【環(huán)境課件】第三章 空氣和廢氣監(jiān)測

第三章空氣和廢氣監(jiān)測Chapter3空氣和廢氣監(jiān)測1

空氣和廢氣2第一節(jié)空氣污染根本知識第二節(jié)空氣污染監(jiān)測方案的制訂第三節(jié)空氣樣品的采集方法和采樣儀器第四節(jié)氣態(tài)和蒸氣態(tài)污染物質(zhì)的測定第五節(jié)顆粒物的測定第六節(jié)降水監(jiān)測第七節(jié)污染源監(jiān)測第八節(jié)標(biāo)準(zhǔn)氣體的配制3第一節(jié)空氣污染根本知識大氣：包圍在地球周圍的氣體，其厚度達(dá)1000-1400km?？諝猓簩θ祟惣吧锷嫫鹬匾饔玫氖墙孛婕s10km內(nèi)的氣體層〔對流層〕，占大氣總質(zhì)量的95%左右?？諝馕廴?atmospherepollution)：空氣中有害物質(zhì)濃度超過環(huán)境所能允許的極限并持續(xù)一定時間后，會改變大氣特別是空氣的正常組成，破壞自然的物理、化學(xué)和生態(tài)平衡體系，從而危害人們的生活、工作和健康，損害自然資源及財產(chǎn)、器物等，這種情況稱為空氣污染。4、大氣、空氣和空氣污染對人類有影響的：距地面10km地球半徑大氣厚度氮78.06%氧20.95%氬0.93%其他氣體<0.1%有害物質(zhì)：煙塵、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、碳?xì)浠衔锏?、空氣污染的危害圖片來源：國家地理雜志

空氣污染對人體的危害途徑：呼吸道吸入；隨食物和飲水?dāng)z入；體表接觸侵入。61.大氣顆粒物4.氮氧化物5.光化學(xué)氧化劑3.一氧化碳2.二氧化硫空氣污染對人體健康的危害臭氧對鼻子、咽喉、肺等呼吸器官有刺激作用，運(yùn)動時那么吸入更嚴(yán)重。

所有大氣污染物中散布最廣的一種，嚴(yán)重阻礙血液輸氧，引起缺氧中毒。NO2對呼吸器官有刺激性，可引起肺水腫、慢性支氣管炎等疾病，假設(shè)與SO2共存，那么危害更重。

損害肝臟。且由于SO2通常與多種污染物共存，吸入之后產(chǎn)生的復(fù)合作用危害更大。

顆粒物的大小決定其沉積于呼吸道中的位置；化學(xué)組成決定沉積位置上對組織的影響。7〔一〕工業(yè)企業(yè)排放的廢氣、空氣污染源表3.1各類工業(yè)企業(yè)向空氣排放的主要污染物部門企業(yè)類別排出主要污染物電力火力發(fā)電廠煙塵、SO2、NOx、CO、苯并芘等冶金鋼鐵廠有色金屬冶煉廠焦化廠煙塵、SO2、CO、氧化鐵塵、氧化錳塵、錳塵等煙塵(Cu、Cd、Pb、Zn等重金屬)、SO2等煙塵、SO2、CO、H2S、酚、苯、萘、烴類等化工石油化工廠氮肥廠磷肥廠氯堿廠化學(xué)纖維廠硫酸廠合成橡膠廠農(nóng)藥廠冰晶石廠SO2、H2S、NOx、氰化物、氯化物、烴類等煙塵、NOx、CO、NH3、硫酸氣溶膠等煙塵、氟化氫、硫酸氣溶膠等氯氣、氯化氫、汞蒸氣等煙塵、H2S、NH3、CS2、甲醇、丙酮等SO2、NOx、砷化物等烯烴類、丙烯腈、二氯乙烷、二氯乙醚、乙硫醇、氯化甲烷等砷化物、汞蒸氣、氯氣、農(nóng)藥等氟化氫等機(jī)械機(jī)械加工廠儀表廠煙塵等汞蒸氣、氰化物等輕工燈泡廠造紙廠煙塵、汞蒸氣等煙塵、硫醇、H2S等建材水泥廠水泥塵、煙塵等8〔二〕交通運(yùn)輸工具排放的廢氣〔三〕室內(nèi)空氣污染源9、空氣中的污染物及其存在狀態(tài)按形成過程分類可分為一次污染物和二次污染物；按存在狀態(tài)分類可分為分子狀態(tài)污染物和粒子狀態(tài)污染物粒徑大于l0μm的顆粒物能較快地沉降到地面上，稱為降塵。粒徑小于10μm的顆粒物(PM10)可長期飄浮在空氣中，稱為可吸入顆粒物或飄塵〔IP〕。10一次污染物直接從各種污染源排放到大氣中的有害物質(zhì)，常見的有：SO2,CO,NOX(NO,NO2)顆粒物，其中包括毒重金屬，3,4-苯并芘(BaP)11二次污染物一次污染物之間以及它們與大氣正常組分之間的反響產(chǎn)生的新的污染物臭氧，醛類，過氧乙酰硝酸酯，(光化學(xué)氧化劑)，硫酸霧，硝酸霧等。(，美國洛杉基的光化學(xué)煙霧事件)12分子狀污染物沸點(diǎn)低，氣體分子形式存在，并以分子狀態(tài)進(jìn)入大氣，或者常溫下液體，但揮發(fā)性強(qiáng)，受熱時易以蒸汽進(jìn)入大氣中。如：SO2,CO,NO2,HCN,苯,

