第三章大氣和廢氣監(jiān)測.ppt

1、第三章 空氣和廢氣監(jiān)測,一、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?按來源，分為一次污染物和二次污染物,進(jìn)入大氣的一次污 染物之間或與正常 大氣組分發(fā)生反應(yīng)， 以及在太陽輻射下 引起光化學(xué)反應(yīng)而 產(chǎn)生的新的污染物， 它常比一次污染物 對環(huán)境和人體的危 害更為嚴(yán)重。,大氣污染物：由于人類活動或自然過程排入大氣， 并對人和環(huán)境產(chǎn)生有害影響的物質(zhì)。,直接由污染源排放的污染物,二、空氣中的污染物及其存在狀態(tài),按存在狀態(tài)，分為顆粒物和氣態(tài)污染物,

2、常表示為總懸浮顆粒物(TSP)、可吸入顆粒物(PM10)和降塵。,主要有一次污染物： SO2、H2S 、NO、NH3 、CO、CO2 、HF、HCl 、C1C12化合物 。 二次污染物： SO3、H2SO4、MSO4 、NO2、MNO3 、醛類、酮類、酸類。,其粒徑絕大多數(shù)在100m以下，其中多數(shù)在10m以下。它是分散在大氣中的各種粒子的總稱，也是目前大氣質(zhì)量評價中的一個通用的重要污染指標(biāo)。,指可在大氣中長期飄浮的懸浮物，分為PM10（粒徑10m）和PM2.5（粒徑2.5m）。PM10可以通過呼吸道進(jìn)入人體，從而對人體健康產(chǎn)生危害，PM2.5的危害則更為嚴(yán)重。,降塵是指用降塵罐采集到的大氣顆粒

3、物,一般直徑大于30m，由于其自身的重力作用會很快沉降下來。單位面積的降塵量可作為評價大氣污染物程度的指標(biāo)之一。,（一）煤煙型污染 主要污染源是燃煤。主要污染物是SO2、CO和 微粒物質(zhì)，它們遇上低溫、高濕的陰天，且 風(fēng)速很小并伴有逆溫存在的情況時，一次污染 物擴(kuò)散受阻，易在低空聚積，生成還原型煙霧。,倫敦?zé)熿F事件,幾種典型的大氣污染,（二）交通運(yùn)輸工具 排放的廢氣,洛杉磯光化學(xué)煙霧,污染源主要是機(jī)動車（汽油車和柴油車）和機(jī)動船。 主要污染物是CO、NOX和HC。在相對濕度較低的夏 季睛天，交通污染嚴(yán)重的地區(qū)可能會出現(xiàn)典型的二 次污染光化學(xué)煙霧。它對人體、動植物、材料 均會產(chǎn)生破壞作用，并且嚴(yán)

4、重影響大氣能見度。,酸 雨,（三）酸沉降污染 它是指大氣中的酸通過降水（如雨、霧、雪） 遷移到地表，或在含酸氣團(tuán)氣流的作用下直接 遷移到地表。引起酸沉降的主要物質(zhì)是人為和 天然排放的SOX（SO2和SO3）和NOX（NO和NO2） ， 其天然源一般是全球分布的，而人為排放的 SOX和NOX則具有地區(qū)性分布的特點。,室內(nèi)空氣污染,污染原因： 建筑材料及裝潢材料、涂料中有害物質(zhì) 的揮發(fā)、人們不健康的生活習(xí)慣。,苯、甲醛、氡,多開窗換氣，戒煙，正確使用家庭化學(xué)劑， 增加戶外活動，擺放室內(nèi)花卉植物,三、空氣污染對人體健康的危害,A、呼吸道吸入； B、隨食物和飲水?dāng)z入； C、體表接觸侵入。,1、大氣顆粒

5、物,4、氮氧化物,5、光化學(xué)氧化劑,3、一氧化碳,2、二氧化硫,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。,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。,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，若與SO2共存，則危害更重。,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。,臭氧：對鼻子、咽喉、肺等呼吸器官有刺激作用，運(yùn)動時吸入則更嚴(yán)重。,四、空氣中污染物時空分布特點 大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),五、空氣中污染物濃度表示方法,（一）

