環(huán)境監(jiān)測(cè)南開(kāi)大學(xué)第三章空氣和廢氣監(jiān)測(cè)課件

第三章空氣和廢氣監(jiān)測(cè)第一節(jié)空氣污染基本知識(shí)第二節(jié)空氣污染監(jiān)測(cè)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(cè)定第五節(jié)顆粒物的測(cè)定第六節(jié)降水監(jiān)測(cè)第七節(jié)污染源監(jiān)測(cè)第八節(jié)標(biāo)準(zhǔn)氣體的配制第一節(jié)空氣污染基本知識(shí)二、空氣污染的危害圖片來(lái)源：國(guó)家地理雜志空氣污染對(duì)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。1.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(duì)人體健康的危害臭氧對(duì)鼻子、咽喉、肺等呼吸器官有刺激作用，運(yùn)動(dòng)時(shí)則吸入更嚴(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(duì)呼吸器官有刺激性，可引起肺水腫、慢性支氣管炎等疾病，若與SO2共存，則危害更重。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(duì)組織的影響。（一）工業(yè)企業(yè)排放的廢氣三、空氣污染源表3.1各類(lèi)工業(yè)企業(yè)向空氣排放的主要污染物部門(mén)企業(yè)類(lèi)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(lèi)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(lèi)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(lèi)、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、煙塵等四、空氣中的污染物及其存在狀態(tài)（一）分子狀態(tài)污染物（二）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(chēng)為降塵。粒徑小于10μm的顆粒物(PM10)可長(zhǎng)期飄浮在空氣中，稱(chēng)為可吸入顆粒物或飄塵（IP）。五、空氣中污染物的時(shí)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(shí)間、空間變化大的特點(diǎn)。空氣污染物的時(shí)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)。六、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。（二）體積比濃度體積比濃度是指100萬(wàn)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：一、監(jiān)測(cè)目的通過(guò)對(duì)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(cè)，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(píng)價(jià)提供依據(jù)。為研究空氣質(zhì)量的變化規(guī)律和發(fā)展趨勢(shì)、開(kāi)展空氣污染的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)以及研究污染物遷移轉(zhuǎn)化情況提供基礎(chǔ)資料。為政府環(huán)保部門(mén)執(zhí)行環(huán)境保護(hù)法規(guī)、開(kāi)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)和基礎(chǔ)資料。二、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三、監(jiān)測(cè)項(xiàng)目類(lèi)別必測(cè)項(xiàng)目按地方情況增加的必測(cè)項(xiàng)目選測(cè)項(xiàng)目空氣污染物監(jiān)測(cè)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(duì)硫磷、異氰酸甲酯等空氣降水監(jiān)測(cè)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(cè)項(xiàng)目（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(dòng)監(jiān)測(cè)站(點(diǎn))數(shù)目市區(qū)人口/萬(wàn)人可吸入顆粒物SO2NOx氧化劑CO風(fēng)向、風(fēng)速≤100221111100～400552222400～800884342>80010105453圖3.1網(wǎng)格布點(diǎn)法圖3.2同心圓布點(diǎn)法表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以上五、采樣頻率和采樣時(shí)間采樣頻率系指在一個(gè)時(shí)段內(nèi)的采樣次數(shù)。采樣時(shí)間指每次采樣從開(kāi)始到結(jié)束所經(jīng)歷的時(shí)間。二者要根據(jù)監(jiān)測(cè)目的、污染物分布特征、分析方法靈敏度等因素確定。表3.6國(guó)家環(huán)保局頒布的城鎮(zhèn)空氣質(zhì)量采樣頻率和時(shí)間監(jiān)測(cè)項(xiàng)目采樣時(shí)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(gè)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(gè)月灰塵自然沉降量每月采樣30±2d，每年12個(gè)月硫酸鹽化速率每月采樣30±2d，每年12個(gè)月六、采樣方法、監(jiān)測(cè)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(cè)方法選擇采樣方法和儀器。盡可能選擇國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法——《空氣和廢氣監(jiān)測(cè)分析方法》（第四版）第三節(jié)空氣樣品的采集方法和

