第四章大气和废气监测

1、第四章第四章 大气和废气监测大气和废气监测第一节第一节 概概 述述一、大气和大气污染一、大气和大气污染 大气空气大气空气氮氮78.06%氧氧20.95%氩氩0.93% 其他气体其他气体0.1%有害物质有害物质：烟尘、二氧化硫、氮氧烟尘、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、碳氢化物、一氧化碳、碳氢化合物等化合物等空气污染空气污染 第一节第一节 概概 述述二、大气污染物二、大气污染物 1.分子状态污染物 2.粒子状态污染物 粒径大于l0m的颗粒物能较快地沉降到地面上，称为降尘降尘。 粒径小于10m的颗粒物(PM10)可长期飘浮在空气中，称为可吸入颗粒物或飘尘可吸入颗粒物或飘尘（IP）。第一节第一节 概概

2、 述述按大气污染物的形成过程，分为： 一次污染物一次污染物 由污染源直接排入环境的，其物理和化学性状未发生变化的污染物。又称原发性污染物。 u悬浮颗粒物悬浮颗粒物 同气体污染物二氧化硫的协同影响，削弱了日光的照射和能见度，使空中多云、多雾、浑浊。其主要来源为燃煤、施工。u飘尘飘尘 飘尘随呼吸进入人体，均有一半可附着在肺壁上，是构成或加重人类呼吸疾病的重要原因。其主要来源为燃煤、施工。u二氧化硫二氧化硫 二氧化硫对人的结膜和上呼吸道粘膜具有强烈刺激。长期接触低浓度二氧化硫，会出现倦怠、乏力、鼻炎、咽喉炎、支气管炎、味觉障碍、感冒不易康复等症状；二氧化硫形成酸雾或酸雨还会腐蚀金属、器材，沉降到地面

3、会破坏土壤和水质。其主要来源为燃煤、工业。第一节第一节 概概 述述u一氧化碳一氧化碳 与血红蛋白的亲和力为氧的300倍，形成氮氧血红蛋白，削弱血红蛋白向人体各组织输送氧的能力，神经中枢受损最大。其主要来源为燃煤、汽车尾气。u碳氢化物碳氢化物 碳氢化物中包含多种烃类化合物，进入人体后会使人体产生慢性中毒，有些化合物会直接刺激人的眼、鼻粘膜，使其功能减弱，更重要的是碳氢化物和氮氧化物在阳光照射下，会产生光化学反应，生成对人及生物有严重危害的光化学烟雾。其主要来源为汽车尾气、工业。u氮氧化物氮氧化物 氮氧化物中的一氧化氮与血液中血红蛋白的亲和力比一氧化碳还强。通过呼吸道及肺进入血液，使其失去输氧能力

4、，产生一氧化碳相同的严重后果。氮氧化物侵入肺脏深处的肺毛细血管。引起肺水肿等。其主要来源为燃煤、汽车尾气。u碳烟碳烟 除浓度外，粒子的直径及化学性质起决定作用，5微米以下的粒子可以进入呼吸道，引发肺病。其主要来源为柴油车尾气。第一节第一节 概概 述述 二次污染物二次污染物 二次污染物是指排入环境中的一次污染物在物理、化学因素或生物的作用下发生变化，或与环境中的其他物质发生反应所形成的物理、化学性状与一次污染物不同的新污染物。又称继发性污染物。 如一次污染物SO2在空气中氧化成硫酸盐气溶胶，汽车排气中的氮氧化物、碳氢化合物在日光照射下发生光化学反应生成的臭氧、过氧乙酰硝酸酯、甲醛和酮类等二次污染

5、物。高烟囱排放污染物最大地面浓度出现位置与气象条件的关系高烟囱排放污染物最大地面浓度出现位置与气象条件的关系大气稳定度最大浓度出现位置(相当于烟囱高度的倍数)不稳定5 10中性20左右稳定40以上第一节第一节 概概 述述三、大气污染源三、大气污染源分为自然源自然源和人为源人为源两种。 自然源自然源是由于自然现象造成的，如火山爆发时喷射出大量的粉尘、二氧化硫气体等。 人为源人为源是由于人类的生产和生活活动造成的，是大气污染的主要来源，按其存在形式划分为固定污染源和流动污染源。 固定污染源固定污染源是指位置或地点不变的污染源，主要是工业企业、家庭炉灶与取暖设备的烟囱排放的污染物； 流动污染源流动污

6、染源是指位置和地点变动的污染源，主要是由交通工具在行驶时向大气排放污染物而形成的。汽车排放的主要污染物有：氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物等。第一节第一节 概概 述述四、大气污染物的特点四、大气污染物的特点1.时间性 大气污染物的浓度变化与污染源的排放规律和气象条件如风速、风向、大气湍流、大气稳定度等有关。同一污染源对同一地点在不同时间所造成的地面空气污染浓度往往不同。2.空间性 大气污染的空间分布也与污染源种类、分布情况和气象条件等因素有关。质量轻的分子态和气溶胶态污染物高度分散在大气中，易被扩散和稀释，随时空变化快；质量较重的尘、汞蒸汽等，扩散能力差，影响范围较大。 空气污染物的时空分布及其

7、浓度与污染物排放空气污染物的时空分布及其浓度与污染物排放源的分布、排放量及地形、地貌、气象等条件密切源的分布、排放量及地形、地貌、气象等条件密切相关。相关。第一节第一节 概概 述述五、大气监测项目及监测目的五、大气监测项目及监测目的1.1.监测目的监测目的p 通过对环境空气中主要污染物质进行定期或连续地监测通过对环境空气中主要污染物质进行定期或连续地监测，判断空气质量是否符合，判断空气质量是否符合环境空气质量标准环境空气质量标准或环境规或环境规划目标的要求，为空气质量状况评价提供依据。划目标的要求，为空气质量状况评价提供依据。p为研究空气质量的变化规律和发展趋势、开展空气污染的为研究空气质量的