汞,NH3,H2S,Pb,Cd,氟化物等13粒子狀污染物是分散在大氣中的液體和固體顆粒。粒徑大小在0.01-100μm之間，復(fù)雜的非均勻體系。直徑>10μm為降塵直徑<10μm為飄塵，又名氣溶膠(霧，煙，塵)14、空氣中污染物的時空分布特點(diǎn)與其他環(huán)境要素中的污染物質(zhì)相比較，空氣中的污染物質(zhì)具有隨時間、空間變化大的特點(diǎn)。空氣污染物的時空分布及其濃度與污染物排放源的分布、排放量及地形、地貌、氣象等條件密切相關(guān)。15、空氣中污染物濃度表示方法〔一〕單位體積質(zhì)量濃度單位體積質(zhì)量濃度是指單位體積空氣中所含污染物的質(zhì)量數(shù)，常用mg/m3或μg/m3表示?！捕丑w積比濃度體積比濃度是指100萬體積空氣中含污染氣體或蒸氣的體積數(shù)，常用mL/m3和μL/m3表示。兩種濃度表示方法之間的換算：16第二節(jié)空氣污染監(jiān)測方案的制訂本節(jié)內(nèi)容：1〕大氣污染監(jiān)測的目的、有關(guān)資料的收集方法和范圍、具體監(jiān)測工程確實定原那么和工程內(nèi)容，2〕監(jiān)測網(wǎng)點(diǎn)的優(yōu)化布點(diǎn)原那么、要求和方法要點(diǎn)、采樣時間和頻率確實定原那么與要求。17制定大氣污染監(jiān)測方案的程序首先要根據(jù)監(jiān)測目的進(jìn)行調(diào)查研究，收集必要的根底資料，然后經(jīng)過綜合分析，確定監(jiān)測工程，設(shè)計布點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，選定采樣頻率、采樣方法和監(jiān)測技術(shù)，建立質(zhì)量保證程序和措施，提出監(jiān)測結(jié)果報告要求及進(jìn)度方案等。18監(jiān)測目的通過對環(huán)境空氣中主要污染物質(zhì)進(jìn)行定期或連續(xù)地監(jiān)測，判斷空氣質(zhì)量是否符合?環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)?或環(huán)境規(guī)劃目標(biāo)的要求，為空氣質(zhì)量狀況評價提供依據(jù)。為研究空氣質(zhì)量的變化規(guī)律和開展趨勢、開展空氣污染的預(yù)測預(yù)報以及研究污染物遷移轉(zhuǎn)化情況提供根底資料。為政府環(huán)保部門執(zhí)行環(huán)境保護(hù)法規(guī)、開展空氣質(zhì)量管理及修訂空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)提供依據(jù)和根底資料。19調(diào)研及資料收集〔一〕污染源分布及排放情況〔二〕氣象資料〔三〕地形資料〔四〕土地利用和功能分區(qū)情況〔五〕人口分布及人群健康情況20監(jiān)測工程類別必測項目按地方情況增加的必測項目選測項目空氣污染物監(jiān)測TSP、SO2、NOx、硫酸鹽化速率、灰塵自然沉降量CO、總氧化劑、總烴、PM10、F2、HF、B(a)P、Pb、H2S、光化學(xué)氧化劑CS2、Cl2、氯化氫、硫酸霧、HCN、NH3、Hg、Be、鉻酸霧、非甲烷烴、芳香烴、苯乙烯、酚、甲醛、甲基對硫磷、異氰酸甲酯等空氣降水監(jiān)測pH、電導(dǎo)率K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH4+、SO42－、NO3－、Cl－表3.2空氣污染常規(guī)監(jiān)測工程21監(jiān)測站(點(diǎn))的布設(shè)〔一〕布設(shè)采樣站(點(diǎn))的原那么和要求〔二〕采樣站(點(diǎn))數(shù)目確實定表3.3我國空氣環(huán)境污染例行監(jiān)測采樣點(diǎn)設(shè)置數(shù)目市區(qū)人口/萬人SO2、NOx、TSP灰塵自然沉降量硫酸鹽化速率<503≥3≥650～10044～86～12100～20058～1112～18200～400612～2018～30>400720～3030～4022布設(shè)采樣點(diǎn)的原那么和要求1.覆蓋全部監(jiān)測區(qū)：采樣點(diǎn)應(yīng)設(shè)在整個監(jiān)測區(qū)域的高中低三種不同污染物濃度的地方2.在污染源比較集中，主導(dǎo)風(fēng)向比較明顯的情況下，應(yīng)將污染源的下風(fēng)向作為主要監(jiān)測范圍，布設(shè)較多的采樣點(diǎn)；上風(fēng)向布設(shè)少量點(diǎn)作為對照3.工業(yè)集中地區(qū)多取點(diǎn)，農(nóng)村可少些；人口密度大的地區(qū)多取點(diǎn)，少的地區(qū)可少些4.采樣的周圍應(yīng)開闊，無局地污染源。5.超標(biāo)地區(qū)多取點(diǎn)，未超標(biāo)地區(qū)少些6.采樣高度根據(jù)監(jiān)測目的而定23布設(shè)采樣點(diǎn)的原那么和要求污染物濃度污染源工業(yè)分布人口密度超標(biāo)情況監(jiān)測類型優(yōu)化布點(diǎn)基本原則24〔三〕采樣站(點(diǎn))布設(shè)方法1.功能區(qū)布點(diǎn)法2.網(wǎng)格布點(diǎn)法3.同心圓布點(diǎn)法4.扇形布點(diǎn)法表3.4WHO推薦的城市空氣自動監(jiān)測站(點(diǎn))數(shù)目市區(qū)人口/萬人可吸入顆粒物SO2NOx氧化劑CO風(fēng)向、風(fēng)速≤100221111100～400552222400～800884342>8001010545325圖3.1網(wǎng)格布點(diǎn)法26圖3.2同心圓布點(diǎn)法27圖3.3扇形布點(diǎn)法28表3.550m高煙囪排放污染物最大地面濃度出現(xiàn)位置與氣象條件的關(guān)系大氣穩(wěn)定度最大濃度出現(xiàn)位置(相當(dāng)于煙囪高度的倍數(shù))不穩(wěn)定5～