采樣儀器（二）填充柱阻留法

吸附型填充柱，分配型填充柱，反應(yīng)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（三）濾料阻留法圖3.9顆粒物采樣夾和濾料采樣裝置示意圖（四）低溫冷凝法圖3.10低溫冷凝采樣裝置示意圖（五）靜電沉降法（六）擴(kuò)散(或滲透)法（七）自然積集法（八）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三、采樣儀器（一）組成部分收集器，流量計(jì)，采樣動(dòng)力。圖3.13幾種常用的流量計(jì)示意圖皂膜流量計(jì)孔口流量計(jì)1.隔板；2.液柱；3.支架轉(zhuǎn)子流量計(jì)1.錐形玻璃管；2.轉(zhuǎn)子圖3.14攜帶式采樣器工作原理示意圖（二）專(zhuān)用采樣器1.空氣采樣器收集器流量計(jì)采樣泵定時(shí)器圖3.15大氣采樣器實(shí)物照片2.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KC-1000型大流量TSP采樣器（2）可吸入顆粒物采樣器圖3.17TSP采樣器實(shí)物照片圖3.18旋風(fēng)分塵器原理示意圖圖3.19向心式分塵器原理示意圖圖3.20三級(jí)向心式分塵器原理示意圖（3）個(gè)體劑量器圖3.21撞擊式分塵器示意圖四、采樣效率（一）采集氣態(tài)和蒸氣態(tài)污染物質(zhì)效率的評(píng)價(jià)方法絕對(duì)比較法相對(duì)比較法

（二）采集顆粒物效率的評(píng)價(jià)方法五、采樣記錄被測(cè)污染物的名稱(chēng)及編號(hào)；采樣地點(diǎn)和采樣時(shí)間；采樣流量和采樣體積；采樣時(shí)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。第四節(jié)氣態(tài)和蒸氣態(tài)污染物質(zhì)的測(cè)定一、二氧化硫的測(cè)定SO2是一種無(wú)色、易溶于水、有刺激性氣味的氣體，能通過(guò)呼吸進(jìn)入氣管，對(duì)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(shí)，可加重對(duì)呼吸道黏膜的損害。來(lái)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(cè)定方法：分光光度法、恒電流庫(kù)侖滴定法。二氧化硫采樣及樣品保存

1.短時(shí)間采樣：根據(jù)空氣中二氧化硫濃度的高低，采用內(nèi)裝10mL吸收液的U形多孔玻板吸收管，以O(shè).5L／min的流量采樣。采樣時(shí)吸收液溫度的最佳范圍在23～29℃。2.24h連續(xù)采樣：用內(nèi)裝50mL吸收液的多孔玻板吸收瓶，以0.2～0.3L／min的流量連續(xù)采樣24h。吸收液溫度須保持在23～29℃范圍。3.放置在室(亭)內(nèi)的24h連續(xù)采樣器，進(jìn)氣口應(yīng)連接符合要求的空氣質(zhì)量集中采樣管路系統(tǒng)，以減少二氧化硫氣樣進(jìn)入吸收器前的損失。4.樣品運(yùn)輸和儲(chǔ)存過(guò)程中，應(yīng)避光保存。

1、四氯汞鉀溶液吸收-鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法

空氣中的SO2被四氯汞鉀溶液吸收后，生成穩(wěn)定的二氯亞硫酸鹽絡(luò)合物，該絡(luò)合物與甲醛及鹽酸副玫瑰苯胺作用，生成紫色絡(luò)合物，其顏色深淺與SO2含量成正比，可用分光光度法比色定量。2、甲醛緩沖液吸收-鹽酸副玫瑰苯胺

分光光度法

氣樣中的SO2被甲醛緩沖液吸收后，生成穩(wěn)定的羥基甲基磺酸加成化合物，加入氫氧化鈉溶液使加成化合物分解，釋放出SO2與鹽酸副玫瑰苯胺反應(yīng)，生成紫紅色絡(luò)合物，其最大吸收波長(zhǎng)為577nm，用分光光度法定量。3、釷試劑分光光度法