8、变化规律和发展趋势、开展空气污染的预测预报以及研究污染物迁移转化情况提供基础资料。预测预报以及研究污染物迁移转化情况提供基础资料。p为政府环保部门执行环境保护法规、开展空气质量管理及为政府环保部门执行环境保护法规、开展空气质量管理及修订空气质量标准提供依据和基础资料。修订空气质量标准提供依据和基础资料。第一节第一节 概概 述述2.2.监测项目监测项目空气污染常规监测项目空气污染常规监测项目类别必测项目按地方情况增加的必测项目选测项目空气污染物监测TSP、SO2、NOx、硫酸盐化速率、灰尘自然沉降量CO、总氧化剂、总烃、PM10、F2、HF、B(a)P、Pb、H2S、光化学氧化剂CS2、Cl2、

9、氯化氢、硫酸雾、HCN、NH3、Hg、Be、铬酸雾、非甲烷烃、芳香烃、苯乙烯、酚、甲醛、甲基对硫磷、异氰酸甲酯等 空气降水监测pH、电导率K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH4+、SO42、NO3、Cl第二节第二节 大气样品的采集大气样品的采集一、收集资料、调查研究一、收集资料、调查研究1.1.污染源分布及排放情况污染源分布及排放情况2.2.气象资料气象资料3.3.地形资料地形资料4.4.土地利用和功能分区情况土地利用和功能分区情况5.5.人口分布及人群健康情况人口分布及人群健康情况环境空气是一种混环境空气是一种混合气体，平均分子合气体，平均分子量为量为28.966，标准，标准状态下的密度为

10、状态下的密度为1.293kg/m3。第二节第二节 大气样品的采集大气样品的采集二、采样点的布设二、采样点的布设 1.采样点布设原则 （1 1）采样点应设在整个监测区域的高、中、低三种不）采样点应设在整个监测区域的高、中、低三种不同污染物浓度的地方。同污染物浓度的地方。 （2 2）采样点应选择在有代表性的区域内，按工业和人）采样点应选择在有代表性的区域内，按工业和人口密集的程度以及城市、郊区和农村的状况，可酌情增加口密集的程度以及城市、郊区和农村的状况，可酌情增加或减少采样点。或减少采样点。 （3 3）采样点要选择在开阔地带，应在风向的上风口，）采样点要选择在开阔地带，应在风向的上风口，采样口水

11、平线与周围建筑物高度的夹角应不大于采样口水平线与周围建筑物高度的夹角应不大于3030度，交度，交通密集区的采样点应设在距人行道边缘至少通密集区的采样点应设在距人行道边缘至少1.5m1.5m远处。远处。第二节第二节 大气样品的采集大气样品的采集 （4 4）各采样点的设置条件要尽可能一致或标准化，使获得）各采样点的设置条件要尽可能一致或标准化，使获得的监测数据具有可比性。的监测数据具有可比性。 （5 5）采样高度应根据监测目的而定。研究大气污染对人体）采样高度应根据监测目的而定。研究大气污染对人体的危害，采样口应在离地面的危害，采样口应在离地面1.51.52m2m处；研究大气污染对植处；研究大气污

12、染对植物或器物的影响，采样口高度应与植物或器物的高度相近。物或器物的影响，采样口高度应与植物或器物的高度相近。在例行监测中，在例行监测中，SO2SO2、NOxNOx、TSPTSP及硫酸盐化速率的采样高度及硫酸盐化速率的采样高度为为3 315m15m，以，以5 510m10m为宜；降尘的采样高度为为宜；降尘的采样高度为5 515m15m，以，以8 812m12m为宜。为宜。TSPTSP、降尘、硫酸盐化速率的采样口应与基础、降尘、硫酸盐化速率的采样口应与基础面有面有1.5m1.5m以上相对高度，以减少扬尘的影响。以上相对高度，以减少扬尘的影响。第二节第二节 大气样品的采集大气样品的采集2.采样点布

13、设方法和数目 （1 1） 功能区布点法功能区布点法 （2 2） 网格布点法网格布点法 （3 3） 同心圆布点法同心圆布点法 （4 4）扇形布点法扇形布点法 （5 5）平行布点法平行布点法返回返回 按功能区划分布点按功能区划分布点 功能区：功能区：工业区工业区、商业商业区区、居住区居住区、工业和居工业和居住混合区住混合区、交通稠密区交通稠密区、清洁区清洁区等等网格布点法网格布点法返回返回同心圆布点法同心圆布点法返回返回 扇形布点法扇形布点法返回返回第二节第二节 大气样品的采集大气样品的采集我国空气环境污染例行监测采样点设置数目我国空气环境污染例行监测采样点设置数目市区人口市区人口/万人万人SO2

14、、NOx、TSP灰尘自然沉降量灰尘自然沉降量硫酸盐化速率硫酸盐化速率400720 3030 40第二节第二节 大气样品的采集大气样品的采集3.采样时间和采样频率采样频率采样频率系指在一个时段内的采样次数。采样时间采样时间指每次采样从开始到结束所经历的时间。二者要根据监测目的、污染物分布特征、分析方法灵敏度等因素确定。国家环保局颁布的城镇空气质量采样频率和时间国家环保局颁布的城镇空气质量采样频率和时间监测项目采样时间和频率二氧化硫隔日采样，每天连续采样240.5 h，每月1416 d，每年12个月二氧化氮(或氮氧化物)同二氧化硫总悬浮颗粒物隔双日采样，每天连续采样240.5 h，每月56 d，每

15、年12个月灰尘自然沉降量每月采样302 d，每年12个月硫酸盐化速率每月采样302 d，每年12个月污染物监测数据统计有效性的规定污染物监测数据统计有效性的规定污染物污染物取值时间取值时间数据有效性规定数据有效性规定SO2、NOx、NO2年平均年平均每年至少有分布均匀的每年至少有分布均匀的144个日均值，个日均值，每月至少有分布均匀的每月至少有分布均匀的12个日均值个日均值TSP、PM10、Pb年平均年平均每年至少有分布均匀的每年至少有分布均匀的60个日均值，每个日均值，每月至少有分布均匀的月至少有分布均匀的5个日均值个日均值SO2、NOx、NO2、CO日平均日平均每日至少有每日至少有18 h