10中性20左右穩(wěn)定40以上29采樣頻率和采樣時間采樣頻率系指在一個時段內(nèi)的采樣次數(shù)。采樣時間指每次采樣從開始到結(jié)束所經(jīng)歷的時間。二者要根據(jù)監(jiān)測目的、污染物分布特征、分析方法靈敏度等因素確定。30表3.6國家環(huán)保局公布的城鎮(zhèn)空氣質(zhì)量采樣頻率和時間監(jiān)測項目采樣時間和頻率二氧化硫隔日采樣，每天連續(xù)采樣24±0.5h，每月14～16d，每年12個月二氧化氮(或氮氧化物)同二氧化硫總懸浮顆粒物隔雙日采樣，每天連續(xù)采樣24±0.5h，每月5～6d，每年12個月灰塵自然沉降量每月采樣30±2d，每年12個月硫酸鹽化速率每月采樣30±2d，每年12個月31表3.7污染物監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計有效性的規(guī)定污染物取值時間數(shù)據(jù)有效性規(guī)定SO2、NOx、NO2年平均每年至少有分布均勻的144個日均值，每月至少有分布均勻的12個日均值TSP、PM10、Pb年平均每年至少有分布均勻的60個日均值，每月至少有分布均勻的5個日均值SO2、NOx、NO2、CO日平均每日至少有18h的采樣時間TSP、PM10、B(a)P、Pb日平均每日至少有12h的采樣時間SO2、NOx、NO2、CO、O31小時平均每小時至少有45min的采樣時間Pb季平均每季至少有分布均勻的15個日均值，每月至少有分布均勻的5個日均值F月平均每月至少采樣15d以上植物生長季平均每一個生長季至少有70%個月平均值日平均每日至少有12h的采樣時間1小時平均每小時至少有45min的采樣時間32采樣方法、監(jiān)測方法和質(zhì)量保證根據(jù)污染物的存在狀態(tài)、濃度、理化性質(zhì)及監(jiān)測方法選擇采樣方法和儀器。盡可能選擇國家標(biāo)準(zhǔn)方法——?空氣和廢氣監(jiān)測分析方法?〔第四版〕33第三節(jié)空氣樣品的采集方法和

采樣儀器本節(jié)內(nèi)容1〕掌握大氣樣品的采集方法和采樣儀器，方法包括直接采樣法、富集濃縮采樣法〔其中富集濃縮采樣法是重點(diǎn)和難點(diǎn)〕；2〕大氣采樣的儀器，其中大氣顆粒物的采樣儀器是重點(diǎn)和難點(diǎn)；了解采樣的效率和采樣記錄；34第三節(jié)空氣樣品的采集方法和

采樣儀器選擇采樣方法要考慮的因素1.污染物的存在狀態(tài)2.污染物的濃度3.污染物的理化特性4.所用分析方法的靈敏性常用的采樣方法

采樣儀器35直接采樣法〔一〕注射器采樣〔二〕塑料袋采樣〔三〕采氣管采樣〔四〕真空瓶采樣圖3.5真空采氣瓶示意圖圖3.6真空采氣瓶抽真空裝置示意圖圖3.4采氣管示意圖36富集(濃縮)采樣法溶液吸收法吸收液的選擇①對被采集物質(zhì)溶解度要大或與被采集物質(zhì)的化學(xué)反響速度快②穩(wěn)定時間長③有利于下一步分析④毒性小，價格低，易購置，可回收圖3.7氣體吸收管〔瓶〕示意圖37填充柱阻留法

吸附型填充柱，分配型填充柱，反響型填充柱。。。。。。。。顆粒狀填充劑抽氣泵﹡﹡﹡﹡﹡﹡組分

空氣圖3.8填充柱阻留法示意圖38濾料阻留法圖3.9顆粒物采樣夾和濾料采樣裝置示意圖39低溫冷凝法圖3.10低溫冷凝采樣裝置示意圖靜電沉降法擴(kuò)散(或滲透)法自然積集法40綜合采樣法圖3.11標(biāo)準(zhǔn)集塵器示意圖圖3.12干法采樣集塵器示意圖1.降塵試樣采集2.硫酸鹽化速率試樣的采集41采樣儀器〔一〕組成局部收集器，流量計，采樣動力。圖3.13幾種常用的流量計示意圖皂膜流量計孔口流量計1.隔板；2.液柱；3.支架轉(zhuǎn)子流量計1.錐形玻璃管；2.轉(zhuǎn)子42〔二〕專用采樣器1.空氣采樣器收集器流量計采樣泵定時器圖3.15大氣采樣器實物照片432.顆粒物采樣器

〔1〕總懸浮顆粒物采樣器圖3.16大流量采樣器結(jié)構(gòu)示意圖44〔2〕可吸入顆粒物采樣器圖3.17TSP采樣器實物照片圖3.18旋風(fēng)分塵器原理示意圖45圖3.19向心式分塵器原理示意圖圖3.20三級向心式分塵器原理示意圖46〔3〕個體劑量器圖3.21撞擊式分塵器示意圖47采樣效率〔一〕采集氣態(tài)和蒸氣態(tài)污染物質(zhì)效率的評價方法絕比照較法相比照較法