空氣中SO2用過(guò)氧化氫溶液吸收并氧化成硫酸。硫酸根離子與定量加入的過(guò)量高氯酸鋇反應(yīng)，生成硫酸鋇沉淀，剩余鋇離子與釷試劑作用生成紫紅色的釷試劑-鋇絡(luò)合物，據(jù)其顏色深淺，間接進(jìn)行定量測(cè)定。

4、定電位電解法

當(dāng)氣樣中SO2的通過(guò)透氣隔膜進(jìn)入電解池后，在工作電極上迅速發(fā)生氧化反應(yīng)，所產(chǎn)生的極限擴(kuò)散電流與SO2濃度成正比。

二、氮氧化物的測(cè)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(wú)色、無(wú)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(cè)定方法：鹽酸萘乙二胺分光光度法、原電池庫(kù)侖法。1、鹽酸萘乙二胺分光光度法

用冰乙酸、對(duì)氨基苯磺酸和鹽酸萘乙二胺配成與吸收液采樣，空氣中NO2的被吸收轉(zhuǎn)變成亞硝酸和硝酸。在冰乙酸存在條件下，亞硝酸與對(duì)胺基苯磺酸發(fā)生重氫化反應(yīng)，然后再與鹽酸萘乙二胺偶合，生成玫瑰紅色偶氮染料，其顏色深淺與氣樣中NO2的濃度成正比，用分光光度法比色定量。

（1）酸性高錳酸鉀溶液氧化法

空氣中NO2被串聯(lián)的第一支吸收瓶中吸收液吸收生成偶氮染料，空氣中NO的不與吸收液反應(yīng)，通過(guò)氧化管被氧化為NO2后，被串聯(lián)的第二支吸收瓶中的吸收液吸收生成粉紅色的偶氮染料，分別于波長(zhǎng)540-545nm之間處測(cè)量其吸光度，用分光光度法比色定量。

（2）三氧化鉻-石英砂氧化法

空氣中氮氧化物經(jīng)過(guò)三氧化鉻-石英砂氧化管后，以二氧化氮的形式與吸收液中的對(duì)氨基磺酸進(jìn)行重氮化反應(yīng)，再與鹽酸萘乙二胺偶合，生成粉紅色的偶氮染料，分別于波長(zhǎng)540-545nm之間處測(cè)量其吸光度，用分光光度法比色定量。

圖3.22空氣中NO2、NO、和NOx采樣流程示意圖圖3.23原電池庫(kù)侖法測(cè)定NOx原理示意圖2、原電池庫(kù)侖法

氣樣中的NO2進(jìn)入庫(kù)侖池與電解液中的I-反應(yīng)，將其氧化為I2，而生成的I2又立即在鉑網(wǎng)陰極上還原為I-，便產(chǎn)生微小電流。如果電流效率達(dá)100%，則在一定條件下，微電流大小與氣樣中NO2濃度成正比，故可根據(jù)法拉第電解定律將產(chǎn)生的電流換算成NO2的濃度。

圖3.24原電池庫(kù)侖法NOx監(jiān)測(cè)儀氣路示意圖三、一氧化碳的測(cè)定一氧化碳(CO)是空氣中主要污染物之一，它主要來(lái)自石油、煤炭燃燒不充分的產(chǎn)物和汽車(chē)排氣。CO是一種無(wú)色、無(wú)味的有毒氣體，燃燒時(shí)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(cè)定方法：氣相色譜法(GC)、汞置換法。一氧化碳的測(cè)定

1、氣相色譜法空氣中的CO、CO2和甲烷經(jīng)TDX-01碳分子篩柱分離后，于氫氣流中在鎳催化劑作用下，CO、CO2皆能轉(zhuǎn)化為CH4，然后用氫火焰離子化檢測(cè)器分別測(cè)定上述三種物質(zhì)，由其峰高確定其濃度。

（一）氣相色譜法（GC）圖3.25色譜法測(cè)定CO流程示意圖一氧化碳的測(cè)定

2、汞置換法氣樣中的CO與活性氧化汞在180～200℃發(fā)生反應(yīng),置換出汞蒸氣,帶入冷原子吸收測(cè)汞儀測(cè)定汞的含量,再換算成CO的濃度.塵埃、水蒸氣、二氧化硫、丙酮、甲醛、乙烯、乙炔等干擾物質(zhì)通過(guò)灰塵過(guò)濾器、活性炭管、分子篩管及硫酸亞汞硅膠管等凈化裝置除去。