6、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g/m3表示。 （二）體積比濃度 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L/m3表示。 兩種濃度表示方法之間的換算：,第二節(jié)：空氣污染監(jiān)測方案的制訂,一、監(jiān)測目的（書上150頁） 1、通過對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)。 2、為研究空氣質(zhì)量的變化規(guī)律和發(fā)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)化情況提供基礎(chǔ)資料。 3、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

7、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)研及資料的收集,1、污染源分布及排放情況：類型、數(shù)量、位置、主要污染物、原料燃料消耗等 2、氣象資料：風(fēng)向、風(fēng)速、日照等 3、地形資料：平原？丘陵？山區(qū)？ 4、土地利用和功能分區(qū)情況：工業(yè)用地？工業(yè)區(qū)？居民區(qū) 5、人口分布及人群健康情況：地方病、流行病,三、監(jiān)測項目,書152頁表3-2,四、監(jiān)測站（點）的布設(shè),（一）布設(shè)采樣點的原則和要求（書上152頁） 1、采樣點設(shè)在監(jiān)測區(qū)域的高、中、低三種不同污染物濃度的地方 2、在污染源較集中，主導(dǎo)風(fēng)向比較明顯的情況下，將污染源的下風(fēng)向作為主要監(jiān)測范圍 3、工業(yè)密集區(qū)，人口密集及污染物超標(biāo)區(qū)，要適當(dāng)增設(shè)采樣

8、點 4、采樣點的周圍應(yīng)開闊，測點周圍無局地污染源 5、各采樣點的設(shè)置條件要盡可能或標(biāo)準(zhǔn)化，使監(jiān)測數(shù)據(jù)有可比性 6、采樣高度根據(jù)監(jiān)測目的而定,（二）采樣站（點）數(shù)目： 應(yīng)考慮范圍大小、污染物空間分布、人口、氣象、地形、經(jīng)濟(jì)及監(jiān)測精度要求（書153頁表3-3、表3-4） （三）布點方法: 經(jīng)驗法、統(tǒng)計法、模式法。常用經(jīng)驗法 1、功能區(qū)布點法：常用于區(qū)域性常規(guī)監(jiān)測先將監(jiān)測區(qū)域按環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)劃分成若干“功能區(qū)”，再在各功能區(qū)布點，點數(shù)根據(jù)污染情況及人、物力而定,2、網(wǎng)格布點法： 適用于有多個污染源，且污染源分布比較均勻的情況,3、同心圓布點法：用于多個污染源構(gòu)成的污染群，或污染集中的地區(qū)（同心圓半

9、徑一般為4、10、20、40km），由里向外各圓周布點4、8、8、4個，主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)口多布點,4、扇形布點法： 適于主導(dǎo)風(fēng)向明顯，或孤立的高架源,50m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,采樣頻率指在一個時段內(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。 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。 書上156頁表3-6列出國家環(huán)保局頒布的城鎮(zhèn)空氣質(zhì)量采樣頻率和時間規(guī)定,五、采樣時間(時段)和采樣頻率,環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3095-1996)對污染物監(jiān)測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計有效性規(guī)定,采樣方法和采樣儀器 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

10、 監(jiān)測方法 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） 質(zhì)量保證程序和措施（第九章）,六、采樣方法、監(jiān)測方法和質(zhì)量保證,第三節(jié)：空氣樣品的采集方法 和采樣儀器,一、直接采樣法：空氣中被測組分濃度高、或所選方法靈敏度高時選用 1、注射器采樣（100ml） 2、塑料袋采樣 3、采氣管采樣（157頁圖3-4） 4、真空瓶采樣（158頁圖3-5、和圖3-6）,二、富集濃縮采樣法：污染物濃度低、所選分析方法靈敏度達(dá)不到時選用； 測定結(jié)果為富集采樣時段的的平均濃度 1、溶液吸收法：適于采集空氣中氣態(tài)、蒸氣態(tài)及某些氣溶膠態(tài)污染物，目前普遍采用 該法要求：吸收效率高（吸收速度、接觸面積、吸收液）

