環(huán)境監(jiān)測大氣監(jiān)測

環(huán)境監(jiān)測大氣監(jiān)測第一頁，共七十頁，2022年，8月28日第一節(jié)概述31第二節(jié)大氣監(jiān)測試樣的采集第三節(jié)氣態(tài)污染物測定33第四節(jié)顆粒狀污染物的測定342第二頁，共七十頁，2022年，8月28日氣體監(jiān)測的對象

空氣污染監(jiān)測工作一般可分為三類

環(huán)境大氣監(jiān)測

污染源的監(jiān)測

室內(nèi)空氣污染監(jiān)測

第三頁，共七十頁，2022年，8月28日環(huán)境大氣監(jiān)測監(jiān)測對象是整個大氣，目的是了解和掌握環(huán)境污染的情況，進行大氣污染質(zhì)量評價。污染源監(jiān)測主要是了解這些污染源所排出的有害物質(zhì)是否符合現(xiàn)行排放標準的規(guī)定，分析它們對大氣污染的影響，以便對其加以限制。第四頁，共七十頁，2022年，8月28日室內(nèi)空氣污染監(jiān)測是近年來的熱點。它主要是通過采樣和分析手段，研究室內(nèi)空氣中有害物質(zhì)的來源、組成成分、數(shù)量、動向、轉化和消長規(guī)律。它是以消除污染物的危害，改善室內(nèi)空氣質(zhì)量和保護居民健康為目的的。第五頁，共七十頁，2022年，8月28日大氣污染物質(zhì)種類第六頁，共七十頁，2022年，8月28日氣體監(jiān)測中常用的定義術語(1)總懸浮顆粒物（TSP）：指能懸浮在空氣中，空氣動力學當量直徑≤100um的顆粒物。

(2)可吸入顆粒物（PM10）：指懸浮在空氣中，空氣動力學當量直徑≤10um的顆粒物。

(3)氮氧化物（以NO2計）：指空氣中主要以NO2和NO形式存在的氮的氧化物。第七頁，共七十頁，2022年，8月28日(4)總揮發(fā)性有機化合物（TVOC）：利用TenaxGC或TenaxTA采樣，非極性色譜柱（極性指數(shù)小于10）進行分析，保留時間在正己烷和正十六烷之間的揮發(fā)性有機化合物。

(5)鉛（Pb）：指存在于總懸浮顆粒物中的鉛及其化合物。(6)苯并[a]芘（B[a]P）：指存在于可吸入顆粒物中的苯并[a]芘。

(7)氟化物（以F計）：以氣態(tài)及顆粒態(tài)形式存在的無機氟化物。

第八頁，共七十頁，2022年，8月28日(8)年平均：指任何一年的日平均濃度的算術均值。

(9)季平均：指任何一季的日平均濃度的算術均值。

(10)月平均：指任何一月的日平均濃度的算術均值。

(11)日平均：指任何一日的平均濃度。第九頁，共七十頁，2022年，8月28日(12)一小時平均：指任何一小時的平均濃度。

(13)植物生長季平均：指任何一個植物生長季、月平均濃度的算術均值。

(14)環(huán)境空氣：指人群，植物，動物和建筑物所暴露的室外空氣。

(15)標準狀態(tài)：指溫度為273K，壓力為101.325kPa時的狀態(tài)。

第十頁，共七十頁，2022年，8月28日涉及氣體監(jiān)測的現(xiàn)有國家標準環(huán)境空氣質(zhì)量標準（GB3095-1996,2000年部分修訂）

