气体监测简单知识.ppt

空气和废气的监测,1.概述,空气污染物存在的形态1、气体形态沸点低常温是气体SO2NO22、蒸汽形态沸点相对高常温一般是液（固）苯汞萘3、气溶胶形态液（固）的多相胶体分散体系雾霾粒径0.001-100m分类（1）按物理形态尘-固体烟-燃烧固体、水汽雾-水滴（2）按形成方式分散性-固体粉碎液体喷射凝聚性-蒸汽凝聚有机物化学反应-空气中反应形成颗粒硫酸盐,4、气态污染物浓度表示方式（1）表示方式质量浓度-质量/体积mg/m3国内常用体积浓度-体积/体积mL/m3（ppm）L/m3（ppb）转换关系mg/m3=M*ppm/22.4（M-分子量）数量浓度-数量/体积个/m3（2）换算标准状态PV/T=PV/T0101.325KPa,2.采样仪器,1、仪器分类1、大流量采样器流量范围1.1-1.7m3/min滤料200mm*250mm2、中流量采样器流量范围100L/min滤料100mm3、小流量采样器流量范围20-30L/min滤料40mm4、分级采样器5、粉尘采样器6、便携式采样器2、仪器组成空气采样仪器通常由收集器、抽气动力和流量调节装置等组成。采样时应按照收集器、流量计、采样动力的先后顺序串联，保证空气首先进入收集器而不被污染和被吸附，使所采集的空气样品具有真实性。3、气体流量计常用的主要有孔口流量计，转子流量计（采样），皂膜流量计，湿式流量计（校准）,3.常见废气污染物的采样方法,1、直接采样将空气样品直接采集在合适的空气收集器内，再带回实验室分析采样方法。适用于气体和蒸汽状态，适用于空气检测物浓度高、分析方法灵敏度较高、不适宜使用动力采样的现场。瞬时样。（1）注射器采样50、100mL医用注射器清洗3-5次，空气端密闭运输：进气端朝下，活塞在上方，保持垂直（2）塑料袋采样铝箔复合塑料袋、聚乙烯袋等不吸附、不反应清洗3-5次，密封,（3）置换采样法置换采样以集气瓶位采样容器。在采样点，将采气动力或100ml打注射器与采样容器连接，打开采样容器活塞，抽取才器官容积6-10倍的现场空气，将管内空气完全置换后，再采集现场空气样品，密闭带回。（4）真空采样法采样容器为耐压玻璃或不锈钢制成的真空采气瓶。采气前，先用真空泵将采样容器抽真空，使瓶内剩余压力小于133Pa，在采样点将活塞慢慢拉开，待现场空气充满采气瓶后，关闭活塞，带回实验室尽快分析。（苏玛罐限流阀）,2、浓缩采样大量的空气样品中的待测物被吸收、吸附或阻流，将低浓度的待测物富集在收集器内。适用于浓度较低、分析方法灵敏度低。（一段时间内的平均浓度）（1）有动力浓缩A：溶液吸收气体中待测物与溶液-溶解或化学反应溶解-相似相容极性（无机-水，有机物-有机溶剂）反应-化学性质气泡吸收管、多孔玻板吸收管和冲击式吸收管,B：填充柱采样填充柱是用一根长6-10cm、内径3-5mm的玻璃管或塑料管，内装颗粒状填充剂制成。采样时，让气样以一定流速通过填充柱，则欲测组分因吸附、溶解或化学反应等作用被阻留在填充剂上，达到浓缩采样的目的。采样后，通过解吸或溶剂洗脱，使被测组分从填充剂上释放出来进行测定。根据填充剂阻留作用的原理，可分为吸附型、分配型和反应型三种类型。吸附型：这种柱的填充剂是颗粒状固体吸附剂，如活性炭、硅胶、分子筛、高分子多孔微球等。分配型：这种填充柱的填充剂是表面涂高沸点有机溶剂(如异十三烷)的惰性多孔颗粒物(如硅藻土)，类似于气液色谱柱中的固定相，只是有机溶剂的用量比色谱固定相大。反应型：这种柱的填充剂是由惰性多孔颗粒物(如石英砂、玻璃微球等)或纤维状物(如滤纸、玻璃棉等)表面涂渍能与被测组分发生化学反应的试剂制成。,C：低温冷凝法大气中某些沸点比较低的气态污染物质，如烯烃类、醛类等，在常温下用固体填充剂等方法富集效果不好，而低温冷凝法可提高采集效率。低温冷凝采样法是将U形或蛇形采样管插入冷阱中，当大气流经采样管时，被测组分因冷凝而凝结在采样管底部。如用气相色谱法测定，可将采样管与仪器进气口连接，移去冷阱，在常温或加热情况下气化，进入仪器测定。D：自然积集法这种方法是利用物质的自然重力、空气动力和浓差扩散作用采集大气中的被测物质，如自然降尘量、硫酸盐化速率、氟化物等大气样品的采集。,3、点为类别,1.环境空气质量评价城市点urbanassessingstations以监测城市建成区的空气质量整体状况和变化趋势为目的而设置的监测点，参与城市环境空气质量评价。