（二）汞置換法圖3.26汞置換法CO測(cè)定儀工作流程示意圖四、光化學(xué)氧化劑的測(cè)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(guò)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(cè)定空氣中光化學(xué)氧化劑常用硼酸碘化鉀分光光度法。光化學(xué)氧化劑的測(cè)定

硼酸-碘化鉀分光光度法用硼酸-碘化鉀吸收溶液吸收溶液吸收空氣中的臭氧及其它氧化劑,碘離子被氧化析出碘分子的量與臭氧等氧化劑有定量關(guān)系,于352nm處測(cè)定游離碘的吸光度,與標(biāo)準(zhǔn)色列吸光度比較,可得總氧化劑濃度,扣除NOx參加反應(yīng)的部分后,即為光化學(xué)氧化劑的濃度.

五、臭氧的測(cè)定臭氧是最強(qiáng)的氧化劑之一，它是空氣中的氧在太陽(yáng)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(lèi)和NOx的光化學(xué)反應(yīng)。同時(shí)，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(yáng)紫外線的輻射。但是，如O3超過(guò)一定濃度，對(duì)人體和某些植物生長(zhǎng)會(huì)產(chǎn)生一定危害。測(cè)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。六、氟化物的測(cè)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(lèi)物質(zhì)，由呼吸道進(jìn)入人體，會(huì)引起黏膜刺激、中毒等癥狀，并能影響各組織和器官的正常生理功能。對(duì)于植物的生長(zhǎng)也會(huì)產(chǎn)生危害。測(cè)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。氟化物的測(cè)定

濾膜采樣-離子選擇電極法用在濾膜夾中裝有磷酸氫二鉀溶液浸漬的玻璃纖維濾膜或碳酸氫鈉-甘油溶液浸漬的玻璃纖維濾膜的采樣器采樣,則空氣中的氟化物被吸收固定,塵態(tài)氟化物同時(shí)被阻留在濾膜上.采樣后的濾膜用水或酸浸取后,用氟離子選擇電極法測(cè)定.

氟化物的測(cè)定

石灰濾紙采樣-離子選擇電極法用浸漬氫氧化鈣溶液的濾紙采樣,則空氣中氟化物與氫氧化鈣反應(yīng)被固定,用總離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)劑浸取后,用氟離子選擇電極法測(cè)定.

七、硫酸鹽化速率的測(cè)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(guò)一系列氧化演變和反應(yīng)，最終形成危害更大的硫酸霧和硫酸鹽霧，這種演變過(guò)程的速度稱(chēng)為硫酸鹽化速率。測(cè)定方法：二氧化鉛-重量法、堿片-重量法、堿片-離子色譜法。硫酸鹽化速率的測(cè)定

ratedeterminationofvitriolization

(一)二氧化鉛--重量法leaddioxidemethod

原理:結(jié)果以每日在lOOcm2二氧化鉛面積上所含SO3的毫克數(shù)表示。最低檢出濃度為0.05[mgSO3/(100cm2PbO2·d)]。

測(cè)定方法

(1)Pb02采樣管制備。在素瓷管上涂一層黃蓍膠bassoragum乙醇溶液，將適當(dāng)大小的濕紗布平整地繞貼在素瓷管上，再均勻地刷上一層黃蓍膠乙醇溶液，除去氣泡，自然晾至近干后，將PbO2與黃蓍膠乙醇溶液研磨制成的糊狀物均勻地涂在紗布上，涂布面積約100cm2，晾干，移入干燥器存放。(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(shí)，將PbO2采樣管放入密閉容器中。

