大气和废气监测

1、1 第三章第三章 空气和废气监测空气和废气监测2第一节第一节 空气污染基本知识空气污染基本知识第二节第二节 空气污染监测方案的制订空气污染监测方案的制订第三节第三节 空气样品的采集方法和采样仪器空气样品的采集方法和采样仪器第四节第四节 颗粒物的测定颗粒物的测定第五节第五节 气态和蒸气态污染物质的测定气态和蒸气态污染物质的测定第六节第六节 降水监测降水监测3第一节第一节 空气污染基本知识空气污染基本知识4一、大气、空气和空气污染一、大气、空气和空气污染对人类有影响的：对人类有影响的：距地面距地面10km地球地球半径半径大气大气厚度厚度氮氮78.06%氧氧20.95%氩氩0.93% 其他气体其他气

2、体10m10m：降尘，危害较小：降尘，危害较小 10m10m：飘尘：飘尘/ /气溶胶气溶胶/ /可吸入颗粒物（可吸入颗粒物（IPIP） 烟：固体颗粒，凝聚成，烟：固体颗粒，凝聚成，0.01-1m0.01-1m。 尘：固体颗粒，分散成。尘：固体颗粒，分散成。 雾：微小液滴分散型：雾化雾：微小液滴分散型：雾化 10m 10m 凝聚型：冷凝凝聚型：冷凝 6三、空气污染源三、空气污染源 火山爆发自然源 森林火灾等 工业企业排放的废气人工源 汽车排放的废气 家庭炉灶与采暖设备排放的废气7火山爆发火山灰还在大气层中扩散，导致冰岛、英国、德国、波兰等火山灰还在大气层中扩散，导致冰岛、英国、德国、波兰等多国阴

3、天。西部欧洲多国航线中断。另外，火山灰对一些呼多国阴天。西部欧洲多国航线中断。另外，火山灰对一些呼吸道疾病患者也有一定影响。（吸道疾病患者也有一定影响。（火山爆发时会向空气中喷射出大量粉火山爆发时会向空气中喷射出大量粉尘、二氧化硫气体等。尘、二氧化硫气体等。） 艾雅法拉火山释放的火山灰艾雅法拉火山释放的火山灰 冰岛火山爆发航拍图片冰岛火山爆发航拍图片 8森林火灾莫斯科烟霾蔽天。莫斯科一千万居民健康备受威胁，不少人已经因为眼睛及呼吸道不适就医。因为山林野火及周边的泥煤沼田燃烧引起的刺鼻烟霾，使得空气中的二氧化碳、悬浮微粒超标5、6倍。卫生当局说，目前莫斯科的污染程度有如一天抽上好几包香烟。（森林

4、火灾会产生大量二氧化碳、碳氢化合物、热辐射等）森林火灾会产生大量二氧化碳、碳氢化合物、热辐射等）%ccK100019（一）工业企业排放的废气（一）工业企业排放的废气部门部门企业类别企业类别排排 出出 主主 要要 污污 染染 物物电力电力火力发电厂火力发电厂烟尘、烟尘、SO2、NOx、CO、苯并芘等、苯并芘等冶金冶金钢铁厂钢铁厂有色金属冶炼厂有色金属冶炼厂焦化厂焦化厂烟尘、烟尘、SO2、CO、氧化铁尘、氧化锰尘、锰尘等、氧化铁尘、氧化锰尘、锰尘等烟尘烟尘(Cu、Cd、Pb、Zn等重金属等重金属)、SO2等等烟尘、烟尘、SO2、CO、H2S、酚、苯、萘、烃类等、酚、苯、萘、烃类等化工化工石油化工厂

5、石油化工厂氮肥厂氮肥厂磷肥厂磷肥厂氯碱厂氯碱厂化学纤维厂化学纤维厂硫酸厂硫酸厂合成橡胶厂合成橡胶厂农药厂农药厂冰晶石厂冰晶石厂SO2、H2S、NOx、氰化物、氯化物、烃类等、氰化物、氯化物、烃类等烟尘、烟尘、NOx、CO、NH3、硫酸气溶胶等、硫酸气溶胶等烟尘、氟化氢、硫酸气溶胶等烟尘、氟化氢、硫酸气溶胶等氯气、氯化氢、汞蒸气等氯气、氯化氢、汞蒸气等烟尘、烟尘、H2S、NH3、CS2、甲醇、丙酮等、甲醇、丙酮等SO2、NOx、砷化物等、砷化物等烯烃类、丙烯腈、二氯乙烷、二氯乙醚、乙硫醇、氯化甲烷等烯烃类、丙烯腈、二氯乙烷、二氯乙醚、乙硫醇、氯化甲烷等砷化物、汞蒸气、氯气、农药等砷化物、汞蒸气、