16、的采样时间的采样时间TSP、PM10、B(a)P、Pb日平均日平均每日至少有每日至少有12 h的采样时间的采样时间SO2、NOx、NO2、CO、O31小时平均小时平均每小时至少有每小时至少有45 min的采样时间的采样时间Pb季平均季平均每季至少有分布均匀的每季至少有分布均匀的15个日均值，每个日均值，每月至少有分布均匀的月至少有分布均匀的5个日均值个日均值F月平均月平均每月至少采样每月至少采样15 d以上以上植物生长季平均植物生长季平均每一个生长季至少有每一个生长季至少有70%个月平均值个月平均值日平均日平均每日至少有每日至少有12 h的采样时间的采样时间1小时平均小时平均每小时至少有每小时

17、至少有45 min的采样时间的采样时间第二节第二节 大气样品的采集大气样品的采集三、采样方法和采样仪器三、采样方法和采样仪器 1.采样方法 （1 1）直接采样法）直接采样法 a.a.注射器采样注射器采样 b.b.塑料袋采样塑料袋采样 c.c.采气管采样采气管采样 d.d.真空瓶采样真空瓶采样真空采气瓶示意图真空采气瓶示意图 采气管示意图采气管示意图第二节第二节 大气样品的采集大气样品的采集 （2 2）富集采样法）富集采样法 a.a.溶液吸收法溶液吸收法 气体吸收管（瓶）示意图气体吸收管（瓶）示意图第二节第二节 大气样品的采集大气样品的采集b.b.低温冷凝法低温冷凝法 。 c.c.固体阻流法固体

18、阻流法 填充柱阻留法填充柱阻留法第二节第二节 大气样品的采集大气样品的采集 滤料阻留法滤料阻留法第二节第二节 大气样品的采集大气样品的采集d.d.自然积集法自然积集法第二节第二节 大气样品的采集大气样品的采集2.采样仪器 直接采样法采样时用注射器、塑料袋、采气管即可。 大气采样仪器大气采样仪器 （1）气态污染物采样器）气态污染物采样器第二节第二节 大气样品的采集大气样品的采集（2）总悬浮颗粒物采样器）总悬浮颗粒物采样器总悬浮颗粒物采样器总悬浮颗粒物采样器中流量TSP/PM10采样器 大流量TSP/PM10采样器第二节第二节 大气样品的采集大气样品的采集（3）可吸入颗粒物采样器）可吸入颗粒物采样

19、器第二节第二节 大气样品的采集大气样品的采集四、采样效率和评价方法四、采样效率和评价方法1.采集气态和蒸气态污染物质效率的评价方采集气态和蒸气态污染物质效率的评价方法法 绝对比较法绝对比较法 相对比较法相对比较法%ccK10001%1003211ccccK第二节第二节 大气样品的采集大气样品的采集2.采集颗粒物效率的评价方法采集颗粒物效率的评价方法u 颗粒数比较法颗粒数比较法u 质量比较法质量比较法100%121nnnK100%21mmK第二节第二节 大气样品的采集大气样品的采集五、采样记录五、采样记录被测污染物的名称及编号；被测污染物的名称及编号；采样地点和采样时间；采样地点和采样时间；采样

20、流量和采样体积；采样流量和采样体积；采样时的温度、大气压力和天气情况，采样仪采样时的温度、大气压力和天气情况，采样仪器和所用吸收液；器和所用吸收液；采样者、审核者姓名。采样者、审核者姓名。环境空气监测环境空气监测 采样记录采样记录第二节第二节 大气样品的采集大气样品的采集六、大气中污染物浓度的表示方法与气体体积六、大气中污染物浓度的表示方法与气体体积 换换算算 1.污染物浓度的表示方法污染物浓度的表示方法（1）单位体积质量浓度 单位体积质量浓度是指单位体积空气中所含污染物的质量数，常用mg/m3或g/m3表示。（2）体积比浓度 体积比浓度是指100万体积空气中含污染气体或蒸气的体积数，常用mL

21、/m3和L/m3表示。 两种浓度表示方法之间的换算：mVcMc4 .22第二节第二节 大气样品的采集大气样品的采集2.气体体积换算气体体积换算325.1012732730ptVVt 美国、日本和世界卫生组织开展的全球环境监测美国、日本和世界卫生组织开展的全球环境监测系统采用的是参比状态（系统采用的是参比状态（2525，101.325kPa101.325kPa）；此）；此状态下的气体摩尔体积为状态下的气体摩尔体积为24.524.5，进行数据比较是应，进行数据比较是应注意。注意。第二节第二节 大气样品的采集大气样品的采集【例【例】测定某采样点大气中的NOx时，用装有10mL吸收液的筛板式吸收管采样

22、，采样流量为0.50L/min，采样时间为1h，采样后用分光光度法测定并计算得知全部吸收液中含2.0g NOx。以知采样点温度为14，大气压力为100kPa，求气样中NOx的含量。0VV) 1 (、求采样的体积解：tLtptVVVtt16.28325.10110027327330325.10127327330L6050. 00计）的含量（以求2)2(NONOx3-3-3323/0.071028.16/100 . 2)/NO/mmgmmgmmg）（表示时用L/L035. 04607. 04 .22M22.4cL/L)(NOL/L2表示时，用第三节第三节 标准气体的配制标准气体的配制一、标准气体的

23、制取一、标准气体的制取 第三节第三节 标准气体的配制标准气体的配制1.静态配气法静态配气法 （1）注射器配气法 （2）配气瓶配气法第三节第三节 标准气体的配制标准气体的配制2.动态配气法动态配气法 第三节第三节 标准气体的配制标准气体的配制第三节第三节 标准气体的配制标准气体的配制渗透管法配气装置示意图渗透管法配气装置示意图第四节第四节 大气污染物的检测大气污染物的检测一、二氧化硫一、二氧化硫 SO2是一种无色、易溶于水、有刺激性气味的气体，能通过呼吸进入气管，对局部组织产生刺激和腐蚀作用，是诱发支气管炎等疾病的原因之一，特别是当它与烟尘等气溶胶共存时，可加重对呼吸道黏膜的损害。 来源于来源于