〔二〕采集顆粒物效率的評價方法48采樣記錄被測污染物的名稱及編號；采樣地點(diǎn)和采樣時間；采樣流量和采樣體積；采樣時的溫度、大氣壓力和天氣情況，采樣儀器和所用吸收液；采樣者、審核者姓名。49第四節(jié)氣態(tài)和蒸氣態(tài)污染物質(zhì)的測定大氣污染監(jiān)測的分類1.對污染源的監(jiān)測：排出口監(jiān)測2.對大氣的監(jiān)測：以大氣為對象3.職業(yè)暴露監(jiān)測：在工作地點(diǎn)采樣以上都可采用大氣污染連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)50二氧化硫的測定SO2是一種無色、易溶于水、有刺激性氣味的氣體，能通過呼吸進(jìn)入氣管，對局部組織產(chǎn)生刺激和腐蝕作用，是誘發(fā)支氣管炎等疾病的原因之一，特別是當(dāng)它與煙塵等氣溶膠共存時，可加重對呼吸道黏膜的損害。來源于煤和石油等燃料的燃燒、含硫礦石的冶煉、硫酸等化工產(chǎn)品生產(chǎn)排放的廢氣。測定方法：分光光度法、恒電流庫侖滴定法。51紫外熒光法測定SO2方法原理空氣中的SO2被吸入儀器反響室后，吸收紫外光生成激發(fā)態(tài)SO2，當(dāng)它回到基態(tài)時，發(fā)射出熒光紫外線，其發(fā)射熒光強(qiáng)度與SO2濃度成正比。用光電倍增管及電子測量系統(tǒng)測量熒光強(qiáng)度，即可測定SO2的濃度。用紫外熒光法測定大氣中的SO2，選擇性好，不消耗化學(xué)試劑，適于連續(xù)自動監(jiān)測，已被世界衛(wèi)生組織用于全球監(jiān)測系統(tǒng)。52溶液電導(dǎo)法測定SO2原理：用酸性過氧化氫溶液吸收氣樣中的二氧化硫所生成的硫酸使溶液電導(dǎo)率增加，氣樣中二氧化硫的含量越高，其增加值越大，所以通過測量吸收液前后的電導(dǎo)率變化就可得知?dú)鈽又卸趸虻臐舛取?3恒電流庫侖滴定法〔1〕原理：

控制恒定電流進(jìn)行電解→產(chǎn)生滴定劑→與被測組分反響〔2〕應(yīng)用：連續(xù)自動監(jiān)測大氣中的SO2，低濃度SO2〔3〕反響式54四氯汞鉀吸收－鹽酸副玫瑰苯胺光度法評價：較經(jīng)典的方法〔GB〕，靈敏、可靠1〕方法原理和測定條件溶液吸收法的吸收液：四氯汞鉀光度法的顯色劑：對品紅+甲醛H3PO4少，pH1.6±0.1，λmax＝548nmH3PO4多，pH1.2±0.1，λmax＝575nm55反響式：2〕計算方法：56四氯汞鉀吸收－鹽酸副玫瑰苯胺光度法3)本卷須知：①溫度，酸度，顯色時間等因素影響顯色反響；標(biāo)準(zhǔn)溶液和試樣溶液操作條件應(yīng)保持一致②氮氧化物，臭氧及錳，鐵，鉻等離子對測定有干擾?！杉蠓胖闷?，臭氧可自行分解；——參加磷酸和乙二胺四乙酸二鈉鹽可消除或減少某些金屬離子的干擾5758氮氧化物的測定空氣中的氮氧化物以一氧化氮、二氧化氮、三氧化二氮、四氧化二氮、五氧化二氮等多種形態(tài)存在，其中二氧化氮和一氧化氮是主要存在形態(tài)，為通常所指的氮氧化物(NOx)。NO為無色、無臭、微溶于水的氣體，在空氣中易被氧化成NO2。NO2為棕紅色具有強(qiáng)刺激性臭味的氣體，毒性比NO高4倍，是引起支氣管炎、肺損害等疾病的有害物質(zhì)。測定方法：鹽酸萘乙二胺分光光度法、原電池庫侖法。59鹽酸萘乙二胺分光光度法1〕特點(diǎn)采樣和顯色同時進(jìn)行，操作簡便，靈敏度高，是國內(nèi)外普遍采用的方法?？煞謩e測定NO、NO2、和NOx總量。2〕原理用冰乙酸、對氨基苯磺酸和鹽酸萘乙二胺配成吸收液。采樣時大氣中的NOX經(jīng)氧化管后以NO2的形式被吸收，生成亞硝酸和硝酸，再與吸收液中的對氨基苯磺酸起重氮化反響，最后與鹽酸萘乙二胺偶合，生成玫瑰紅色的偶氮化合物，其顏色深淺與氣樣中NO2濃度成正比，可用分光光度法定量。60鹽酸萘乙二胺分光光度法3〕酸性高錳酸鉀溶液氧化法6162鹽酸萘乙二胺分光光度法4〕三氧化鉻－石英砂氧化法該方法是在顯色吸收液瓶前接一內(nèi)裝三氧化鉻—石英砂(氧化劑)管，當(dāng)用空氣采樣器采樣時，氣樣中的NO在氧化管內(nèi)被氧化成N02和氣樣中的N02一起進(jìn)入吸收瓶，與吸收液發(fā)生吸收、顯色反響，于波長540nm處測量吸收度，用標(biāo)準(zhǔn)曲線法進(jìn)行定量測定，其測定結(jié)果為空氣中NO和N02的總濃度。63鹽酸萘乙二胺分光光度法5〕本卷須知(1)吸收液應(yīng)為無色，宜密閉避光保存；如顯微紅色，說明已被污染，應(yīng)檢查試劑和蒸餾水的質(zhì)量。(2)三氧化鉻—石英砂氧化管適于相對濕度30％－70％條件下使用，發(fā)現(xiàn)吸濕板結(jié)或變成綠色應(yīng)立即更換。(3)空氣中O3濃度超過0.250mg／m3時，會產(chǎn)生正干擾，采樣時在吸收瓶入口端串接一段15—20cm長的硅橡膠管，可排除干擾。64恒電流庫侖滴定法測定NOX1).原理庫侖滴定法測定氮氧化物的原理與測定SO2相似，區(qū)別是此法不施加直流電壓。氣樣中的NO2與電解液中的I－反響，將其氧化成I2，生成的I2又立即在鉑網(wǎng)陰極上復(fù)原為I－，產(chǎn)生微電流。在一定條件下，微電流大小與氣樣中的NO2濃度成正比。將氣樣通過三氧化鉻氧化管，可將NO氧化成NO2，即可測定總氮氧化物。圖6-9恒電流庫侖滴定法氮氧化物自動監(jiān)測儀的氣路系統(tǒng)。65圖3.22空氣中NO2、NO、和NOx采樣流程示意圖圖3.23原電池庫侖法測定NOx原理示意圖66圖3.24原電池庫侖法NOx監(jiān)測儀氣路示意圖67一氧化碳的測定一氧化碳(CO)是空氣中主要污染物之一，它主要來自石油、煤炭燃燒不充分的產(chǎn)物和汽車排氣。CO是一種無色、無味的有毒氣體，燃燒時呈淡藍(lán)色火焰。它容易與人體血液中的血紅蛋白結(jié)合，形成碳氧血紅蛋白，使血液輸送氧的能力降低，造成缺氧癥。測定方法：氣相色譜法(GC)、汞置換法。68氣相色譜法〔GC〕圖3.25色譜法測定CO流程示意圖69汞置換法圖3.26汞置換法CO測定儀工作流程示意圖70光化學(xué)氧化劑的測定總氧化劑是空氣中除氧以外的那些顯示有氧化性質(zhì)的物質(zhì)，一般指能氧化碘化鉀析出碘的物質(zhì)，主要有臭氧、過氧乙酰硝酸酯、氮氧化物等。光化學(xué)氧化劑是指除氮氧化物以外的能氧化碘化鉀的物質(zhì)，二者的關(guān)系為：

