甲醛浓度分布

不同设备测试甲醛浓度差异性比对1.? 引言近年来，随着互联网与物联网的快速发展与人们对空气健康的重视，谈甲醛色变，谈装修胆寒，甲醛被视为致癌致畸类空气污染物之一，甲醛在室内达到一定浓度时，人就有不适感。室内空气环境甲醛检测的需求与日俱增，市场甲醛快速检测仪仪以电化学法为主，而电化学检测仪中甲醛传感器的寿命及稳定性会导致检测结果的准确度。现以一款甲醛检测仪，红外光声谱以及国家公共场所标准GB/T18204.2.7.2-2014酚试剂分光光度法三种方式进行甲醛浓度比对。2.? 实验部分2.1人对甲醛浓度的感知甲醛浓度在0.06-0.07mg/m3时，儿童就能先感觉到，并有气喘，原因甲醛比重比空气大。甲醛浓度在0.1mg/m3时，就有异味和不适感。甲醛浓度在0.5mg/m3时，可刺激眼睛，引起流泪。甲醛浓度在1.0mg/m3时，会引起眼红，胸闷，皮炎，恶心呕吐。甲醛浓度在30mg/m3时，会立即致人死亡。2.2设备2.2.1空气采样器（量程范围0-1.0L/min)，紫外分光光度计[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/08/202108011243215575_2473_2256877_3.jpg[/img]2.2.2 红外光声谱检测量程范围（0-50ppm）， [img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/08/202108011243221532_818_2256877_3.jpg[/img]2.2.3 英国PPM HTV-M甲醛快速检测仪量程范围（0-10ppm）检测分辨率是0.01ppm，准确性[font=宋体]≤2%。[/font] [img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/08/202108011243224755_8585_2256877_3.jpg[/img]2.3原理2.3.1酚试剂分光光度法原理甲醛与酚试剂反应生成嗪，嗪在酸性溶液中被高铁离子氧化成蓝绿色化合物。利用紫外-可 见分光光度计测定其在 630nm 波长处的吸光度。2.3.2红外光声谱原理根据红外光声谱的探测方法，能测量几乎所有对红外线有吸收的气体。2.3.3甲醛检测仪原理[color=black]有毒有害气体有电化学活性，可以被电化学氧化或者还原。利用这些反应，可以分辨气体成份、检测气体浓度。[/color]2.4本实验采用酚试剂分光光度法，红外光声谱直读，电化学甲醛检测仪三种方式在30m3标准环境测试舱中进行，选用多聚甲醛粉末作为发生源，通过加热挥发搅拌10min使其充分均匀分布在环境测试舱内；随后用这三种方式测试其浓度。按不同浓度称取不同质量的多聚甲醛粉末。各不同质量的多聚甲醛粉末测试方案如下：（0.0038g，0.0184g，0.0371g, 0.0741g）1? 投放多聚甲醛粉末量在0.0038g时，得到数据如下：2? 投放多聚甲醛粉末量在0.0184g时，得到数据如下：3? 投放多聚甲醛粉末量在0.0371g时，得到数据如下：4? 投放多聚甲醛粉末量在0.0741g时，得到数据如下：3.? 结果与讨论3.1从下面数据图中可以看出酚试剂分光光度法和甲醛检测仪的数据点比较接近。红外光声谱在低浓度0.1mg/m3左右时数据波动比较大，低浓度时不适用红外光声谱监测，需要对红外光声谱低浓度信号进一步优化验证。[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/08/202108011243226483_6094_2256877_3.png[/img][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/08/202108011243227128_5738_2256877_3.[/img]3.2下表数据显示酚试剂化学法结果均落在红外光声谱与甲醛检测仪结果之间，且酚试剂化学法与甲醛检测仪结果相对稳定，上下浮动较小。红外光声谱数据依然不稳定，上下浮动大。[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/08/202108011243227801_1661_2256877_3.png[/img]3.3下表浓度在1.0mg/m3左右时，酚试剂化学法与甲醛检测仪结果相对稳定，结果也比较接近。红外光谱结果则偏高，大于二者检测方式结果。[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/08/202108011243228358_1570_2256877_3.png[/img][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/08/202108011243229354_4925_2256877_3.[/img]3.4下表时浓度在2.0mg/m3左右时，酚试剂化学法与甲醛检测仪测得的结果相近，且稳定；而红外光谱直读测得结果明显偏离前二者方式测得结果。[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/08/202108011243229783_6130_2256877_3.png[/img][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/08/202108011243230350_5750_2256877_3.[/img]4.? 结论从以上数据分析甲醛浓度在0.1-2.0mg/m3范围内，酚试剂化学法与此款甲醛快速检测仪监测浓度差异变化不大；而红外光谱直读测试数据浮动大，不稳定，不适用于低浓度监测。红外光谱作为日常生活中甲醛浓度监测或检测能力还有待进一步优化验证。