24、煤和石油等燃料的燃烧、含硫矿石的冶炼、硫酸等化工产品生产排放的废气。 测定方法：测定方法：分光光度法、紫外荧光法、电导法、火焰光度法、恒电流库仑滴定法等。第四节第四节 大气污染物的检测大气污染物的检测1. 1.四氯汞钾溶液吸收四氯汞钾溶液吸收- -盐酸副玫瑰苯胺分光光度盐酸副玫瑰苯胺分光光度法法 用氯化钾和氯化汞配制成四氯汞钾吸收液，气样中的二氧化硫经该溶液吸收生成稳定的二氯亚硫酸盐配合物，此配合物再与甲醛和盐酸副玫瑰苯胺作用，生成紫色配合物，其颜色深浅与二氧化硫含量成正比，用分光光度法测定。 该方法测定灵敏度高，选择性好，但吸收液毒性吸收液毒性较大。较大。 第四节第四节 大气污染物的检测大气

25、污染物的检测2. 2.甲醛吸收甲醛吸收- -副玫瑰苯胺分光光光度法副玫瑰苯胺分光光光度法 原理原理是二氧化硫被甲醛缓冲溶液吸收后，生成稳定的羟甲基磺酸加成化合物。在样品溶液中加入氢氧化钠使加成化合物分解，释放出二氧化硫与副玫瑰苯胺、甲醛作用，生成紫红色化合物，于波长577nm577nm处测定吸光度。 此法适用于环境空气中的二氧化硫的测定，当用10mL吸收液采样30L时，测定下限为0.007mg/m3，当用50mL吸收液连续24h采样300L时，测定下限为0.003mg/m3。 第四节第四节 大气污染物的检测大气污染物的检测二、氮氧化物二、氮氧化物 空气中的氮氧化物以一氧化氮、二氧化氮、三氧化二

26、氮、四氧化二氮、五氧化二氮等多种形态存在，其中二氧化氮和一氧化氮是主要存在形态，为通常所指的氮氧化物(NOx)。 NO为无色、无臭、微溶于水的气体，在空气中易被氧化成NO2。NO2为棕红色具有强刺激性臭味的气体，毒性比NO高4倍，是引起支气管炎、肺损害等疾病的有害物质。 测定方法：测定方法：盐酸萘乙二胺分光光度法、化学发光法、盐酸萘乙二胺分光光度法、化学发光法、原电池库仑滴定法等。原电池库仑滴定法等。 第四节第四节 大气污染物的检测大气污染物的检测第四节第四节 大气污染物的检测大气污染物的检测盐酸萘乙二胺分光光度法盐酸萘乙二胺分光光度法 用冰乙酸、对氨基苯磺酸和盐酸萘乙二胺配成吸收液。空气中的

27、二氧化氮与吸收液中的对氨基苯磺酸进行重氮化反应，再与N-(1-萘基)乙二胺盐酸盐作用，生成粉红色的偶氮染料，于波长540545 nm 之间，测定吸光度。 NO不与吸收液发生反应，测定NOx总量时，必须先使气样通过三氧化二铬三氧化二铬- -砂子氧化管砂子氧化管，将NO氧化成NO2后，再通入吸收液进行吸收和显色。因此样气不通过氧化管测的是NO2含量，通过氧化管测的是NO2+NO的总量，二者之差为NO的含量。第四节第四节 大气污染物的检测大气污染物的检测 空气中的二氧化氮的含量的测定: 用亚硝酸钠标准溶液配制成标准色列，于波长540nm处测得其吸光度及试剂空白溶液的吸光度，以经试剂空白修正后的标准色

28、列的吸光度对亚硝酸根含量绘制出标准曲线。003)()/(2bfVVDaAAmmgNO第四节第四节 大气污染物的检测大气污染物的检测三、一氧化碳三、一氧化碳 一氧化碳(CO)是空气中主要污染物之一，它主要来自石油、煤炭燃烧不充分的产物和汽车排气。u CO是一种无色、无味的有毒气体，燃烧时呈淡蓝色火焰。它容易与人体血液中的血红蛋白结合，形成碳氧血红蛋白，使血液输送氧的能力降低，造成缺氧症。 测定方法：测定方法：非分散红外吸收法、气相色谱法非分散红外吸收法、气相色谱法(GC)(GC)、汞置、汞置换法等。换法等。第四节第四节 大气污染物的检测大气污染物的检测非分散红外吸收法非分散红外吸收法 CO、CO

29、2等气态分子受到红外辐射（125um）时吸收各自特征波长的红外光，引起分子振动和转动能级的跃迁，形成红外吸收光谱。在一定浓度范围内，吸收光谱的峰值（吸光度）与气态物质浓度之间的关系符合朗伯朗伯- -比耳定律比耳定律，因此，测其吸光度即可确定气态物质的浓度。 此方法广泛用于CO、CO2、CH4、SO2、NH4等气态污染物的监测，测定简便、快速，能够不破坏被测物质，适用于连续自动监测。 第四节第四节 大气污染物的检测大气污染物的检测 非分散红外吸收法CO监测仪原理1-红外光源；2-切光片；3-滤波室；4-测量室5-参比室；6-调零挡板；7-检测室；8-放大及信号处理系统；9-指示表及记录仪第四节第

30、四节 大气污染物的检测大气污染物的检测四、臭氧四、臭氧 臭氧是最强的氧化剂之一，它是空气中的氧在太阳紫外线的照射下或受雷击形成的。臭氧具有强烈的刺激性，在紫外线的作用下，参与烃类和NOx的光化学反应。 同时，臭氧又是高空大气的正常组分，能强烈吸收紫外线，保护人和生物免受太阳紫外线的辐射。但是，如O3超过一定浓度，对人体和某些植物生长会产生一定危害。测定方法：测定方法：分光光度法、化学发光法、紫外线吸收法等。分光光度法、化学发光法、紫外线吸收法等。 国家规定的标准分析方法是：国家规定的标准分析方法是： 靛蓝二磺酸钠分光光度靛蓝二磺酸钠分光光度法和紫外分光光度法。法和紫外分光光度法。第四节第四节