光化學(xué)氧化劑＝總氧化劑－0.269×氮氧化物測定空氣中光化學(xué)氧化劑常用硼酸碘化鉀分光光度法。71光化學(xué)氧化劑的測定先用硼酸碘化鉀分光光度法測定氣樣中的總氧化劑濃度，再扣除NOx參加反響的濃度。方法靈敏、簡便可行，檢出限為0.19mg/L〔按與0.01吸光度相對應(yīng)的O3濃度計〕；當(dāng)采樣體積30L時，最低檢出濃度為0.006mg/m3。72臭氧的測定臭氧是最強(qiáng)的氧化劑之一，它是空氣中的氧在太陽紫外線的照射下或受雷擊形成的。臭氧具有強(qiáng)烈的刺激性，在紫外線的作用下，參與烴類和NOx的光化學(xué)反響。同時，臭氧又是高空大氣的正常組分，能強(qiáng)烈吸收紫外線，保護(hù)人和生物免受太陽紫外線的輻射。但是，如O3超過一定濃度，對人體和某些植物生長會產(chǎn)生一定危害。測定方法：硼酸碘化鉀分光光度法、靛藍(lán)二磺酸鈉分光光度法。73氟化物的測定空氣中的氣態(tài)氟化物主要是氟化氫，也可能有少量氟化硅(SiF4)和氟化碳(CF4)。含氟粉塵主要是冰晶石(Na3A1F6)、螢石(CaF2)、氟化鋁(A1F3)、氟化鈉(NaF)及磷灰石[3Ca3(PO4)2·CaF2]等。氟化物屬高毒類物質(zhì)，由呼吸道進(jìn)入人體，會引起黏膜刺激、中毒等病癥，并能影響各組織和器官的正常生理功能。對于植物的生長也會產(chǎn)生危害。測定方法：濾膜采樣-離子選擇電極法、石灰濾紙采樣-氟離子選擇電極法74硫酸鹽化速率的測定污染源排放到空氣中的SO2、H2S、H2SO4蒸氣等含硫污染物，經(jīng)過一系列氧化演變和反響，最終形成危害更大的硫酸霧和硫酸鹽霧，這種演變過程的速度稱為硫酸鹽化速率。測定方法：二氧化鉛-重量法、堿片-重量法、堿片-離子色譜法。75硫酸鹽化速率的測定原理大氣中的SO2、硫酸霧、硫化氫等與二氧化鉛反響生成硫酸鉛，用碳酸鈉溶液處理，使硫酸鉛轉(zhuǎn)化為碳酸鉛，釋放出硫酸根離子，再參加氯化鋇溶液，生成硫酸鋇沉淀，用重量法測定，結(jié)果以每日在100cm2pbO2面積上所含SO3的毫克數(shù)表示。最低檢出濃度為0.05mg/〔100cm2·d〕76硫酸鹽化速率的測定2、測定要點(diǎn)〔1〕Pb02采樣管制備〔2〕采樣：將PbO2采樣管固定在百葉箱中，在采樣點(diǎn)上放置30±2d。注意不要靠近煙囪等污染源；收樣時，將PbO2采樣管放入密閉容器中?！?〕測定按下式計算測定結(jié)果：77硫酸鹽化速率的測定3、影響測定結(jié)果的因素1〕PbO2的粒度、純度和外表活性度；2〕PbO2涂層厚度和外表濕度；3〕含硫污染物的濃度及種類；4〕采樣期間的風(fēng)速、風(fēng)向及空氣溫度、濕度等。

