南京地区大气有机胺污染水平的研究

论文总字数：16959字

目 录

摘要(中文) 1

摘要（英文） 2

1 引言 3

1.1 概况 3

1.2 性质及危害性 3

1.2.1 性质 3

1.2.2 危害性 3

1.3有机胺的源与汇及用途 3

1.3.1 有机胺的源与汇 3

1.3.2 有机胺的用途 4

1.4 有机胺的测定以及分析方法 4

1.4.1 收集 4

1.4.2 提取及萃取 5

1.4.3衍生化 5

1.4.4分析及测定 5

1.4.4.1纳氏试剂分光光度法 5

1.4.4.2气相色谱法和液相色谱法 5

1.4.4.3离子色谱法 6

2 研究期间研究地区总体大气环境概况 6

3.1 南京市建邺区江心洲大气环境概况 6

3.2南京市信息工程大学环科院学科楼 7

3.3南京市高淳环境监测中心 7

3 实验过程 7

3.1 实验仪器和试剂及部分仪器原理 7

3.1.1 采样仪器 7

3.1.2 进样前的制备中所用仪器与试剂 8

3.1.3 分析阶段所用仪器 8

3.2 标准曲线的绘制 9

3.3 季节采样及制备分析 11

3.4 日采样及制备分析 12

4 结果讨论及分析 13

4.1 冬夏季粒径分布曲线绘制 13

4.2 日变化曲线的绘制 17

5 结论 21

6 讨论 21

参考文献 21

致谢 23

南京地区大气有机胺污染水平的研究

朱靖

，China

Abstract：Amines which is a kind of ammonium derivatives have various of properties .It can be used as the important reactant of flue gas desulfurization, alkali production and other industries. Now because of the harmfulness of organic aerosol pollutants reacted by the amines ,more and more researchers pay attention to it. This article includes the properties and sources of the amines.At the same time ,it introduces the determination of gaseous amines and particle amines. According to the current experimental condition,we choose the high performance liquid chromatography (HPLC)in three different areas of Nanjing for sampling and analysis.The following is the result,1) The Particle size range of the organic amine focuses on fine particles;2)The contents of the DMA and the DEA are the most followed by the MA;3)Energy conservation and emission reduction play an important part in reducing the concentration of organic amine,so does the wet deposition;4)Between Pukou and Gaochun ,there is a marked difference in amine concentration levels;5)The concentration of amine in the daytime is more than that in the evening, but the difference is very little.In addition,i will raise my prospect of reducing the amines.

Key words：amine; HPLC; fine particles; concentrations of pollution

1 引 言

1.1概况

随着雾霾的日趋严重，大气气溶胶的危害也越来越受到人们的重视，不仅造成能见度降低而且影响人们的出行安全，另外由于气溶胶的颗粒直径较小，容易进入呼吸系统，极大的提高了呼吸道疾病和心脑血管疾病的发生率，威胁着人们的身体健康。

对于这样的紧迫的形势，更多的环境科研集中在了大气气溶胶上，研究成果颇丰，但对于大气气溶胶的分类中——有机胺类有机大气气溶胶，由于只有极小一部分能够测到真正意义上的量化的数据，另外它们的化学形成过程也相当的复杂，化学性质非常活泼，以当今的气溶胶的研究模式来说，对于它的含量和粒径分布很难精确测定，近几年才成为热门的研究项目。

南京地区作为一个高度发达的二线城市，拥有众多重工业以及庞大的城市人口，大气、水源、土壤污染严重，尤其是大气环境，最近几年频频出现长期雾霾天气，相关研究与治理刻不容缓。在我校（）建成大气超级监测站后，发现南京江北大气中有较高浓度的有机胺含量，这可能是由于江北地区有较多的化工厂的烟气的肆意排放，但更多原因尚未明确，亟需更多的测定与研究，并根据有效的实验分析结果采取有效的措施来减轻有机胺的危害，提高人们的生活质量。

1.2性质及危害性

1.2.1 性质

有机胺，属于衍生物，通常都是氨分子中的H基被置换，在日常研究中共有七大类，分别是肪胺类、醇胺类、酰胺类、脂环胺类、芳香胺类、萘系胺类等^[1]。有机胺的存在形式多样，可气态、可固态、亦可溶解于水中，化学性质活泼，同时气态有机胺是一种碱性气体，因此它可以吸收固定CO₂气体，该过程中的“穿梭”机理极大的促进了吸收速率，它也可以在烟气脱硫中发挥极大的作用，相对于石灰石湿法脱硫法，不会二次污染大气圈^[2]。另外一些易挥发的有机胺可直接吸附在颗粒物上，形成含有有机胺的有机类气溶胶，带来环境危害，需要补充的是有机胺也可被O₃、 NO₃ 和OH 自由基氧化，反应形成二次气溶胶前体物 ，因此对有机胺的研究对于气溶胶来说具有极其重要的作用^[3-4]。