文章内容转自赛先生的子晶作品，冬天已经到来，希望对大家对大气检测工作能够有所帮助！10月份，《科学报告》刊载了南京大学章炎麟和曹芳的研究成果《中国城市的PM2.5》。这项系统性研究首次对中国190个城市进行了长达一年的PM2.5浓度监测。研究结果表明，被监测的190个城市中，仅25个城市达到了国家环境空气质量标准。中国城市加权人均PM2.5是61μg/m3，是全球均值的3倍。从空间分布来看，中国北方城市的PM2.5浓度普遍高于南方。从时间分布来看，PM2.5浓度冬天最高，夏天最低。每天晚上最高，下午最低。亚洲发展银行的一份报告称，全中国500个大城市中，只有不到1%的城市的空气质量达标(即，年均10μg/m3和日均25μg/m3)。世界卫生组织已将中国的一些城市列为全世界空气污染最严重的城市。此前虽已开展过针对部分发达城市如北京、上海、重庆等地的PM2.5研究，但并未建立起大规模的全国监测网络。大规模实时监测对于研究中国城市PM2.5的空间和时间(如季节和昼夜)分布是非常必要的。从2013年底开始，近950个监测站在中国的190个城市投入使用，建立起大规模的全国监测网络，向公众实时发布空气质量结果。按照新的国家环境空气质量标准(II级)，受监测的190个城市中有165个城市不达标，占总数的87%。PM2.5的空间分布http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/11/201511051024_572323_2961690_3.jpg图1：(a)2014/2015年190个城市平均PM2.5浓度(b)春季(c)夏季(d)秋季(e)冬季从空间分布来看，PM2.5浓度普遍较高的城市都位于中国北方和内陆地区，而南方和沿海地区的PM2.5浓度相对较低。京津冀地区PM2.5的年平均浓度最高。这里是重工业最密集也是烧煤最多的地区。全国雾霾最严重的的10个城市中有一半都位于京津冀地区，分别为保定、邢台、石家庄、邯郸和衡水。京津冀地区的气候特征也是污染加剧的原因之一。弱风静稳天气和较低的大气边界层利于气溶胶的聚积和形成。海南省PM2.5的浓度最低，这是得益于较低的人为排放量以及当地有利大气扩散的气候条件。由于煤炭产业较少且大气扩散性较好，珠江三角洲的PM2.5浓度普遍低于其他两个大城市群，即京津冀和长江三角洲地区。PM2.5的季节分布http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/11/201511051025_572324_2961690_3.jpg图2：(a)2014/2015年190个城市平均PM2.5/PM10比值(b)春季(c)夏季(d)秋季(e)冬季PM2.5浓度的季节性变化非常明显。通常来说，冬季PM2.5浓度最高，夏季PM2.5浓度最低。冬季PM2.5浓度高的原因主要在于燃煤供暖、生物质燃烧和不利于空气扩散的气候。其次，有机或无机的悬浮颗粒也会产生大量的空气污染物。然而，在中国西北部和中西部的地区，污染最严重的季节是春季而非冬季，这期间灰尘颗粒在这片类沙漠地区急剧增多。中国西部污染最严重的城市之一的库尔勒，春季的PM2.5 / PM10比值比其他城市都要低的多(平均0.56±0.10)。 其他西北部和中西部城市也出现了类似现象。粗颗粒污染物主要来源于本地灰尘和就近区域灰尘。事实上，春天也是这些地区沙尘暴最频繁的时候。夏季PM2.5的浓度明显降低，这与人为排放和以供暖为目的的生物质燃烧减少有关。此外，悬浮颗粒的大规模湿沉积以及海洋季候风带来的洁净空气都对空气污染有着很强的稀释作用。有趣的是，中国东部秋季的PM2.5浓度较高，这可能因为丰收季生物质燃烧较为频繁，比如，中国农村传统的秸秆露天焚烧。来自美国宇航局的卫星图片显示，10月份，中国东北部和南部的生物质燃烧十分频繁。一份报告指出，珠江三角洲最大的城市广州，有高达19%的PM2.5来源于农业生物质燃烧。珠三角和东北地区的秋季PM2.5值比春季高。190个受监测城市中，有9个城市秋季的PM2.5值甚至比冬天还高。生物质燃烧对空气污染的影响之前显然被低估了。PM2.5的昼夜分布北京秋冬季的PM2.5浓度不仅明显比春夏季高，而且日昼夜变化幅度也明显比春夏季的大。夜间PM2.5峰值比下午要高出2倍。PM2.5浓度最低的时候是下午。这个时段内大气边界层升高，风速也增加。但从下午4点开始，PM2.5的浓度开始上升，大气边界层的高度不断降低，车辆排放以及二氧化氮的排放明显增加。此外，只允许夜间行驶的柴油货车也是加重空气污染的原因之一。重型车辆的污染物排放量是轻型车辆的6倍。上海PM2.5浓度昼夜分布是非常独特的。冬天，上海全天PM2.5浓度都比其他季节高。这可以归因于人为排放的增多。此外，中国北方重度污染的空气随着东亚冬季季风被送到了长三角地区，因此影响到了该区域的空气质量。全天主要有两个PM2.5浓度的中等峰值：一个是在上午7点到10点间，另一个在夜间7点到10点间。而在夜间到清晨这段时间内，空气污染值达到最低。广州PM2.5浓度昼夜波动较大的是秋季和冬季，其特点是下午最低、夜间最高。PM2.5浓度从下午开始上升。在春季和夏季，PM2.5的中等峰值通常出现在午后。这一现象(即高峰提前)可能是由太阳照射所致。更长和更强的光照增加了臭氧浓度和环境温度，导致悬浮微粒的光化学形成也相应增加。春季和夏季，生物有机挥发物也可能会增加PM2.5水平，因为广州属于亚热带气候，年平均气温达到25°C 并且有较高的常绿植物覆盖率。广州所有季节的夜间(即19～00至午夜)，PM2.5的浓度都保持在较高的水平。需要注意的是，广州PM2.5/CO比值低于北京和上海，这要得益于广州的燃油污染(汽油车辆排放和生物燃料)小于北京或上海的煤炭污染。参考文献http://www.nature.com/articles/srep14884