78汞的測定汞屬極度危害毒物，具有易蒸發(fā)特性，被人體吸入后可引起中毒，危害神經(jīng)系統(tǒng)?？諝庵械墓瘉碓从诠V開采和冶煉、某些儀表制造、有機(jī)合成、染料等工業(yè)生產(chǎn)過程排放和逸散的廢氣和粉塵。測定方法：金膜富集-冷原子吸收法、巰基棉富集-冷原子熒光法。79圖3.27金膜富集-冷原子吸收法測汞流程示意圖〔一〕金膜富集-冷原子吸收法〔二〕巰基棉富集-冷原子熒光法80總烴及非甲烷烴的測定污染環(huán)境空氣的烴類一般指具有揮發(fā)性的碳?xì)浠衔?C1～C8)，常用兩種方法表示：一種是包括甲烷在內(nèi)的碳?xì)浠衔铮Q為總烴(THC)，另一種是除甲烷以外的碳?xì)浠衔铮Q為非甲烷烴(NMHC)?？諝庵械奶?xì)浠衔镏饕獊碜允蜔捴?、焦化、化工等生產(chǎn)過程中逸散和排放的廢氣及汽車尾氣，局部地區(qū)也來自天然氣、油田氣的逸散。測定方法：氣相色譜法、光電離檢測法。81圖3.28色譜法測定總烴流程示意圖〔一〕氣相色譜法82圖3.29除烴凈化裝置示意圖83圖3.30用除烴凈化空氣作載氣色譜流程示意圖〔二〕光電離檢測法84揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)和甲醛的測定VOCs是指室溫下飽和蒸氣壓超過133.32Pa的有機(jī)物，如苯、鹵代烴、氧烴等。VOCs和甲醛是人們關(guān)注的室內(nèi)空氣污染的主要有機(jī)物，具有毒性和刺激性，有的還有致癌作用。85〔二〕甲醛的測定酚試劑分光光度法，4-氨基-3-聯(lián)氨-5-巰基三氮雜茂(AHMT)分光光度法，氣相色譜法?！惨弧硴]發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)的測定冷凍吸附采樣，熱解析進(jìn)樣，毛細(xì)管色譜法。圖3.31熱解析進(jìn)樣色譜分析流程示意圖86其他污染物質(zhì)的測定〔一〕苯系物的測定苯系物包括苯、甲苯、乙苯、鄰二甲苯、對二甲苯、間二甲苯等，可經(jīng)富集采樣，解吸，用氣相色譜法測定。〔二〕揮發(fā)酚的測定常用氣相色譜法或4-氨基安替比林分光光度法測定空氣中的揮發(fā)酚(苯酚、甲酚、二甲酚等)?！踩臣谆鶎α蛄缀蛿嘲傧x的測定甲基對硫磷(甲基1605)是國內(nèi)廣泛應(yīng)用的殺蟲劑，屬高毒物質(zhì)。常用的測定方法有氣相色譜法和鹽酸萘乙二胺分光光度法。87空氣污染指數(shù)計算空氣污染指數(shù)(API)是一種向社會公眾公布的反映和評價空氣質(zhì)量狀況的指標(biāo)。它將常規(guī)監(jiān)測的幾種主要空氣污染物濃度經(jīng)過處理簡化為單一的數(shù)值形式，分級表示空氣質(zhì)量和污染程度，具有簡明、直觀和使用方便的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)我國城市空氣污染的特點(diǎn)，以SO2、NOx和TSP作為計算API的暫定工程，并確定API為50、100、200時，分別對應(yīng)于我國空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中日均值的一、二、三級標(biāo)準(zhǔn)的污染濃度限值，500那么對應(yīng)于對人體健康產(chǎn)生明顯危害的污染水平。88

某種污染物的污染分指數(shù)(Ii)按下式計算：式中：

Ci，Ii——分別為第i種污染物的濃度值和污染分指數(shù)值；

ci,j，Ii,j——分別為第i種污染物在j轉(zhuǎn)折點(diǎn)的極限濃度值和污染分指數(shù)值(查表3.8)；

ci,j+1，Ii,j+1——分別為第i種污染物在j+1轉(zhuǎn)折點(diǎn)的濃度極限值和污染分指數(shù)值?？諝馕廴局笖?shù)的計算89表3.8空氣污染指數(shù)分級濃度限值污染指數(shù)污染物濃度/（mg·m-3）APISO2(日均值)NO2(日均值)PM10(日均值）TSP(日均值）SO2(小時均值）NO2(小時均值)CO(小時均值)O3(小時均值)500.0500.0800.0500.1200.250.1250.1201000.1500.1200.1500.3000.500.24100.2002000.8000.2800.2500.5001.601.13600.4003001.6000.5650.4200.6252.402.26900.8004002.1000.7500.5000.8753.203.001201.0005002.6200.9400.6001.0004.003.751501.20090