31、大气污染物的检测大气污染物的检测1. 1.靛蓝二磺酸钠分光光度法靛蓝二磺酸钠分光光度法 空气中的臭氧在磷酸盐缓冲剂存在下，与吸收液中黄色的靛蓝二磺酸钠等物质反应后，褪色生成靛红二磺酸钠，在610nm610nm处测量吸光度。 本法适用于本法适用于测量高含量环境空气中的臭氧，当采样体积为530L时，测定范围为0.0301.200mg/m3 。第四节第四节 大气污染物的检测大气污染物的检测2. 2. 紫外分光光度法紫外分光光度法 零空气样品：零空气样品：不含能使臭氧分析仪产生可检测响应的空气，也不含与臭氧发生反应的一氧化碳、乙烯等物质的空气。 当空气样品以恒定流速进入紫外臭氧分析仪的气路系统，样品空

32、气直接或交替地进入吸收池，或经过臭氧涤去器在进入吸收池。臭氧对254nm波长的紫外光有特征吸收。 本法测定环境空气中的臭氧，测定条件在25和101.325KPa时，臭氧的测定范围为2.14g/m32mg/m3。第四节第四节 大气污染物的检测大气污染物的检测五、总烃和非甲烷烃五、总烃和非甲烷烃 总烃总烃(THC) (THC) ：包括甲烷在内的碳氢化合物。 非甲烷烃非甲烷烃(NMHC)(NMHC)：除甲烷以外的碳氢化合物。 空气中的碳氢化合物主要来自空气中的碳氢化合物主要来自石油炼制、焦化、化工等生产过程中逸散和排放的废气及汽车尾气，局部地区也来自天然气、油田气的逸散。 测定方法：测定方法：气相色

33、谱法、光电离检测法。气相色谱法、光电离检测法。第四节第四节 大气污染物的检测大气污染物的检测1. 1.气相色谱法气相色谱法 原理原理- -用氢火焰离子化检测器分别测定气样总烃和甲烷含量。 气相色谱仪中并联两根色谱柱：u 不锈钢螺旋空柱u 填充GDX-502担体的不锈钢柱 测定总烃测定总烃测定甲烷测定甲烷第四节第四节 大气污染物的检测大气污染物的检测第四节第四节 大气污染物的检测大气污染物的检测第四节第四节 大气污染物的检测大气污染物的检测p 在选定色谱条件下，将大气样品、甲烷标准气、除烃净化空气依次通过色谱仪空柱色谱仪空柱进行检测，得到三种气样的色谱峰。 大气试样总烃峰高：ht 甲烷标准气样峰

34、高：hs 除烃净化空气峰高：hap 相同色谱条件下，将大气样品、甲烷标准气、依次通过GDX-502柱进行检测，得到三种气样的色谱峰。 甲烷的峰高：hm 甲烷标准器样中甲烷的峰高： hs第四节第四节 大气污染物的检测大气污染物的检测l 总烃（以CH4计，mg/m3)l 甲烷（mg/m3)l非甲烷烃浓度=总烃浓度-甲烷浓度 ssatchhh 总烃ssmchh3/mmgcs甲烷标准气浓度，第四节第四节 大气污染物的检测大气污染物的检测六、氟化物六、氟化物 空气中的气态氟化物主要是氟化氢，也可能有少量氟化硅(SiF4)和氟化碳(CF4)。含氟粉尘主要是冰晶石(Na3A1F6)、萤石(CaF2)、氟化铝

35、(A1F3)、氟化钠(NaF)及磷灰石3Ca3(PO4)2CaF2等。 氟化物属高毒类物质，由呼吸道进入人体，会引起黏膜刺激、中毒等症状，并能影响各组织和器官的正常生理功能。对于植物的生长也会产生危害。测定方法：测定方法：滤膜采样-离子选择电极法、石灰滤纸采样-氟离子选择电极法。第四节第四节 大气污染物的检测大气污染物的检测1. 1.滤膜采样滤膜采样- -氟离子选择电极法氟离子选择电极法 用磷酸氢二钾溶液浸渍的玻璃纤维滤膜或碳酸氢钠-甘油溶液浸渍的玻璃纤维滤膜采样，则大气中的气态氟化物被吸收固定，颗粒态氟化物同时被阻留在滤膜上。采样后的滤膜用水或酸浸取后，用氟离子选择电极法测定。第四节第四节

36、大气污染物的检测大气污染物的检测 第一层采样膜第一层采样膜用孔径0.8m经柠檬酸溶液浸渍的纤维素酯微孔膜先阻留颗粒态氟化物，第二、三层用磷酸氢二钾浸渍过的玻璃纤维滤膜采集气态氟化物。用水浸取滤膜，可测定水溶性氟化物；用盐酸溶液浸取，测定酸溶性氟化物；用盐酸溶液浸取，测定酸溶性氟化物用水蒸气热解法处理滤膜，可测定总氟化物。采样滤膜应分张处理和测定。第四节第四节 大气污染物的检测大气污染物的检测u气态氟化物的含量u颗粒态氟化物的浓度 nVmmmmmg/ )2()/F0213，（氟化物nmm/V-(）空白含量）第一层膜的样品中的氟第四节第四节 大气污染物的检测大气污染物的检测2. 2.石灰滤纸采样石

37、灰滤纸采样- -氟离子选择电极法氟离子选择电极法 空气中的氟化物与浸渍在滤纸上的氢氧化钙反应而被固定，用总离子强度调节缓冲液提取后，以氟离子选择电极法测定。 该方法该方法不需要抽气动力，操作简便，且采样时间长，得出的石灰滤纸上氟化物的含量，反映在放置期间空气中氟化物的平均污染水平。 第四节第四节 大气污染物的检测大气污染物的检测七、硫酸盐化速率七、硫酸盐化速率 污染源排放到空气中的SO2、H2S、H2SO4蒸气等含硫污染物，经过一系列氧化演变和反应，最终形成危害更大的硫酸雾和硫酸盐雾，这种演变这种演变过程的速度称为硫酸盐化速率。过程的速度称为硫酸盐化速率。第四节第四节 大气污染物的检测大气污染