大氣污染源排放標準（若干）

室內(nèi)空氣質(zhì)量標準（GB/T18883-2002）第十一頁，共七十頁，2022年，8月28日選測項目一氧化碳、飄塵、光化學氧化劑、氟化物、鉛、汞、苯并(a)芘、總烴及非甲烷烴必測項目二氧化硫、氮氧化物、可吸入顆粒物、大氣污染監(jiān)測的項目第十二頁，共七十頁，2022年，8月28日一、采樣點的布置二、采樣時間和頻率三、采樣方法和儀器四、采樣的效率五、氣樣體積的換算第二節(jié)大氣監(jiān)測試樣的采集第十三頁，共七十頁，2022年，8月28日工業(yè)集中地區(qū)多取點，農(nóng)村可少些1覆蓋全部監(jiān)測區(qū)：采樣點應設在整個監(jiān)測區(qū)域的高中低三種不同污染物濃度的地方在污染源比較集中，主導風向比較明顯的情況下，應將污染源的下風向作為主要監(jiān)測范圍，布設較多的采樣點；上風向布設少量點作為對照2布設采樣點的原則和要求第十四頁，共七十頁，2022年，8月28日3工業(yè)集中地區(qū)多取點，農(nóng)村可少些人口密度大的地區(qū)多取點，少的地區(qū)可少些超標地區(qū)多取點，未超標地區(qū)少些45第十五頁，共七十頁，2022年，8月28日6采樣點的周圍開闊，采樣口水平線與周圍建筑物高度的夾角不應大于30度。采樣點的設置條件要盡可能一致或者標準化，使監(jiān)測數(shù)據(jù)具有可比性采樣點的高度根據(jù)監(jiān)測項目而定78第十六頁，共七十頁，2022年，8月28日污染物濃度污染源工業(yè)分布

人口密度超標情況監(jiān)測類型優(yōu)化布點基本原則布設采樣點的原則和要求第十七頁，共七十頁，2022年，8月28日采樣點的數(shù)目應根據(jù)監(jiān)測范圍大小、污染物的空間分布特征、人口分布及密度、氣象、地形及經(jīng)濟條件等因素綜合考慮我國大氣環(huán)境污染例行監(jiān)測采樣點設置數(shù)目市區(qū)人口(萬人)SO2、NOX、TSP灰塵自然降塵量硫酸鹽化速率<5050-100100-200200-400>40034567≥34-88-1112-2020-30≥66-1212-1818-3030-40第十八頁，共七十頁，2022年，8月28日適用范圍：孤立的高架點源，且主導風向明顯布點方法：(1)頂點：點源(2)軸線：煙云方向(3)范圍：扇形(4)夾角：45－60°，相鄰夾角10－20°(5)采樣點：近密遠疏，每條弧線：3－4個點扇形布點法主要用于多個污染源構成污染群，且大污染源比較集中的地區(qū)(1)找出污染源中心，以此為圓心畫同心圓(2)從圓心列出若干條放射線，射線與圓的交叉點為采樣點位置(射線至少五條)(3)同心圓的半徑分別為4，10，20，40km，每個圓上再分別設4，8，8，4個采樣點(可視上風下風而靈活設定)

同心圓布點法第十九頁，共七十頁，2022年，8月28日適用于多個污染源，且污染源分布較均勻的地區(qū)