測(cè)定

準(zhǔn)確測(cè)量PbO2涂層的面積，將采樣管放入燒杯中，用碳酸鈉溶液淋濕涂層，用鑷子取下紗布，并用碳酸鈉溶液沖凈瓷管，取出。攪拌洗滌液、蓋好、放置2—3h或過(guò)夜。將燒杯在沸水浴上加熱至近沸，保持30min，稍冷，用傾斜法過(guò)濾并洗滌，獲得樣品濾液。在濾液中加甲基橙指示劑，滴加鹽酸至呈紅色并稍過(guò)量。在沸水浴上加熱，驅(qū)盡CO2，滴加BaCl2溶液至沉淀完全，再加熱30min，冷卻、放置2h后，用恒重的G4玻璃砂芯坩堝抽氣過(guò)濾，洗滌至濾液中無(wú)氯離子為止。將坩堝于105—110℃烘箱中烘至恒重。同時(shí)，將兩支保存在干燥器內(nèi)的空白采樣管按同法操作，測(cè)其空白值，按下式計(jì)算測(cè)定結(jié)果：式中：Ws——樣品管測(cè)得BaSO4的重量(mg)；Wo--空白管測(cè)得BaSO4的重量(mg)；S——采樣管上PbO2涂層面積(cm2)；n——采樣天數(shù)，準(zhǔn)確至0.1d；表示SO3與BaSO4分子量之比值(0.343)。

(二)堿片-重量法將用碳酸鉀溶液浸漬的玻璃纖維濾膜暴露于空氣中,碳酸鉀與空氣中的SO2等反應(yīng)生成硫酸鹽,加入BaCL2溶液轉(zhuǎn)化為BaSO4沉淀,用重量法測(cè)定.

(三)堿片-離子色譜法用堿片法采樣,采樣堿片經(jīng)碳酸鈉-碳酸氫鈉稀溶液浸取后,獲得樣品溶液,注入離子色譜儀測(cè)定.

八、汞的測(cè)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?lái)源于汞礦開(kāi)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(guò)程排放和逸散的廢氣和粉塵。測(cè)定方法：金膜富集-冷原子吸收法、巰基棉富集-冷原子熒光法。圖3.27金膜富集-冷原子吸收法測(cè)汞流程示意圖（一）金膜富集-冷原子吸收法（二）巰基棉富集-冷原子熒光法九、總烴及非甲烷烴的測(cè)定污染環(huán)境空氣的烴類(lèi)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?，稱(chēng)為總烴(THC)，另一種是除甲烷以外的碳?xì)浠衔?，稱(chēng)為非甲烷烴(NMHC)?？諝庵械奶?xì)浠衔镏饕獊?lái)自石油煉制、焦化、化工等生產(chǎn)過(guò)程中逸散和排放的廢氣及汽車(chē)尾氣，局部地區(qū)也來(lái)自天然氣、油田氣的逸散。測(cè)定方法：氣相色譜法、光電離檢測(cè)法。圖3.28色譜法測(cè)定總烴流程示意圖（一）氣相色譜法圖3.29除烴凈化裝置示意圖圖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(cè)法十、揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)和甲醛的測(cè)定VOCs是指室溫下飽和蒸氣壓超過(guò)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。（二）甲醛的測(cè)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。（一）揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)的測(cè)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十一、其他污染物質(zhì)的測(cè)定（一）苯系物的測(cè)定苯系物包括苯、甲苯、乙苯、鄰二甲苯、對(duì)二甲苯、間二甲苯等，可經(jīng)富集采樣，解吸，用氣相色譜法測(cè)定。（二）揮發(fā)酚的測(cè)定常用氣相色譜法或4-氨基安替比林分光光度法測(cè)定空氣中的揮發(fā)酚(苯酚、甲酚、二甲酚等)。（三）甲基對(duì)硫磷和敵百蟲(chóng)的測(cè)定甲基對(duì)硫磷(甲基1605)是國(guó)內(nèi)廣泛應(yīng)用的殺蟲(chóng)劑，屬高毒物質(zhì)。常用的測(cè)定方法有氣相色譜法和鹽酸萘乙二胺分光光度法。十二、空氣污染指數(shù)計(jì)算空氣污染指數(shù)(API)是一種向社會(huì)公眾公布的反映和評(píng)價(jià)空氣質(zhì)量狀況的指標(biāo)。它將常規(guī)監(jiān)測(cè)的幾種主要空氣污染物濃度經(jīng)過(guò)處理簡(jiǎn)化為單一的數(shù)值形式，分級(jí)表示空氣質(zhì)量和污染程度，具有簡(jiǎn)明、直觀和使用方便的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)我國(guó)城市空氣污染的特點(diǎn)，以SO2、NOx和TSP作為計(jì)算API的暫定項(xiàng)目，并確定API為50、100、200時(shí)，分別對(duì)應(yīng)于我國(guó)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中日均值的一、二、三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的污染濃度限值，500則對(duì)應(yīng)于對(duì)人體健康產(chǎn)生明顯危害的污染水平。某種污染物的污染分指數(shù)(Ii)按下式計(jì)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(jì)算表3.8空氣污染指數(shù)分級(jí)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(shí)均值）NO2(小時(shí)均值)CO(小時(shí)均值)O3(小時(shí)均值)500.0500.0800.0500.1200.250.1250.1201000.1500.1200.1500.3000.500.24100.2002000.8000.2800.2500.5001.601.13600.4003001.6000.5650.4200.6252.402.26900.8004002.1000.7500.5000.8753.203.001201.0005002.6200.9400.6001.0004.003.751501.200