38、物的检测1. 1.二氧化铅二氧化铅- -重量法重量法 42222422PbSOOSPbOSOHPbOPbOSHPbSOPbOSO100)()().100/(430223BaSOMSOMSnmmdPbOcmmgSOs硫酸盐化速率（第四节第四节 大气污染物的检测大气污染物的检测2. 2.碱片碱片- -重量法重量法 将用碳酸钾溶液浸渍的玻璃纤维滤膜曝露于大气中，碳酸钾与空气中的二氧化硫等反应生成硫酸盐，加入氯化钡溶液将其转化为硫酸钡沉淀，用重量法测定，结果以每日在100cm2碱片上所含SO3的毫克数表示。3 .34100)()().100/(043023SnmmBaSOMSOMSnmmdcmmgSO

39、ss碱片硫酸盐化速率（第四节第四节 大气污染物的检测大气污染物的检测八、总悬浮颗粒物八、总悬浮颗粒物 TSP: 悬浮在空气中，空气动力学当量直径为100m以下的颗粒物。 tQmmKmgTSPn)()/(013TSP采样器采样器第四节第四节 大气污染物的检测大气污染物的检测九、可吸入颗粒物九、可吸入颗粒物 可吸入颗粒物：可吸入颗粒物：能悬浮在空气中，空气动力学当量直能悬浮在空气中，空气动力学当量直径小于径小于10m的颗粒物。1123/Vmmmg）（浓度：大气中可吸入颗粒物的第四节第四节 大气污染物的检测大气污染物的检测十、自然降尘十、自然降尘 该指标系指在空气环境条件下，单位时间靠重力自然沉降落

40、在单位面积上的颗粒物量(简称降尘)。 灰尘自然沉降量用重量法重量法测定。有时还需要测定降尘中的可燃性物质、可溶性和非水溶性物质、灰分以及某些化学组分。第四节第四节 大气污染物的检测大气污染物的检测1. 1.降尘总量的测定降尘总量的测定 4011030SnmmmMc2. 2.降尘总量中可燃物的测定降尘总量中可燃物的测定42011030)()(SnmmmmmmMdbc第四节第四节 大气污染物的检测大气污染物的检测十一、总悬浮颗粒物中的主要成分十一、总悬浮颗粒物中的主要成分 1. 1.金属元素金属元素 （1 1）样品预处理方法）样品预处理方法 （2 2）测定方法简介）测定方法简介 铍、铁、砷、铅、铜

41、等铍、铁、砷、铅、铜等 第四节第四节 大气污染物的检测大气污染物的检测2. 2.有机化合物有机化合物n多环芳烃的提取多环芳烃的提取n多环芳烃的分离多环芳烃的分离n苯并【苯并【 】芘的测定】芘的测定第五节第五节 大气降水的检测大气降水的检测一、采样点的布设一、采样点的布设 1.大气降水采样点布设原则 根据本地区气象、水文、植被、地貌等自然条件，以及城市、工业布局、大气污染源位置与排污强度等布设；污染严重区布设密集，非污染区稀；与现有雨量观测站相结合进行规划。 第五节第五节 大气降水的检测大气降水的检测2.采样点布设要求 根据我国根据我国大气降水样品的采集与保存大气降水样品的采集与保存(GB135

42、80.292)(GB13580.292)标准中规定：标准中规定：n采样点数目采样点数目，根据研究的目的和需要来确定。一般常规监测，人口在五十万以上的城市布三个点，人口在五十万以下的城市布设二个点，采样点的布设应兼顾城区、农村和清洁对照点。要尽可能照顾到气象地形、地貌。n采样点位应尽可能的远离局部污染源，四周无遮挡雨、雪的高大树木或建筑物。第五节第五节 大气降水的检测大气降水的检测n在本地区盛行风上风向一侧，设置一个背景对照采样点。n库容在1亿m3以上或水面面积在50km2以上的水库、湖、泊，根据水面大小，设置13个采样点。n尽量与现有雨量站相结合，按现有雨量站的13进行布设。第五节第五节 大气

43、降水的检测大气降水的检测3.采样点布设方法 （1 1）网格法）网格法 网格大小应根据当地自然环境条件、待测区域污染状况等确定。 （2 2）放射式法）放射式法 以掌握污染状况、分布范围的变化规律为重点，按布设方式可分为同心圆布点法和扇形布点法第五节第五节 大气降水的检测大气降水的检测二、采样二、采样 1.采样器降水采样器实物照片降水采样器实物照片雨水自动采样器示意图雨水自动采样器示意图第五节第五节 大气降水的检测大气降水的检测2.采样方法 （1）从每次降雨(雪)开始，要采集全过程(开始到结束)雨(雪)样。如遇连续几天降雨(雪)，每天上午8:00开始，连续采集24 h为一次样。 （2）采样器应高于

44、基础面1.2m以上。 （3）样品采集后，应贴上标签，编好号，记录采样地点、日期、采样起止时间、雨量等。第五节第五节 大气降水的检测大气降水的检测3.采样时间和频率采样时间采样时间 降水水样在降水初期采集，特别是干旱后的第一次降水；不同季节盛行风向不同时，需在不同季节采样；当降水量在非汛期大于5mm、汛期大于10mm、雪大于2mm时采样。采样频率采样频率 全国重点基本站每年采样4次，每季度各一次；大气污染严重地区每年12次，每月一次。第五节第五节 大气降水的检测大气降水的检测三、监测项目与监测方法三、监测项目与监测方法1.监测项目 I级测点为：pH、电导率、K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH

45、4+、SO42、NO2、NO3、F、Cl。每月测定不少于一次，每月选一个或几个随机降水样品分析上述项目。u省、市监测网络中的省、市监测网络中的、级测点视实际需级测点视实际需要和可能决定测定项目。要和可能决定测定项目。第五节第五节 大气降水的检测大气降水的检测2.监测方法 （1）pH的测定 （2）电导率的测定 （3）硫酸根的测定 （4）亚硝酸根和硝酸根的测定 （5）氟离子的测定 （6）氯离子的测定 （7）铵根离子的测定 （8）钾、钠、钙、镁离子的测定第六节第六节 大气污染源检测大气污染源检测一、大气污染源一、大气污染源 1.污染源类型 污染源包括固定污染源固定污染源和流动污染源流动污染源。 固定