1.將監(jiān)測區(qū)域劃分成若干均勻網(wǎng)狀方格，采樣點設在兩條直線的交點處或方格中心

2.優(yōu)點：

(1)隨機性強，能較好地反映污染物的時空分布

(2)得到的數(shù)據(jù)對今后的布點有效，并可為面源擴散模式提供合理的數(shù)據(jù)網(wǎng)格布點法多用于區(qū)域性的常規(guī)監(jiān)測(1)先將監(jiān)測區(qū)域劃分成工業(yè)區(qū)、商業(yè)區(qū)、居住區(qū)、工業(yè)和居住混合區(qū)、交通不同功能區(qū)(2)再按功能區(qū)的地形、氣象、人口密度、建筑密度等，在每個功能區(qū)設若干采樣點功能區(qū)布點法第二十頁，共七十頁，2022年，8月28日二、采樣時間和頻率（p157）采樣時間：指每次采樣所需時間的長短；采樣頻率：指一定時間范圍內(nèi)的采樣次數(shù)；監(jiān)測項目采樣時間和頻率二氧化硫隔日采樣，每天24±0.5小時，每年12個月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)24±0.5小時，每月5－6天，每年12個月灰塵自然降塵量每月采樣30±2天，每年12個月硫速鹽化速率每月采樣30±2天，每年12個月第二十一頁，共七十頁，2022年，8月28日采樣時間和頻率（157頁)按實驗室分析法；表3-6《采樣頻率和采樣時間》，空氣自動監(jiān)測系統(tǒng)；表3-7《污染物監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計的有效性規(guī)定》執(zhí)行第二十二頁，共七十頁，2022年，8月28日……直接采樣法被測組分濃度高分析方法靈敏度高濃縮采樣法

被測組分濃度高分析方法靈敏度不夠高采樣方法三、采樣方法和儀器第二十三頁，共七十頁，2022年，8月28日……直接采樣方法1.注射器采樣2.塑料袋采樣3.采氣管采樣第二十四頁，共七十頁，2022年，8月28日4.真空瓶采樣采樣體積V：V0-------真空采氣瓶容積，L；P------大氣壓力，kPa；PB-------閉管壓力計讀數(shù)，kPa；第二十五頁，共七十頁，2022年，8月28日濃縮采樣法溶液吸收法低溫冷凝法填充柱阻留法濾料阻留法第二十六頁，共七十頁，2022年，8月28日……溶液吸收法1.吸收液的選擇①對被采集物質(zhì)溶解度要大②與被采集物質(zhì)的化學反應速度要快③穩(wěn)定時間長④有利于下一步分析2.使用的儀器第二十七頁，共七十頁，2022年，8月28日溶液吸收法使用的儀器123氣泡吸收管沖擊式吸收管多孔篩板吸收管（瓶）第二十八頁，共七十頁，2022年，8月28日……多孔篩板吸收管氣泡吸收管沖擊式吸收管形成氣泡，增大接觸面積1.氣溶膠因慣性沖擊到管底被分散；2.氣體容易與空氣一起逃逸。第二十九頁，共七十頁，2022年，8月28日填充柱阻留法吸附型填充柱1.填充劑(活性炭、硅膠、分子篩等)2.表面吸附作用分子間引力引起的物理吸附，吸附力較弱剩余價鍵力引起的化學吸附，吸附力較強

分配型填充柱1.填充劑表面涂高沸點有機溶劑的惰性多孔顆粒物，如硅藻土，類似于GC中的固定相2.當被采集氣樣通過填充柱時，在有機溶劑中分配系數(shù)大的組分保留在填充劑上而被富集反應型填充柱1.填充劑：由惰性多孔顆粒物或纖維狀物表面涂漬能與被測組分發(fā)生化學反應的試劑制成。2.氣樣通過填充柱時，被測組分在填充劑表面因發(fā)生化學反應而被阻留。。。。。。。顆粒狀填充劑抽氣泵﹡﹡﹡﹡﹡﹡組分

空氣第三十頁，共七十頁，2022年，8月28日濾料阻留法該方法是將過濾材料放在采樣夾上，用抽氣裝置抽氣，則空氣上的顆粒物被阻留在過濾材料上，秤量過濾材料上富集的顆粒物重量，根據(jù)采樣體積可計算出空氣中顆粒物的濃度。濾料常用纖維狀慮料：濾紙、玻璃纖維慮膜，過氯乙烯濾膜等。篩孔狀慮料：微孔濾膜、核孔濾膜、銀薄膜第三十一頁，共七十頁，2022年，8月28日顆粒物采樣夾和濾料采樣裝置示意圖第三十二頁，共七十頁，2022年，8月28日低溫冷凝法①應用范圍：常溫下難于被固體吸附劑完全阻留的一些低沸點氣態(tài)化合物，所以用制冷劑將其冷凝下來。例如：苯乙烯，三氯乙醛等②冷凍劑冰－鹽水(－10℃)干冰－乙醇(－72℃)液氨(－183℃)液態(tài)空氣(－190℃)半導體制冷器③儀器冷阱，選擇性過濾器，濃縮管第三十三頁，共七十頁，2022年，8月28日低溫冷凝采樣裝置示意圖第三十四頁，共七十頁，2022年，8月28日