11、常用吸收液：水、水溶液、有機(jī)溶劑 吸收原理：溶解、反應(yīng),吸收容器：吸收管,氣泡吸收管 沖擊式吸收管 多孔篩板吸收管 玻璃篩板吸收瓶,2、填充柱阻留法：適于采集空氣中氣態(tài)、蒸氣態(tài)及某些氣溶膠態(tài)污染物 填充劑阻留被測組分的原理： a、吸附型：填充固體吸附劑（活性炭、分子篩、GDX、硅膠等） b、分配型：填充的固體物質(zhì)表面涂漬了一層有機(jī)溶劑 c、反應(yīng)型：填充劑浸漬了能與被測物反應(yīng)的試劑 優(yōu)點：采樣時間長、效率高、濃縮在柱上的組分穩(wěn)定,。,顆粒狀填充劑,抽氣泵,., ,組分,空氣,3、濾料阻留法：適用于顆粒物及顆粒物上吸附的重金屬、有機(jī)物等的測定 常用濾膜：玻璃纖維濾膜， 微孔濾膜等,4、低溫冷凝法：

12、 適于低沸點氣態(tài)污染物,5、自然積集法：無動力采樣法，利用自然重力、空氣動力和濃度擴(kuò)散作用采樣 降塵試樣的采集：干法：濕法(書163頁圖3-10、3-11） 硫酸鹽化速率的測定(二氧化鉛法、堿片法) 6、綜合采樣法,三、采樣儀器,組成部分 1、收集器 吸收管、濾膜等 2、流量計 孔口、轉(zhuǎn)子 3、采樣動力：泵 專用采樣裝置 1、大氣采樣器 2、顆粒物采樣器,收集器,流量計,采樣泵,定時器,中流量,大流量,可吸入顆粒物采樣器：裝有分離大于10m顆粒物的裝置（稱為“切割器”或“分塵器”） 切割器的工作原理有：旋風(fēng)式、向心式、多層薄板 式、撞擊式；又分為；二級式和多級式,PM10,向心式分塵器原理,多

13、段撞擊式分塵器,多段向心式分塵器原理,四、采樣效率,采樣效率: 在規(guī)定的采樣條件下(流量、污染物濃度采樣時間），采集到的量占總量的百分?jǐn)?shù) 污染物的存在狀態(tài)不同評價方法也不同 1. 氣態(tài)或蒸氣態(tài)：絕對比較法、相對比較法 2. 顆粒物：配制顆粒物標(biāo)準(zhǔn)氣困難，用上述兩種方法很難，常用一個靈敏度很高的顆粒物計數(shù)器測量進(jìn)入濾料前后的顆粒數(shù)來計算 質(zhì)量采樣效率：常用 顆粒數(shù)采樣效率,五、采樣記錄 采樣記錄表 采樣者 審核者,第四節(jié)：氣態(tài)化合物的測定,一、二氧化硫的測定 常用測定方法有：分光光度法、紫外熒光法、電導(dǎo)法庫侖定電位電解法 1. 四氯汞鉀吸收-鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法（國標(biāo)） 1）原理：HgCl2

14、 + 2KCl = K2HgCl4-吸收液 HgCL42-+SO2+ H2O = HgCl2SO32-+2H+2Cl- -吸收反應(yīng) 以后兩步為顯色反應(yīng)-在實驗室進(jìn)行,二氯亞硫酸鹽,2）條件：所用顯色劑鹽酸副玫瑰苯胺溶液中磷酸含量不同，顯色后pH不同，測定時最大吸收波長不同，應(yīng)格外注意 3）測定要點與步驟 a.配制標(biāo)準(zhǔn)系列-繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線（或計算其回歸方程） b.采樣帶回實驗室顯色測定樣品吸光度A c.計算樣品含量,原理：SO2被甲醛緩沖溶液吸收后，生成穩(wěn)定的羥基甲磺酸加合物，在樣品溶液中加NaOH使加成化合物分解，釋放出的SO2與鹽酸副玫瑰苯胺作用生成紫紅色化合物，最大吸收波長為577nm，測定吸光度定量 甲醛吸收緩沖溶液：由環(huán)己二胺四乙酸二鈉（CDTA)、NaOH 、甲醛、鄰苯二甲酸氫鉀按一定比例配制,2. 甲醛吸收-鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法 （國