表3.9空氣污染指數(shù)范圍及相應(yīng)的空氣質(zhì)量級別污染指數(shù)質(zhì)量級別質(zhì)量描述對健康的影響對應(yīng)空氣質(zhì)量的適用范圍0～50Ⅰ優(yōu)可正?；顒幼匀槐Ｗo(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)和其他需要特殊保護(hù)的地區(qū)51～100Ⅱ良可正常活動為城鎮(zhèn)規(guī)劃中確定的居住區(qū)、商業(yè)交通居民混合區(qū)、文化區(qū)、一般工業(yè)區(qū)和農(nóng)村101～200Ⅲ輕污染長期接觸，易感人群癥狀有輕度加劇，健康人群出現(xiàn)刺激癥狀特定工業(yè)區(qū)201～300Ⅳ中污染一定時間接觸后，心臟病和肺病患者癥狀顯著加劇，運(yùn)動耐受力降低，健康人群普遍出現(xiàn)癥狀≥300Ⅴ重污染健康人明顯強(qiáng)烈癥狀，降低運(yùn)動耐受力，提前出現(xiàn)某些疾病91第五節(jié)顆粒物的測定本節(jié)內(nèi)容：

1〕了解顆粒物污染的來源、危害和顆粒物污染的防治；

2〕需要掌握的大氣中顆粒物質(zhì)的測定工程有：

總懸浮顆粒物的測定、

可吸入顆粒物濃度及粒度分別的測定、

自然降塵量及其組分的測定、

總懸浮顆粒物中主要化學(xué)組分的測定。

92顆粒物污染的來源污染源包括自然源和人為源人為源分為固定源〔燃料燃燒、工業(yè)生產(chǎn)過程等〕和流動源〔交通運(yùn)輸?shù)取匙匀辉窗ㄖ参锘ǚ酆玩咦?、土壤場塵、海鹽等93顆粒物污染的危害導(dǎo)致癌癥、畸形和基因突變、死亡城市大氣能見度降低〔沙塵暴〕全球氣候變化大氣光化學(xué)煙霧事件酸沉降臭氧層破壞在大氣中可以停留7天到30天，能長距離傳輸造成大范圍污染94顆粒物污染的防治與監(jiān)測防治可吸入顆粒物的防治重點(diǎn)是工業(yè)企業(yè)減少可吸入顆粒物的排放監(jiān)測

總懸浮顆粒物(TSP)的測定

飄塵的測定

自然降塵量的測定

總懸浮顆粒物中主要組分的測定95

顆粒物的測定TSP采樣器96總懸浮顆粒物(TSP)的測定1、測定方法：濾膜捕集——重量法GB/T15432-1995中測定總懸浮顆粒物的方法，適合于大流量或中流量總懸浮顆粒物采樣器進(jìn)行空氣中總懸浮顆粒物的測定。2、測定原理：通過具有一定切割特性的采樣器，以恒速抽取一定體積的空氣，那么空氣中粒徑小于100μm的懸浮顆粒物被截留在已恒重的濾膜上，根據(jù)采樣前后濾膜重量之差及采樣體積，即可計算TSP的質(zhì)量濃度。濾膜經(jīng)處理后，可進(jìn)行化學(xué)組分測定。

97總懸浮顆粒物(TSP)的測定用抽氣動力抽取一定體積的空氣通過已恒重的濾膜，那么空氣中的懸浮顆粒物被阻留在濾膜上，根據(jù)采樣前后濾膜質(zhì)量之差及采樣體積，即可計算TSP的濃度。根據(jù)采樣流量不同分為大流量、中流量和小流量采樣法。98總懸浮顆粒物(TSP)的測定

大流量采樣(1.1-1.7m3/min)使用大流量采樣器連續(xù)采樣24h。按下式計算TSP濃度：式中：W——阻留在濾膜上的TSP重量(mg)；

Qn—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的采樣流(m2/min)；

t——采樣時間(min)。99圖3.32采樣器流量校準(zhǔn)示意圖100可吸入顆粒物(PM10)的測定可吸入顆粒物主要是指通過人的咽喉進(jìn)入肺部的氣管、支氣管區(qū)和肺泡的那局部顆粒物，具有D50(質(zhì)量中值直徑)=10μm到上截止點(diǎn)30μm的粒徑范圍，常用PM10表示。測定方法：重量法、壓電晶體差頻法、光散射法。101〔二〕壓電晶體差頻法〔三〕光散射法圖3.33石英晶體PM10測定儀工作原理示意圖〔一〕重量法102103灰塵自然沉降量及其組分的測定該指標(biāo)系指在空氣環(huán)境條件下，單位時間靠重力自然沉降落在單位面積上的顆粒物量(簡稱降塵)?；覊m自然沉降量用重量法測定。有時還需要測定降塵中的可燃性物質(zhì)、可溶性和非水溶性物質(zhì)、灰分以及某些化學(xué)組分。104〔一〕灰塵自然沉降量的測定〔二〕降塵中可燃物的測定圖3.34光散射法PM10監(jiān)測儀工作原理示意圖105〔三〕降塵中其他組分的測定圖3.35降塵組分分析過程示意圖106總懸浮顆粒物(TSP)中污染組分的測定〔一〕某些金屬元素和非金屬化合物的測定1.樣品預(yù)處理方法2.測定方法簡介〔二〕有機(jī)化合物的測定1072.多環(huán)芳烴的別離1.多環(huán)芳烴的提取圖3.36真空升華法提取裝置

示意圖圖3.37紙層析示意圖1083.苯并(a)芘的測定圖3.38高效液相色譜分析流程示意圖109第六節(jié)降水監(jiān)測本節(jié)內(nèi)容：