采樣效率指在規(guī)定的采樣條件下所采集到的污染物量占其總量的百分數(shù)絕對比較法評價方法相對比較法

采樣效率第三十五頁，共七十頁，2022年，8月28日……絕對比較法用標準氣測定采樣效率，采樣效率K為：C1—實測濃度C0—配制濃度相對比較法配制一定濃度范圍的待測氣體，串聯(lián)2－3個采樣管采集所配制的樣品，采樣效率K為：K應大于90％，若K小于90％，應串三個管使用

評價方法第三十六頁，共七十頁，2022年，8月28日Vt＝QS(L)Vt參比狀態(tài)為25℃，101.3KPa氣樣體積的換算第三十七頁，共七十頁，2022年，8月28日氣樣測定結果的表示方法①mg/m3

單位體積內(nèi)所含待測物的質(zhì)量數(shù)②ppm被測物體積與氣樣總體積之比第三十八頁，共七十頁，2022年，8月28日一、二氧化硫的測定（SO2）二、一氧化碳的測定三、硫酸鹽化速率的測定第三節(jié)氣態(tài)污染物質(zhì)的測定第三十九頁，共七十頁，2022年，8月28日甲醛緩沖溶-鹽酸副玫瑰苯胺分光度法釷試劑法四氯汞鉀吸收-鹽酸副玫瑰苯胺分度法分光光度法.溶液電導法二氧化硫測定方法第四十頁，共七十頁，2022年，8月28日四氯汞鉀溶液吸收－鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法測定條件H3PO4少，最終顯色溶液pH1.6±0.1，溶液紅紫色,

λmax＝548nmH3PO4多，最終顯色溶液pH1.2±0.1，溶液藍紫色

,

λmax＝575nm溶液吸收法的吸收液：四氯汞鉀分光光度法的顯色劑：對品紅+甲醛+磷酸第四十一頁，共七十頁，2022年，8月28日原理用氯化鉀和氯化汞配制成四氯汞鉀吸收液,氣樣中的二氧化硫用該溶液吸收,生成穩(wěn)定的二氯亞硫酸鹽絡合物,該絡合物再與甲醛和鹽酸副玫瑰苯胺作用,生成紫色絡合物,其顏色深淺與SO2含量成正比,用分光光度法測定。反應式如下:

HgCl2+2KC1===K2[HgCl4]

[HgCl4]2-+SO2+H2O===[HgCl2SO3]2-+2H++2Cl-[HgCl2SO3]2-+HCHO十2H+===HgCl2+HOCH2SO3H

羥基甲基磺酸紫色絡合物鹽酸副玫瑰苯胺第四十二頁，共七十頁，2022年，8月28日步驟：1采樣：吸取四氯汞鉀吸收液于吸收管中，以一定流量采樣；2測定：樣品放置一段時間，使臭氧分解；將吸收管中的吸收液全部轉移入比色皿，加入氨基磺酸銨溶液搖勻，放置以去除NOx，加入甲醛和對品紅，搖勻顯色，在波長575nm處比色。第四十三頁，共七十頁，2022年，8月28日濃度計算公式:SO2(mg/m3)＝(A-A0)×