其设置的最少数量根据本标准由城市建成区面积和人口数量确定。每个环境空气质量评价城市点代表范围一般为半径500米至4千米，有时也可扩大到半径4千米至几十千米（如对于空气污染物浓度较低，其空间变化较小的地区）的范围。可简称城市点。2.环境空气质量评价区域点regionalassessingstations以监测区域范围空气质量状况和污染物区域传输及影响范围为目的而设置的监测点，参与区域环境空气质量评价。其代表范围一般为半径几十千米。可简称区域点。3.环境空气质量背景点backgroundstations以监测国家或大区域范围的环境空气质量本底水平为目的而设置的监测点。其代表性范围一般为半径100千米以上。可简称背景点。,4.污染监控点sourceimpactstations为监测本地区主要固定污染源及工业园区等污染源聚集区对当地环境空气质量的影响而设置的监测点，代表范围一般为半径100500米，也可扩大到半径500米4千米（如考虑较高的点源对地面浓度的影响时）。5.路边交通点trafficstations为监测道路交通污染源对环境空气质量影响而设置的监测点，代表范围为人们日常生活和活动场所中受道路交通污染源排放影响的道路两旁及其附近区域。,4.环境空气质量监测点位布设原则,4.1代表性具有较好的代表性，能客观反映一定空间范围内的环境空气质量水平和变化规律，客观评价城市、区域环境空气状况，污染源对环境空气质量影响，满足为公众提供环境空气状况健康指引的需求。4.2可比性同类型监测点设置条件尽可能一致，使各个监测点获取的数据具有可比性。4.3整体性环境空气质量评价城市点应考虑城市自然地理、气象等综合环境因素，以及工业布局、人口分布等社会经济特点，在布局上应反映城市主要功能区和主要大气污染源的空气质量现状及变化趋势，从整体出发合理布局，监测点之间相互协调。4.4前瞻性应结合城乡建设规划考虑监测点的布设，使确定的监测点能兼顾未来城乡空间格局变化趋势。4.5稳定性监测点位置一经确定，原则上不应变更，以保证监测资料的连续性和可比性。,5.环境空气质量监测点位布设要求,A：环境空气质量评价城市点1、位于各城市的建成区内，并相对均匀分布，覆盖全部建成区。2、采用城市加密网格点实测或模式模拟计算的方法，估计所在城市建成区污染物浓度的总体平均值。全部城市点的污染物浓度的算术平均值应代表所在城市建成区污染物浓度的总体平均值。3、城市加密网格点实测是指将城市建成区均匀划分为若干加密网格点，单个网格不大于2千米2千米（面积大于200平方千米的城市也可适当放宽网格密度），在每个网格中心或网格线的交点上设置监测点，了解所在城市建成区的污染物整体浓度水平和分布规律，监测项目包括GB3095-2012中规定的6项基本项目（可根据监测目的增加监测项目），有效监测天数不少于15天。4、模式模拟计算是通过污染物扩散、迁移及转化规律，预测污染分布状况进而寻找合理的监测点位的方法。,5、拟新建城市点的污染物浓度的平均值与同一时期用城市加密网格点实测或模式模拟计算的城市总体平均值估计值相对误差应在10%以内。6、用城市加密网格点实测或模式模拟计算的城市总体平均值计算出30、50、80和90百分位数的估计值；拟新建城市点的污染物浓度平均值计算出的30、50、80和90百分位数与同一时期城市总体估计值计算的各百分位数的相对误差在15%以内。B：环境空气质量评价区域点、背景点1、区域点和背景点应远离城市建成区和主要污染源，区域点原则上应离开城市建成区和主要污染源20千米以上，背景点原则上应离开城市建成区和主要污染源50千米以上。2、区域点应根据我国的大气环流特征设置在区域大气环流路径上，反映区域大气本底状况，并反映区域间和区域内污染物输送的相互影响。3、背景点设置在不受人为活动影响的清洁地区，反映国家尺度空气质量本底水平。4、区域点和背景点的海拔高度应合适。在山区应位于局部高点，避免受到局地空气污染物的干扰和近地面逆温层等局地气象条件的影响；在平缓地区应保持在开阔地点的相对高地，避免空气沉积的凹地。,C:污染监控点1、污染监控点原则上应设在可能对人体健康造成影响的污染物高浓度区以及主要固定污染源对环境空气质量产生明显影响的地区。2、污染监控点依据排放源的强度和主要污染项目布设，应设置在源的主导风向和第二主导风向（一般采用污染最重季节的主导风向）的下风向的最大落地浓度区内，以捕捉到最大污染特征为原则进行布设。