46、污染源固定污染源指烟道、烟囱、排气筒等。它们排放的废气中包含烟尘、粉尘和气态及气溶胶态等多种有害物。 流动污染源流动污染源指汽车等交通运输工具所排放的废气中含有的烟尘及某些有害物质。这两种污染源都是大气污染物的主要来源。第六节第六节 大气污染源检测大气污染源检测 2.监测目的、内容和要求监测目的：检查排放的废气中有害物质含量是否符合国家或地方的排放标准和总量控制标准；评价净化装置及污染防治设施的性能和运行情况，为空气质量评价和管理提供依据。监测要求：进行监测时，要求生产设备处于正常运转状态下，对因生产过程而引起排放情况变化的污染源，应根据其变化特点和周期进行系统监测。监测内容：废气排放量、污染

47、物质排放浓度及排放速率(kg/h)。在计算废气排放量和污染物质排放浓度时，都使用标准状态下的干气体体积。 第六节第六节 大气污染源检测大气污染源检测 3.监测项目 固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法（GB/T16157-1996）规定了各种锅炉、工业炉窑及其他固定污染源排气中颗粒物的测定方法和气态污染物的采样方法。该标准还规定：排气参数（温度、压力、水分含量、成分）的测定；排气密度和气体分子量的计算；排气流速和流量的测定；排气中颗粒物的测定和排放浓度、排放率的计算；排气中气态污染物的采样和排放浓度、排放率的测定。 工业废气监测项目工业废气监测项目 类 别 监 测 项 目有机化工 S

48、O2、NOx、氟化物、总烃、H2S、苯类、酚、粉尘、CO、Cl2、HCl 氮肥SO2、NOx、H2S、CO、氨、酸雾、粉尘 磷肥 SO2、氟化物、酸雾、粉尘 氯碱 SO2、NOx、Cl2、HCl、氯乙烯、汞 纯碱 SO2、NOx、氨、粉尘 硫酸 SO2、NOx、氟化物、硫酸雾、粉尘 染料SO2、H2S、Cl2、HCl、光气、汞等 橡胶 SO2、H2S、苯类、粉尘等 农药H2S、Cl2、HCl、苯类、硫醇、光气、汞、粉尘 油漆 苯类、酚、粉尘 焦化 SO2、H2S、CO、烟尘、苯类、氨、酚、苯并a芘 第六节第六节 大气污染源检测大气污染源检测二、污染源样品的采集二、污染源样品的采集 1.采样点的

49、布设 （1）采样位置的选择 采样位置应选在气流分布均匀稳定的平直管 段上，避开弯头、变径管、三通管及阀门等易产 生涡流的阻力构件。 （2）采样点数目 根据烟道的形状、尺寸和流速分布确定。 圆形烟道 矩形(或方形)烟道 拱形烟道 拱形烟道拱形烟道 拱形烟道采样点布设第六节第六节 大气污染源检测大气污染源检测2.烟气样品的采集第六节第六节 大气污染源检测大气污染源检测3.烟尘样品的采集 等速采样法 第六节第六节 大气污染源检测大气污染源检测 采样装置和仪器（普通型采样管法） 采样装置由采样管采样管、捕集器捕集器、流量计流量计、抽抽气泵气泵等组成。 常见的采样管有超细玻璃纤维滤筒细玻璃纤维滤筒采样管

50、和刚玉滤筒刚玉滤筒采样管 第六节第六节 大气污染源检测大气污染源检测第六节第六节 大气污染源检测大气污染源检测三、基本状态参数的测定三、基本状态参数的测定 1.温度的测量u 仪器仪器 热电偶毫伏计、水银玻璃温度计热电偶毫伏计、水银玻璃温度计 热电偶测温原理1-工作端；2-热电偶；3-自由端；4-测温毫伏计；第六节第六节 大气污染源检测大气污染源检测2.压力的测量 仪器仪器 标准皮托管标准皮托管 S S形皮托管形皮托管 斜管微差计斜管微差计 U U形压力计形压力计采样头采样头第六节第六节 大气污染源检测大气污染源检测3.流速和流量的计算 在测出烟气的温度、压力等参数后，按下式计算各测点的烟气流速

51、(Vs)： vps2pKv式中：vs烟气流速，m/s；Kp皮托管校正系数；pv烟气动压，Pa；烟气密度，kg/m3。第六节第六节 大气污染源检测大气污染源检测烟道断面上各测点烟气平均流速按下式计算：nvvvvn21s烟气流量按下式计算： SvQs 3600s式中：Qs烟气流量，m3/h；S测定断面面积，m2。第六节第六节 大气污染源检测大气污染源检测标准状态下干烟气流量按下式计算：ssawsnd2732731013251tppxQQ式中：Qnd 标准状态下烟气流量，m3/h；ps烟气静压，Pa；pa大气压力，Pa；xw烟气含湿量体积分数，%。第六节第六节 大气污染源检测大气污染源检测四、含湿量

52、的测定四、含湿量的测定 1.1.冷凝法冷凝法 冷凝法测定含湿量装置1-滤筒；2-采样管；3-冷凝器；4-温度计；5-干燥器；6-真空压力表； 7-转子流量计；8-累计流量计；9-调节阀；10-抽气泵第六节第六节 大气污染源检测大气污染源检测2.2.重量法重量法第六节第六节 大气污染源检测大气污染源检测3.3.干湿球温度计法干湿球温度计法 气体在一定流速下流经干湿温度计，根据干湿球温度计读数及有关压力，计算烟气中含湿量。 湿度：湿度：表示大气干燥程度的物理量。 相对湿度：相对湿度：指空气中水汽压与饱和水汽压的百分比。 绝对湿度：绝对湿度：是一定体积的空气中含有的水蒸气的质量，一般其单位是克/立方