表3.9空氣污染指數(shù)范圍及相應(yīng)的空氣質(zhì)量級(jí)別污染指數(shù)質(zhì)量級(jí)別質(zhì)量描述對(duì)健康的影響對(duì)應(yīng)空氣質(zhì)量的適用范圍0～50Ⅰ優(yōu)可正常活動(dòng)自然保護(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(dòng)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(zhǎng)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(shí)間接觸后，心臟病和肺病患者癥狀顯著加劇，運(yùn)動(dòng)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(dòng)耐受力，提前出現(xiàn)某些疾病第五節(jié)顆粒物的測(cè)定TSP采樣器一、總懸浮顆粒物(TSP)的測(cè)定濾膜捕集——重量法用抽氣動(dòng)力抽取一定體積的空氣通過(guò)已恒重的濾膜，則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(jì)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。大流量采樣器TSP

HighVolumeAirSampler

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(jì)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)下的采樣流量(m3/min)；t——采樣時(shí)間(min)。

中流量采樣器TSP

middleVolumeAirSampler

中流量采樣法使用中流量采樣器（50-150L/min），所用濾膜直徑較大流量的小，采樣和測(cè)定方法同大流量法。

二、可吸入顆粒物(PM10)的測(cè)定可吸入顆粒物主要是指通過(guò)人的咽喉進(jìn)入肺部的氣管、支氣管區(qū)和肺泡的那部分顆粒物，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(cè)定方法：重量法、壓電晶體差頻法、光散射法。（二）壓電晶體差頻法（三）光散射法圖3.33石英晶體PM10測(cè)定儀工作原理示意圖（一）重量法三、灰塵自然沉降量及其組分的測(cè)定該指標(biāo)系指在空氣環(huán)境條件下，單位時(shí)間靠重力自然沉降落在單位面積上的顆粒物量(簡(jiǎn)稱(chēng)降塵)?；覊m自然沉降量用重量法測(cè)定。有時(shí)還需要測(cè)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。（一）灰塵自然沉降量的測(cè)定（二）降塵中可燃物的測(cè)定圖3.34光散射法PM10監(jiān)測(cè)儀工作原理示意圖（三）降塵中其他組分的測(cè)定圖3.35降塵組分分析過(guò)程示意圖四、總懸浮顆粒物中主要組分的測(cè)定

某些金屬元素和非金屬化合物的測(cè)定

顆粒物中常需測(cè)定的金屬元素和非金屬化合物有鈹、鉻、鉛、鐵、銅、鋅、鎘、鎳、鈷、銻、錳、砷硒、硫酸根、硝酸根、氯化物等。它們之中多數(shù)含量很低，需選擇靈敏度高的方法測(cè)定。