1〕了解大氣降水的監(jiān)測的目的；

2〕了解布設(shè)采樣點(diǎn)的原那么，樣品的采集，水樣的保存，降水中的主要組分：PH值，電導(dǎo)率，硫酸根，硝酸根，氯離子，銨離子，鉀、鈉、鈣、鎂等離子的測定方法、原理、操作要點(diǎn)、本卷須知等。110采樣點(diǎn)的布設(shè)根據(jù)我國?大氣降水樣品的采集與保存?(GB13580.2—92)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：〔1〕采樣點(diǎn)數(shù)目，根據(jù)研究的目的和需要來確定。一般常規(guī)監(jiān)測，人口在五十萬以上的城市布三個點(diǎn)，人口在五十萬以下的城市布設(shè)二個點(diǎn)，采樣點(diǎn)的布設(shè)應(yīng)兼顧城區(qū)、農(nóng)村和清潔對照點(diǎn)。要盡可能照顧到氣象地形、地貌?！?〕采樣點(diǎn)位應(yīng)盡可能的遠(yuǎn)離局部污染源，四周無遮擋雨、雪的高大樹木或建筑物。111樣品的采集〔一〕采樣器圖3.40降水采樣器實物照片圖3.39雨水自動采樣器示意圖112〔二〕采樣方法〔三〕水樣的保存〔1〕從每次降雨(雪)開始，要采集全過程(開始到結(jié)束)雨(雪)樣。如遇連續(xù)幾天降雨(雪)，每天上午8:00開始，連續(xù)采集24h為一次樣?！?〕采樣器應(yīng)高于根底面1.2m以上。〔3〕樣品采集后，應(yīng)貼上標(biāo)簽，編好號，記錄采樣地點(diǎn)、日期、采樣起止時間、雨量等。

采樣后應(yīng)盡快測定；如需要保存，一般不主張?zhí)砑颖４鎰?，水樣密封后放于冰箱中?13〔一〕測定工程和測定頻次I級測點(diǎn)為：pH、電導(dǎo)率、K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH4+、SO42－、NO2－、NO3－、F－、Cl－。每月測定不少于一次，每月選一個或幾個隨機(jī)降水樣品分析上述工程。省、市監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)中的Ⅱ、Ⅲ級測點(diǎn)視實際需要和可能決定測定工程。降水組分的測定114〔二〕測定方法1.pH的測定2.電導(dǎo)率的測定3.硫酸根的測定4.亞硝酸根和硝酸根的測定5.氟離子的測定6.氯離子的測定7.銨根離子的測定8.鉀、鈉、鈣、鎂離子的測定115第七節(jié)污染源監(jiān)測116監(jiān)測目的和要求監(jiān)測目的：檢查排放的廢氣中有害物質(zhì)含量是否符合國家或地方的排放標(biāo)準(zhǔn)和總量控制標(biāo)準(zhǔn)；評價凈化裝置及污染防治設(shè)施的性能和運(yùn)行情況，為空氣質(zhì)量評價和管理提供依據(jù)。進(jìn)行監(jiān)測時，要求生產(chǎn)設(shè)備處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，對因生產(chǎn)過程而引起排放情況變化的污染源，應(yīng)根據(jù)其變化特點(diǎn)和周期進(jìn)行系統(tǒng)監(jiān)測。監(jiān)測內(nèi)容包括廢氣排放量、污染物質(zhì)排放濃度及排放速率(kg/h)。在計算廢氣排放量和污染物質(zhì)排放濃度時，都使用標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的干氣體體積。固定污染源排氣監(jiān)測117采樣點(diǎn)的布采樣位置采樣位置應(yīng)選在氣流分布均勻穩(wěn)定的平直管段上，避開彎頭、變徑管、三通管及閥門等易產(chǎn)生渦流的阻力構(gòu)件。

采樣點(diǎn)數(shù)目根據(jù)煙道的形狀、尺寸和流速分布確定。

圓形煙道

矩形(或方形)煙道118

不同直徑圓形煙道的等面積環(huán)數(shù)、采樣點(diǎn)數(shù)及采樣點(diǎn)距離煙道內(nèi)壁的距離，見206頁表3-9。

圓形煙道119矩形煙道將煙道斷面分成一定數(shù)目的等面積矩形小塊，各小塊中心即為采樣點(diǎn)位置，小矩形數(shù)目可根據(jù)煙道斷面面積大小確定。見206頁表3-10。120根本狀態(tài)參數(shù)的測量溫度的測量壓力的測量以下是采樣管、測壓管實物照片及剖面圖。121采樣頭采樣管S形皮托管熱電偶122濾筒玻璃纖維濾筒采樣管剛玉濾筒采樣管123圖3.41傾斜式微壓計

示意圖圖3.42動壓和靜壓測量方法示意圖124流速和流量的計算

在測出煙氣的溫度、壓力等參數(shù)后，按下式計算各測點(diǎn)的煙氣流速(vs)：式中：vs——煙氣流速，m/s；

Kp——皮托管校正系數(shù)；

pv——煙氣動壓，Pa；

ρ——煙氣密度，kg/m3。煙道斷面上各測點(diǎn)煙氣平均流速按下式計算：125煙氣流量按下式計算：式中：Qs——煙氣流量，m3/h；

S——測定斷面面積，m2。式中：Qnd——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣流量，m3/h；

ps—煙氣靜壓，Pa；

pa—大氣壓力，Pa；

xw—煙氣含濕量體積分?jǐn)?shù)，%。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下干煙氣流量按下式計算：126含濕量的測定重量法冷凝法干濕球溫度計法圖3.43重量法測定煙氣含濕量裝置示意圖127煙塵濃度的測定原理圖3.44不同采樣速度時顆粒物運(yùn)動狀況示意圖128采樣類型圖3.45預(yù)測流速法煙塵采樣裝置示意圖常用的采樣管有超細(xì)玻璃纖維濾筒采樣管和剛玉濾筒采樣管等速采樣方法129圖3.46動壓平衡型等速管法采樣裝置示意圖130煙塵濃度計算在采樣裝置的流量計前裝有冷凝器