Bs/Vn式中:A一試樣溶液的吸光度；

A0一試劑空白溶液的吸光度；

Bs一計算因子,單位吸光度對應的SO2的微克數(shù)，b/a,1/K

Vn一換算至標準狀態(tài)下的采樣體積(L)。Abam第四十四頁，共七十頁，2022年，8月28日……溫度，酸度，顯色時間等因素影響顯色反應；標準溶液和試樣溶液操作條件應保持一致.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；——加入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。注意事項第四十五頁，共七十頁，2022年，8月28日甲醛緩沖溶液吸收-鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法原理:氣樣中的SO2被甲醛緩沖溶液吸收后,生成穩(wěn)定的羥基甲磺酸加成化合物,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，生成紫紅色絡合物,其最大吸收波長為577nm,用分光光度法測定。該方法最低檢出限為0.20ug/10mL；當用10mL吸收液采氣10L時,最低檢出濃度為0.02mg/m3。

第四十六頁，共七十頁，2022年，8月28日原理：空氣中的SO2用過氧化氫吸收并氧化成硫酸。硫酸根離子與定量加入的過量高氯酸鋇反應，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-鋇絡合物，根據(jù)其顏色深淺，間接進行定量測定。有色絡合物最大吸收波長為520nm釷試劑分光光度法第四十七頁，共七十頁，2022年，8月28日已知某采樣點的氣溫為27℃,大氣壓力為100.00kPa。用溶液吸收法采樣測定空氣中SO2日平均濃度，每隔4h采樣一次，共采集6次，每次采集30min，采樣流量0.5L/min.將6次氣樣的吸收液定容至50.00ml，取10ml測知含SO22.5ug，求該采樣點空氣在標準狀況下SO2日平均濃度。練習題第四十八頁，共七十頁，2022年，8月28日V0=Vt*273/273+t*P/101.325=30*0.5*6*273/273+27*100.00/101.325=80.83LmSO2=2.5/10*50=12.5ug

SO2日平均濃度:12.5/80.83=0.15ug/L=0.15mg/m3第四十九頁，共七十頁，2022年，8月28日在一定氣態(tài)物質(zhì)濃度范圍內(nèi),吸收光譜的峰值(吸光度)與氣態(tài)物質(zhì)濃度之間的關系符合朗伯-比爾定律.因此.測其吸光度即可確定氣態(tài)物質(zhì)的濃度原理一氧化碳的測定（非分散紅外吸收法）當CO、CO2等氣態(tài)分子受到紅外輻射(l-25微米)照射時,將吸收各自特征波長的紅外光,引起分子振動能級和轉動能級的躍遷,產(chǎn)生振動-轉動吸收光譜,即紅外吸收光譜第五十頁，共七十頁，2022年，8月28日紅外吸收光譜：主要研究在振動中伴有偶極距變化的化合物。O2

、N2

、H2

、cl2對稱雙原子，分子He、Ne；偶極距為0CO、CO2

、SO2

、CH4由不同原子組成，具有特定紅外光譜，分布在1~25um波長并非所有振動能產(chǎn)生紅外吸收，只有發(fā)生偶極距變化產(chǎn)生共振吸收。測定時無須用分辨高的分光系統(tǒng)，而用一定帶寬的非色散紅外光源與窄帶濾光片，選擇性檢測器，故稱為非色散紅外法。第五十一頁，共七十頁，2022年，8月28日一氧化碳的測定（非分散紅外吸收法）

第五十二頁，共七十頁，2022年，8月28日硫酸鹽化速率的測定硫酸鹽化速率是指大氣中含硫污染物演變?yōu)榱蛩犰F和硫酸鹽霧的速度。其測定方法：二氧化鉛-重量法、堿片-重量法、堿片-硌酸鋇分光光度法、堿片-離子色譜法第五十三頁，共七十頁，2022年，8月28日二氧化鉛-重量法

原理

大氣中的SO2、硫酸霧、H2S等與二氧化鉛反應生成硫酸鉛,用碳酸鈉溶液處理,使硫酸鉛轉化為碳酸鉛,釋放出硫酸根離子,再加入BaCl2溶液,生成BaSO4沉淀,用重量法測定。吸收反應式如下:

SO2+PbO2一→PbSO4

H2S+PbO2一→PbO+H2O+S

PbO2+S＋O2一→PbSO4

第五十四頁，共七十頁，2022年，8月28日測定要點PbO2采樣管制備采樣測定影響該方法測定結果的因素有：PbO2的粒度、純度和表面活性度;PbO2涂層厚度和表面濕度;含硫污染物的濃度及種類;采樣期間的風速、風向及空氣溫度、濕度等。

第五十五頁，共七十頁，2022年，8月28日第四節(jié)顆粒狀污染物的測定自然降塵量的測定總懸浮物的測定可吸入顆粒物的測定第五十六頁，共七十頁，2022年，8月28日夏季，防藻類繁殖，內(nèi)加入2ml0.05ml/L的CuSO4②冬季，防結冰和凍裂，內(nèi)加入300ml20％的甲醇或乙醇代替水③干旱時，補充蒸餾水，多雨時防止積水溢出。采集器—內(nèi)徑15cm，高30cm的缸內(nèi)加入300－500mL蒸餾水，上用尼龍網(wǎng)罩防異物落入降塵試樣的采集第五十七頁，共七十頁，2022年，8月28日……降塵總量的測定（1）步驟：重量法（2）計算：M－降塵總量（t/km2˙30d）m1－降塵瓷坩堝和乙二醇水溶液蒸干恒重后的質(zhì)量（g）m0－空蒸發(fā)皿重（g）ma-乙二醇的重量S－積塵缸缸口面積(cm2）n－實際采樣天數(shù)（d）第五十八頁，共七十頁，2022年，8月28日……可燃物重量測定（1）步驟：測定降塵總量后的蒸發(fā)皿放到600℃高溫電爐中灼燒冰秤至恒量（2）計算：M’-可燃物含量(t/km2˙30d)第五十九頁，共七十頁，2022年，8月28日總懸浮顆粒物(TSP)總懸浮顆粒物:指能懸浮在空氣中，空氣動力學當量直徑d≤100um顆粒物?？倯腋☆w粒物采集：用抽氣動力抽取定量體積的空氣通過已恒重濾膜，空氣中懸浮顆粒物被阻留在濾膜上。第六十頁，共七十頁，2022年，8月28日可吸入顆粒物(PM10)可吸入顆粒物:指能懸浮在空氣中，空氣動力學當量直徑d≤10um顆粒物?？晌腩w粒物采集：氣體進入采樣器附帶的切割器，將采樣器中粒徑大于10um的顆粒分離出去，小于10um的顆粒物隨氣流經(jīng)分離器的出口被阻留在濾膜上。第六十一頁，共七十頁，2022年，8月28日顆粒物中主要組分的測定（一）

某些金屬元素和非金屬化合物的測定

顆粒物中常需測定的金屬元素和非金屬化合物有鈹、鉻、鉛、鐵、銅、鋅、鎘、鎳、鈷、錳、砷、硒、硫酸根、硝酸根、氯化物等。

它們中多數(shù)含量很低，需選擇靈敏度高的方法測定。

第六十二頁，共七十頁，2022年，8月28日1、樣品預處理方法

預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，或將二者共熱消解樣品。

常用的酸有：鹽酸（HCl）、硫酸、硝酸、磷酸、高氯酸等。

（2）干式灰化法：將樣品放在坩堝中，置于馬福爐內(nèi)，在400--800℃下分解樣品，然后用酸溶解灰分,測定金屬或非金屬元素。

（3）水浸取法：用于硫酸鹽、硝酸鹽、氯化物、六價鉻等水溶性物質(zhì)的測定。

2、測定方法：AAS(含量少，靈敏)

第六十三頁，共七十頁，2022年，8月28日（二）有機化合物的測定1、多環(huán)芳烴：蒽、菲、芘等2、來源：煤和石油的燃燒3、危害：致癌4、步驟：采樣、提取、分離、測定四步第