求解：甲醛标准使用溶液浓度为1ppm，那标准曲线各点的浓度是以5mL体积算还是9.5mL体积计算呢？[img=,690,339]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/06/201906111604155608_4873_2309397_3.png!w690x339.jpg[/img]

弱酸弱碱溶液的型体分布分数及其应用　　弱酸、弱碱及其盐溶液由于存在部分离解（电离或水解）的多级可逆平衡，溶液中弱酸、弱碱的各种成分（型体）都可能存在，在指定条件下（指定PH值），各型体的浓度相对大小如何计算，谁是主体成分，谁是次要成分，浓度比值如何，在化学分析中还是很有实际意义的。　　一、分布分数的定义和计算式 以磷酸溶液为例。 磷酸溶液中存在磷酸的三级平衡和水的离解平衡，磷酸体系存在四个型体，即H3PO4、H2PO4-、HPO42-、PO43-，（n元弱酸、n元弱碱具有n+1个型体）存在三个与磷酸根相关的化学平衡。理论上讲，不作任何近似时，溶液中四种型体都存在，而且，它们都有一定的浓度比，不过像磷酸根、磷酸一氢根都型体，相对浓度（即后述的分布分数）就极其小，而磷酸、磷酸二氢根的相对浓度（分布分数）则相对较大。分析化学中将某型体的平衡浓度与体系的总浓度（本例中，指四种含磷酸根的型体浓度之和）之比称作分布分数。 符号约定（分析浓度、标签浓度C）： http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2010/10/201010272011_254486_1644756_3.gif 磷酸平衡体系中四种分布分数的定义式和计算式如下http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2010/10/201010272012_254487_1644756_3.gif每个分布分数虽然定义为浓度比，但导出的公式表明，分布分数只与氢离子浓度有关，即只是pH值的函数，这表明：任何弱酸弱碱溶液，平衡时，只要pH一定，溶液中各成分（型体）的浓度比是确定的值，而与配制时原浓度的大小没有关系。分布分数的计算式虽然看似复杂，但仍有一定的书写规律，即对于n元弱酸或n元弱碱，1、分母含有n+1个单项式，正好与溶液含n+1个成分（型体）相对应；2、分母为氢离子浓度幂与逐级酸常数的乘积之和，氢离子浓度由n次方依次降幂到0次，而Ka逐渐地连乘至所有常数之积，每次递增一个常数，氢离子浓度减少一次方；3、比较各分布分数的分子可知，将分母中的某一项放到分子上就是某一个型体的分布分数，而且，从n到Ka1Ka2、Ka3，依次对应于n元正酸，离解1个氢、2个氢.....不含氢酸根的酸（碱）型体；4、四个分布分数相加，其值为1. 根据以上的规律，可以直接写出HAc及醋酸盐溶液的两个分布分数为 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2010/10/201010272014_254488_1644756_3.gif 又如，对于碳酸、碳酸氢钠、碳酸钠等其他碳酸体系溶液，具有如下的三个分布分数： http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2010/10/201010272015_254489_1644756_3.gif 需要说明的是：定义式中分母的浓度项并未规定为碳酸（醋酸），你可以表示为实际配制时的物质形式，如醋酸钠，后一例中碳酸钾、碳酸氢钠等，都是可以的。它只表示该体系中各型体的总浓度（即分析浓度）。另外，分布分数的计算式也可以表示成用和Kbi表示的形式，因为计算结果都相同，因此，只需记一种表示式即可。例如，对于氨-铵根体系，两个分布分数可以用氢离子，也可以用氢氧根离子浓度表示，其计算结果是相同的，见下面的恒等式： http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2010/10/201010272017_254490_1644756_3.gif （根据水的离子积关系和Ka与Kb换算关系可以证明上面的恒等式是成立的）二、分布分数的图解方法分布分数随着pH变化而变化，它们是PH值的函数，可以用作图的方法来讨论它们之间的变化规律，下图是磷酸体系的分布分数图，共有四条，每一条对应于一个型体的分布分数曲线： http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2010/10/201010272019_254491_1644756_3.jpg可以看出，1、磷酸根和磷酸的曲线是单向变化的，pH增大，磷酸的分布分数减小（指pH0-4区间），磷酸根的分布分数增大（指PH10.5-14