某些金屬元素和非金屬化合物的測(cè)定

1．樣品預(yù)處理方法預(yù)處理方法因組分不同而異，常用的方法有：(1)濕式分解法：即用酸溶解樣品，或?qū)⒍吖矡嵯鈽悠?。常用的酸有鹽酸、硝酸、硫酸、磷酸、高氯酸等。消解試樣常用混合酸。(2)干式灰化法：將樣品放在坩堝中，置于馬福爐內(nèi)，在400一800℃下分解樣品，然后用酸溶解灰分測(cè)定金屬或非金屬元素。為防止高溫灰化法導(dǎo)致某些元素的損失，可使用低溫灰化法，如高頻感應(yīng)激發(fā)氧灰化法等。(3)水浸取法：用于硫酸鹽、硝酸鹽、氯化物、六價(jià)鉻等水溶性物質(zhì)的測(cè)定。2.測(cè)定方法：鈹、六價(jià)鉻、鐵、砷、鉛、銅、鋅、鎘、鉻、錳、鎳均可采用原子吸收分光光度法測(cè)定。

有機(jī)化合物的測(cè)定

顆粒物中的有機(jī)組分很復(fù)雜，但受到普遍重視的是多環(huán)芳烴，如蒽、菲、芘等，其中不少物質(zhì)具有致癌作用。例如，3，4—苯并芘(簡(jiǎn)稱(chēng)苯并(a)芘或BaP)就是環(huán)境中普遍存在的一種強(qiáng)致癌質(zhì)，為目前顆粒物中主要測(cè)定的有機(jī)化合物。BaP主要來(lái)自含碳燃料及有機(jī)物熱解過(guò)程。煤炭、石油等在無(wú)氧加熱裂解過(guò)程中，產(chǎn)生的烷烴、烯烴等經(jīng)過(guò)脫氫、聚合，可產(chǎn)生一定數(shù)量的苯并(a)芘，并吸附在煙氣飄塵上散布于大氣中；香煙煙霧中也含3，4—苯并芘。

2.多環(huán)芳烴的分離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3.苯并(a)芘的測(cè)定圖3.38高效液相色譜分析流程示意圖第六節(jié)降水監(jiān)測(cè)一、采樣點(diǎn)的布設(shè)根據(jù)我國(guó)《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(lái)確定。一般常規(guī)監(jiān)測(cè)，人口在五十萬(wàn)以上的城市布三個(gè)點(diǎn)，人口在五十萬(wàn)以下的城市布設(shè)二個(gè)點(diǎn)，采樣點(diǎn)的布設(shè)應(yīng)兼顧城區(qū)、農(nóng)村和清潔對(duì)照點(diǎn)。要盡可能照顧到氣象地形、地貌。（2）采樣點(diǎn)位應(yīng)盡可能的遠(yuǎn)離局部污染源，四周無(wú)遮擋雨、雪的高大樹(shù)木或建筑物。二、樣品的采集（一）采樣器圖3.40降水采樣器實(shí)物照片圖3.39雨水自動(dòng)采樣器示意圖（二）采樣方法（三）水樣的保存（1）從每次降雨(雪)開(kāi)始，要采集全過(guò)程(開(kāi)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(kāi)始，連續(xù)采集24h為一次樣。（2）采樣器應(yīng)高于基礎(chǔ)面1.2m以上。（3）樣品采集后，應(yīng)貼上標(biāo)簽，編好號(hào)，記錄采樣地點(diǎn)、日期、采樣起止時(shí)間、雨量等。采樣后應(yīng)盡快測(cè)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。（一）測(cè)定項(xiàng)目和測(cè)定頻次I級(jí)測(cè)點(diǎn)為：pH、電導(dǎo)率、K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH4+、SO42－、NO2－、NO3－、F－、Cl－。每月測(cè)定不少于一次，每月選一個(gè)或幾個(gè)隨機(jī)降水樣品分析上述項(xiàng)目。省、市監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)中的Ⅱ、Ⅲ級(jí)測(cè)點(diǎn)視實(shí)際需要和可能決定測(cè)定項(xiàng)目。三、降水組分的測(cè)定（二）測(cè)定方法1.pH的測(cè)定2.電導(dǎo)率的測(cè)定3.硫酸根的測(cè)定4.亞硝酸根和硝酸根的測(cè)定5.氟離子的測(cè)定6.氯離子的測(cè)定7.銨根離子的測(cè)定8.鉀、鈉、鈣、鎂離子的測(cè)定第七節(jié)污染源監(jiān)測(cè)（一）監(jiān)測(cè)目的和要求監(jiān)測(cè)目的：檢查排放的廢氣中有害物質(zhì)含量是否符合國(guó)家或地方的排放標(biāo)準(zhǔn)和總量控制標(biāo)準(zhǔn)；評(píng)價(jià)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(píng)價(jià)和管理提供依據(jù)。進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，要求生產(chǎn)設(shè)備處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，對(duì)因生產(chǎn)過(guò)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(cè)。監(jiān)測(cè)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(jì)算廢氣排放量和污染物質(zhì)排放濃度時(shí)，都使用標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的干氣體體積。一、固定污染源排氣監(jiān)測(cè)（二）采樣點(diǎn)的布設(shè)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(kāi)彎頭、變徑管、三通管及閥門(mén)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)煙道動(dòng)畫(huà)3.1圓形煙道采樣點(diǎn)布設(shè)