1.2.2 危害性

有机胺的毒性会对人体的健康造成直接或间接的影响，它们的气味非常难闻，会对呼吸器官、裸露的皮肤和眼睛造成很大的刺激，而且当有机胺达到一定的浓度时，会给身体带来不可逆转的危害。例如氨的直接吸入会造成中枢神经系统的受损，有机胺的长期吸入会导致骨髓染色体发生异变^[5]。另外由于有机胺会与一些硝酸盐等酸性物质反应或者它自身的氧化反应而生成亚硝胺等，这样一些物质具有极大的致癌性，造成身体内肿瘤的易发性^[5]。

1.3有机胺的源与汇及用途

1.3.1有机胺的源与汇

有机胺属于有机类气溶胶，所以同大气气溶胶一样既有自然源，亦有人为源，根据这一点可将有机胺的来源详细地归为三类，其一是森林、草原大火，食物的烹饪，腐败的动物、植物残骸，露天的垃圾填埋，尤其是动物的粪便、人类的生活污水的肆意排放，由于厌氧细菌对腐殖质的去羧基作用这会直接导致有机胺的排放，不仅形成了气溶胶，也会有难闻的气味^[6]。其二是交通工具所使用的汽油 、钢铁冶炼及电厂发电所使用的燃煤的燃烧，排放出的气态有机胺。其三是海洋，作为占据了地球大半面积的海洋，由于海浪飞沫以及浮游植物的作用，排放出来的主要是硫酸盐和亚硫酸盐颗粒，但也会有DMA和DEA粒子的排放，并且这两种细粒子也可以与H₂SO₄反应生成新的二次有机气溶胶。同时可以根据反应机理，将有机胺的来源可以分为两类，一类是直接以颗粒态形式排放到空气中，一类是气粒转化生成的新的有机胺类气溶胶。

有机胺的汇类似于气溶胶，依据它的化学性质主要是通过云下和云内清除以及光化学氧化反应掉，比较云下和云内清除这样的湿沉降而言,对有机胺的清除主要是前者，即降雨过程时雨滴对气态有机胺进行捕捉，溶解于雨滴中降落到地面上；光化学氧化中大部分是通过O₃和OH自由基两种物质与之氧化从而有效地去除有机胺，但通过研究发现，OH自由基是主要的参与物质，O₃的氧化速度较为缓慢因而予之忽略^[1]。

1.3.2 有机胺的用途

因有机胺的多样的性质，它的用途也比较广。例如利用它的碱性，可以用来吸收CO₂和SO₂，根据该类性质拓展开来就可以利用有机胺进行烟气脱硫，有效地去除CO₂以达到减轻温室效应的目的。一些低分子量的有机胺通常作为化工生产中的添加剂或者原料，例如依据胺类在颜料表面的极强的粘附力，使得一些有机胺盐类常被加入颜料中以减少两个界面的张力，使得涂料更容易粘附在墙体上^[7]；也可以利用有机胺的毒性加入到杀虫剂中，提高杀虫效果；利用到有机胺的ZH101WT中和剂具有较优的中和能力和P H控制效果^[8]；在炼油塔顶中使用到的中和胺缓蚀剂，能够起到提高石油炼制效率以及抗腐蚀的作用。

1.4 有机胺的测定以及分析方法

由于空气中的有机胺含量较低且性质活泼，多结合其它物质而构成复杂，所以我们要经过富集采样和预处理等众多程序来处理空气中的有机胺，这其中还包括由它而产生的的有机颗粒物。一般是将样品先后通过膜、富集撞击和提取分离等，当前的处理大致通过有机溶剂萃取、紫外分光光度法、离子色谱法、衍生化法等进程^[9] 。随着技术的不断改进，现在的萃取提取技术主要采用固相萃取、固相微萃取、微波萃取等^[10]。在有机胺收集处理完毕后，我们需要对它进行具体的测定，一般通过液相色谱法、气相色谱法、离子色谱法、顶空气相色谱法、高效气相液相色谱法等技术^[11]。下面我们就这些步骤作具体的论述：

1.4.1收集

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