53、米。第六节第六节 大气污染源检测大气污染源检测五、烟气组分的测定五、烟气组分的测定 1.1.烟气主要组分的测定烟气主要组分的测定 主要组分可采用奥氏气体分析器吸收法和仪主要组分可采用奥氏气体分析器吸收法和仪器器分析法测定。分析法测定。2.2.烟气中有害成分的测定烟气中有害成分的测定第六节第六节 大气污染源检测大气污染源检测 3.3.烟气含尘浓度的测定烟气含尘浓度的测定 抽取一定体积烟气通过以知重量的捕尘装置，根据捕尘装置采样前后的重量差和采样体积计算烟尘的浓度。 4.4.烟气中有害组分的测定烟气中有害组分的测定 烟尘中有害组分主要有沥青烟、硫酸雾和铬酸雾、铅、铍等。第六节第六节 大气污染源检测

54、大气污染源检测六、流动污染源六、流动污染源 1.汽油车排气中氮氧化物的测定 2.柴油车排气烟度的测定第六节第六节 大气污染源检测大气污染源检测 3.汽油车怠速排气中一氧化碳、碳氢化合物的测定污染物CO(体积分数)/ %HC（体积分数）/10-6车别轻型车重型车四冲程二冲程轻型车重型车轻型车重型车1995年7月1日前的定型汽车3.54.09001200650070001995年7月1日前的新生产汽车4.04.510001500700078001995年7月1日前生产的在用汽车4.55.012002000800090001995年7月1日起的定型汽车3.03.5600900600065001995

55、年7月1日起的新生产汽车3.54.07001000650070001995年7月1日起生产的在用汽车4.54.5900120075008000HC（碳氢化合物）体积浓度值以正己烷计。 汽油车怠速污染物排放限量汽油车怠速污染物排放限量（摘自（摘自GB14761.593）第七节第七节 大气污染生物检测大气污染生物检测一、大气污染生物监测一、大气污染生物监测 1.生物监测法 生物监测法生物监测法 是通过生物（动物、植物及微生物）在环境中的分布、生长、发育状况及生理生化指标和生态系统的变化来研究环境污染情况，测定污染物毒性的一种监测方法。 第七节第七节 大气污染生物检测大气污染生物检测生物监测方法的生

56、物监测方法的优点优点：u 直接表现出生态系统已经发生了变化，即使直接表现出生态系统已经发生了变化，即使没有开始显示不良效应，可以作为进一步研究没有开始显示不良效应，可以作为进一步研究的引发信号。的引发信号。u 能使人们更清楚的认识环境质量及环境质量能使人们更清楚的认识环境质量及环境质量改变后的的实际效应。改变后的的实际效应。u 生物监测可以作为环境监测的补充手段。生物监测可以作为环境监测的补充手段。第七节第七节 大气污染生物检测大气污染生物检测生物监测方法的生物监测方法的缺点缺点：u 局限性：例如生物体对污染因子的敏感性会随生活在局限性：例如生物体对污染因子的敏感性会随生活在污染环境中时间的增

57、长而降低。污染环境中时间的增长而降低。u专一性差专一性差u定量测定困难定量测定困难u费时费时第七节第七节 大气污染生物检测大气污染生物检测2.指示植物及选择 生物监测包括动物监测动物监测和植物监测植物监测。 由于动物动物的管理比较困难，目前还未形成比较完整的监测方法。 植物分布广泛，管理容易，当受到污染物侵蚀时，有很多植物表现出明显的受害症状，所以广泛应用于大气污染生物监测。 植物在受到污染物侵袭后，表现出明显的伤害症状，或生长形态发生变化、果实或种子变化，以及生产力或产量变化，这种植物就是指示植物。指示植物。 第七节第七节 大气污染生物检测大气污染生物检测根据植物对有害气体的抗性等级，将植物

58、分为：根据植物对有害气体的抗性等级，将植物分为： 敏感植物敏感植物 环境中污染物浓度含量很低时（甚至低至化学方法测不出来），指示生物就表现出某些灵敏的反应. 根据症状及反应程度进行定性、定量分析。如：牵牛花对光化学烟雾很敏感。第七节第七节 大气污染生物检测大气污染生物检测 抗性植物抗性植物 这类生物在不良的环境中却表现出良好的生长势。也就是说污染了的环境反而促进了这类生物的生长。如：水体富营养化，蓝藻大量出现。 第七节第七节 大气污染生物检测大气污染生物检测第七节第七节 大气污染生物检测大气污染生物检测二、植物在污染环境中的受害症状和特点二、植物在污染环境中的受害症状和特点 1. 1.二氧化硫

59、污染二氧化硫污染 第七节第七节 大气污染生物检测大气污染生物检测叶肉出现棕红色斑点漂白斑点一系列颜色变化一系列颜色变化叶片边缘及叶肉全部枯黄，仅叶脉仍为绿色危害严重时危害严重时SO2污染第七节第七节 大气污染生物检测大气污染生物检测 当受硫酸雾污染时： 危害症状危害症状：叶片边缘光滑，呈现分散的浅黄色透明斑点；危害严重严重时，成孔洞。 敏感植物敏感植物主要有紫花苜蓿、棉株、元麦、大麦、小麦、大豆、芝麻、荞麦、辣椒、菠菜、胡萝卜、烟草、百日菊、麦杆菊、玫瑰、苹果树、雪松、马尾松、白杨、白桦、杜仲、腊梅等。 第七节第七节 大气污染生物检测大气污染生物检测2. 2.氮氧化物污染氮氧化物污染 叶片上出

60、现密集的水侵蚀斑痕：浅绿色浅绿色淡黄色淡黄色或或青铜色青铜色 敏感植物敏感植物主要有烟草、番茄、秋海棠、主要有烟草、番茄、秋海棠、向日葵、菠菜等。向日葵、菠菜等。 第七节第七节 大气污染生物检测大气污染生物检测3. 3.氟化物污染氟化物污染 危害症状：先在植物的特点部位呈现伤斑。 例如，单子叶植物和针叶树的叶尖，双子叶植物和阔叶植物的叶缘等。开始开始这些部位发生萎黄，然后然后颜色转深形成棕色斑块，在发生萎黄组织与正常组织之间有一条明显分界线，随着受害程度的加重，黄斑向叶片中部及靠近叶柄部分发展，最后，使叶片大部分枯黄，仅叶主脉下部及叶柄附近仍保持绿色。第七节第七节 大气污染生物检测大气污染生物