3、对于固定污染源较多且比较集中的的工业园区等，污染监控点原则上应设置在主导风向和第二主导风向（一般采用污染最重季节的主导风向）的下风向的工业园区边界，兼顾排放强度最大的污染源及污染项目的最大落地浓度。4、地方环境保护行政主管部门可根据监测目的确定点位布设原则增设污染监控点，并实时发布监测信息。,D：路边交通点1、对于路边交通点，一般应在行车道的下风侧，根据车流量的大小、车道两侧的地形、建筑物的分布情况等确定路边交通点的位置，采样口距道路边缘距离不得超过20米。2、由地方环境保护行政主管部门根据监测目的确定点位布设原则设置路边交通点，并实时发布监测信息。,6、环境空气质量监测点位布设数量要求,A：环境空气质量评价城市点各城市环境空气质量评价城市点的最少监测点位数量应符合表1的要求。按建成区城市人口和建成区面积确定的最少监测点位数不同时，取两者中的较大值。表1环境空气质量评价城市点设置数量要求,B：环境空气质量评价区域点、背景点1、区域点的数量由国家环境保护行政主管部门根据国家规划，兼顾区域面积和人口因素设置。各地方应可根据环境管理的需要，申请增加区域点数量。2、背景点的数量由国家环境保护行政主管部门根据国家规划设置。3、位于城市建成区之外的自然保护区、风景名胜区和其他需要特殊保护的区域，其区域点和背景点的设置优先考虑监测点位代表的面积。C：污染监控点污染监控点的数量由地方环境保护行政主管部门组织各地环境监测机构根据本地区环境管理的需要设置。D：路边交通点路边交通点的数量由地方环境保护行政主管部门组织各地环境监测机构根据本地区环境管理的需要设置。,7、监测项目,1、环境空气质量评价城市点的监测项目依据GB3095-2012确定，分为基本项目和其他项目。2、环境空气质量评价区域点、背景点的监测项目除GB3095-2012中规定的基本项目外，由国务院环境保护行政主管部门根据国家环境管理需求和点位实际情况增加其他特征监测项目，包括湿沉降、有机物、温室气体、颗粒物组分和特殊组分等，具体见表2。,表2环境空气质量评价区域点、背景点监测项目3、污染监控点和路边交通点可根据监测目的及所针对污染源的排放特征，由地方环境保护行政主管部门确定监测项目。,6.固定源废气,1、污染源pollutionsource排放大气污染物的设施或建筑构造（如车间等）。2、固定源stationarysource燃煤、燃油、燃气的锅炉和工业炉窑以及石油化工、冶金、建材等生产过程中产生的废气通过排气筒向空气中排放的污染源。3、颗粒物particulates燃料和其它物质在燃烧、合成、分解以及各种物料在机械处理中所产生的悬浮于排放气体中的固体和液体颗粒状物质。4、气态污染物gaseouspollutants以气体状态分散在排放气体中的各种污染物。5、工况operationcondition装置和设施生产运行的状态。,6、等速采样isokineticsampling将采样嘴平面正对排气气流，使进入采样嘴的气流速度与测定点的排气流速相等。7、标准状态下的干排气dryfluegasofstandardconditions温度为273K，压力为101325Pa条件下不含水分的排气。8、过量空气系数excessaircoefficient燃料燃烧时实际空气供给量与理论空气需要量之比值。,6.固定源废气采样位置与采样点,1、采样位置A采样位置应避开对测试人员操作有危险的场所。B采样位置应优先选择在垂直管段，应避开烟道弯头和断面急剧变化的部位。采样位置应设置在距弯头、阀门、变径管下游方向不小于6倍直径，和距上述部件上游方向不小于3倍直径处。对矩形烟道，其当量直径D=2AB/(A+B)，式中A、B为边长。采样断面的气流速度好在5m/s以上。C测试现场空间位置有限，很难满足上述要求时，可选择比较适宜的管段采样，但采样断面与弯头等的距离至少是烟道直径的1.5倍，并应适当增加测点的数量和采样频次。D对于气态污染物，由于混合比较均匀，其采样位置可不受上述规定限制，但应避开涡流区。如果同时测定排气流量，采样位置仍按B选取。E必要时应设置采样平台，采样平台应有足够的工作面积使工作人员安全、方便地操作。平台面积应不小于1.5m2，并设有1.1m高的护栏和不低于10cm的脚部挡板，采样平台的承重应不小于200kg/m2,采样孔距平台面约为1.2m1.3m。,2