燒采樣：收集氣體（空白）空氣中二氧化硫的測定空氣中氮氧化物的測定玫瑰紫紅色的PRA甲基磺酸偶氮化合物波長575 nm處，比色定量波長540 nm處，比色定量3.3.1 采樣 用KC-6120空氣采樣器于雅安市雨城區四川農業大學新區宿舍采樣，分別對室內活動香燃燒、吸煙、輻射

14、、打印進行采樣，每個活動采樣3次（采樣間隔3天），每次采樣前先采集一個空白對照樣，持續采樣2小時。3.3.2 空氣中氮氧化物的測定 大氣中的NOX經氧化管以后，生成亞硝酸和硝酸，在與吸收液中的對氨基苯磺酸起重氮反應，最后與鹽酸萘乙二胺偶合，生成玫瑰紅色的偶氮化合物。空氣中的一氧化氮不與吸收液反應，通過氧化管時被酸性高錳酸鉀溶液氧化為二氧化氮，再被吸收液吸收并反應生成偶氮化合物。生成的偶氮化合物在處的吸光度與二氧化氮的含量成正比，結果以NO2含量計。3.3.3 空氣中二氧化硫的測定 空氣中的二氧化硫被TCM吸收液吸收后，生成穩定的二氯亞硫酸鹽絡合物，該絡合物在鹽酸介質中，與甲醛及鹽酸副玫瑰苯胺（

15、PRA）作用，生成玫瑰紫紅色的PRA甲基磺酸。根據顏色深淺，比色定量。其化學反應如下： 被固定的二氧化硫有較強的抗氧化能力，可以清除臭氧的干擾，絡合物再與甲醛反應： 鹽酸副玫瑰苯胺（PRA）在有鹽酸存在時首先褪色形成PRA無色酸。此溶液最大吸收峰在575nm。(2) SO2濃度測定a.標準曲線的繪制表1 二氧化硫標準系列管號01234567標準溶液（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

16、加入0.5mL 1.2%氨基磺酸銨溶液，搖勻，放置10min（消除NOx的干擾），再加入0.5mL 0.2的甲醛溶液和0.5mL 0.02%鹽酸副玫瑰苯胺溶液，搖勻。于25放置15min，用10mm比色杯，于575nm波長下測定吸光度。以吸光度對二氧化硫含量（ug）繪制標準曲線。b.樣品測定 將吸收管中的樣品（中如有混濁物，則應離心分離除去）溶液移入10mL比色管中，用少量吸收液洗滌吸收管，洗液并入比色管中并稀釋至標線。加入0.5mL氨磺酸鈉溶液，混勻，放置10min以除去氮氧化物的干擾。以下步驟同標準曲線的繪制。c. 結果表示式中：二氧化硫的濃度，mg/m3；樣品溶液吸光度；試劑空白吸光度；

17、,回歸方程式的截距和斜率；樣品溶液的總體積，mL；測定時所取試樣的體積，mL;標準狀態下（25，100kPa）的采樣體積，L；(3) NOX濃度測定a. 標準曲線的繪制 表2 氮氧化物標準系列管號012345標準工作液(mL)0.000.400.801.201.602.00水(mL)2.001.601.200.800.400.00顯色液8.008.008.008.008.008.00NO2-質量濃度(µg/mL)0.000.100.200.300.400.50各管混合均勻，于暗處放置20 min（室溫低于20時放置40 min以上），用10 mm比色皿，在波長540 nm處，以水為參

18、比測量吸光度，扣除0號管的吸光度以后，對應亞硝酸的質量濃度（g/mL），計算標準曲線的回歸方程。b. 空白試驗：取實驗室內未經采樣的空白吸收液，用10 mm比色皿，在波長540 nm處，以水為參比測定吸光度。實驗室空白吸光度A0在顯色規定條件下波動范圍不超過±15%。c. 樣品測定 采樣后放置20 min（室溫20以下時放置40 min以上），用水將采樣瓶中吸收液的體積補充至標線，混勻。用10 mm比色皿，在波長540 nm處，以水為參比測量吸光度。d. 結果表示 式中：氮氧化物的濃度，mg/m3；樣品溶液吸光度；試劑空白吸光度；樣品溶液的總體積，mL；測定時所取試樣的體積，mL;,

19、回歸方程式的截距和斜率；標準狀態下（25，100kPa）的采樣體積，L； NO2轉化為NO2-的系數。4論文進度安排第一階段：2014年1月-2013年3月，確定論文題目，查詢參考文獻為撰寫開題報告做準備。第二階段：2014年3月-2014年4月，撰寫開題報告和實驗方案并準備開題報告。第三階段：2014年5月-2014年6月，收集采樣，并分析。第四階段：2014年7月-2014年8月，對實驗數據分析，得出結論。第五階段：2014年10月，對本實驗進行分析、整理、撰寫論文。參考文獻1 吳國平, 胡偉.我國四城市空氣中PM2.5和PM10的污染水平J.中國環境科學, 1999, 19(2)：133

20、-137.2 魏光平, 張華, 劉健等.甲醛法測定環境空氣中二氧化硫影響因素的探討J.萊鋼科技，2010, 34(5): 75-76.3 宋獻平.鹽酸萘乙二胺分光光度法測定大氣中氮氧化物影響因素分析J.中國高新技術企業，2008, 15(23): 63-64.4 尤鐵學.碘量法標定二氧化硫和甲醛標準貯備液的改進J.化學試劑，2008, 30(6): 447-447.5 徐偉.鹽酸萘乙二胺法測定大氣中氮氧化物影響因素分析J.河南科學，2009, 27(5): 543-545.6 楊小元.鹽酸萘乙二胺分光光度法測定大氣中氮氧化物若干問題的探討J.北方環境, 2011, 23(9): 212.7 陳篤慧. SO2和NOX對大氣的污染及其凈化處理J.環境科學進展, 1997, 3: 29-39. 8 胡敏, 唐倩, 彭劍飛等.我國大氣顆粒物來源及特征