動(dòng)畫(huà)3.2矩形(或方形)煙道采樣點(diǎn)布設(shè)（三）基本狀態(tài)參數(shù)的測(cè)量溫度的測(cè)量：熱電偶測(cè)溫毫伏計(jì)壓力的測(cè)量：測(cè)壓管、壓力計(jì)

全壓Pt＝靜壓Ps＋動(dòng)壓Pv）標(biāo)準(zhǔn)皮托管：只適用于含塵量少的煙氣。特點(diǎn)：具有較高的測(cè)量精度，其校正系數(shù)近似等于1，如果煙氣中煙塵濃度大，易被堵塞。標(biāo)準(zhǔn)皮托管S型皮托管

S型皮托管：適用于測(cè)煙塵含量較高的煙氣。特點(diǎn)：由兩根相同的金屬管并聯(lián)組成，其測(cè)量端有兩個(gè)大小相等、方向相反開(kāi)口，測(cè)量煙氣壓力時(shí)，一個(gè)開(kāi)口面向氣流，接受氣流的全壓，另一個(gè)開(kāi)口背向氣流，接受氣流靜壓。由于氣體繞流的影響，測(cè)得的靜壓比實(shí)際值小，因此，在使用前必須用標(biāo)準(zhǔn)皮托管進(jìn)行校正。

采樣頭采樣管S形皮托管熱電偶圖3.41傾斜式微壓計(jì)

示意圖圖3.42動(dòng)壓和靜壓測(cè)量方法示意圖下圖為S型皮托管和標(biāo)準(zhǔn)皮托管與傾斜式微壓計(jì)測(cè)量煙氣壓力的連接方法。標(biāo)準(zhǔn)皮托管與U形皮托管連接方法

下圖為標(biāo)準(zhǔn)皮托管和與U形壓力計(jì)測(cè)量煙氣壓力的連接方法。。

流速和流量的計(jì)算在測(cè)出煙氣的溫度、壓力等參數(shù)后，按下式計(jì)算各測(cè)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(dòng)壓，Pa；

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

S——測(cè)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(jì)算：（四）含濕量的測(cè)定重量法冷凝法干濕球溫度計(jì)法圖3.43重量法測(cè)定煙氣含濕量裝置示意圖（五）煙塵濃度的測(cè)定原理圖3.44不同采樣速度時(shí)顆粒物運(yùn)動(dòng)狀況示意圖

等速采樣法方法之一：預(yù)測(cè)流速法原理：在采樣前先測(cè)出采樣點(diǎn)的煙氣溫度壓力、含濕量，計(jì)算出煙氣流速，再結(jié)合采樣嘴直徑計(jì)算出等速采樣條件下各采樣點(diǎn)的采樣流量。采樣時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥按照計(jì)算出的流量采樣適用對(duì)象：適用煙氣流速比較穩(wěn)定的污染源。由于預(yù)測(cè)流量法測(cè)定煙氣流速與采樣不是同時(shí)進(jìn)行。圖3.46動(dòng)壓平衡型等速管法采樣裝置示意