6、氯气、农药等氟化氢等氟化氢等机械机械机械加工厂机械加工厂仪表厂仪表厂烟尘等烟尘等汞蒸气、氰化物等汞蒸气、氰化物等轻工轻工灯泡厂灯泡厂造纸厂造纸厂烟尘、汞蒸气等烟尘、汞蒸气等烟尘、硫醇、烟尘、硫醇、H2S等等建材建材水泥厂水泥厂水泥尘、烟尘等水泥尘、烟尘等表表3.1 各类工业企业向空气排放的主要污染物各类工业企业向空气排放的主要污染物10（二）交通运输工具排放的废气（二）交通运输工具排放的废气11四、空气污染的危害四、空气污染的危害图片来源：国家地理杂志图片来源：国家地理杂志 空气污染对人体的空气污染对人体的危害途径：呼吸道吸入；危害途径：呼吸道吸入；随食物和饮水摄入；体随食物和饮水摄入；体表接

7、触侵入。表接触侵入。121. 大气颗粒物大气颗粒物4. 氮氧化物氮氧化物5. 光化学氧化剂光化学氧化剂3. 一氧化碳一氧化碳2. 二氧化硫二氧化硫空气污染对人体健康的危害空气污染对人体健康的危害 臭氧对鼻子、咽喉、肺臭氧对鼻子、咽喉、肺等呼吸器官有刺激作用，运等呼吸器官有刺激作用，运动时则吸入更严重。动时则吸入更严重。 所有大气污染物中散布所有大气污染物中散布最广的一种，严重阻碍血液最广的一种，严重阻碍血液输氧，引起缺氧中毒。输氧，引起缺氧中毒。 NO2对呼吸器官有刺激对呼吸器官有刺激性，可引起肺水肿、慢性支性，可引起肺水肿、慢性支气管炎等疾病，若与气管炎等疾病，若与SO2共共存，则危害更重。

8、存，则危害更重。 损害肝脏。且由于损害肝脏。且由于SO2通常与多种污染物共存，通常与多种污染物共存，吸入之后产生的复合作用吸入之后产生的复合作用危害更大。危害更大。 颗粒物及其化学组成对颗粒物及其化学组成对沉积位置组织的影响。沉积位置组织的影响。13五、空气中污染物的时空分布特点五、空气中污染物的时空分布特点 与其他环境要素中的污染物质相比较，空气中的污染物质具有随时间、空间变化大的特点。 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、气象等条件密切相关。14六、空气中污染物浓度表示方法六、空气中污染物浓度表示方法 （一）单位体积质量浓度 单位体积质量浓度是指单位体积空

9、气中所含污染物的质量数，常用mg/m3或g/m3表示。 （二）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/m3和L/m3表示。 两种浓度表示方法之间的换算：mVcMc4 .2215第二节第二节 空气污染监测方案的制订空气污染监测方案的制订16一、调研及资料收集一、调研及资料收集（一）污染源分布及排放情况（一）污染源分布及排放情况（二）气象资料（二）气象资料（三）地形资料（三）地形资料（四）土地利用和功能分区情况（四）土地利用和功能分区情况（五）人口分布及人群健康情况（五）人口分布及人群健康情况17二、监测项目二、监测项目必测项目选测项目空气污染物监测SO2、

10、NO2、 PM10、 CO、臭氧TSP 、 Pb、 F2、HF、有毒有害物空气降水监测pH、电导率K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH4+、SO42、NO3、Cl表表3.2 空气污染常规监测项目空气污染常规监测项目18 （一）布设采样站（一）布设采样站(点点)的原则的原则 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.污染源比较集中、主导风向比较明显的情况下，污染源比较集中、主导风向比较明显的情况下，应将污染源的下风向作为主要监测范围，布设较多应将污染源的下风向作为主要监测范围，布设较多的采样点，

11、上风向布设少量点作为对照；的采样点，上风向布设少量点作为对照； 3.3.工业工业较密集的城区和工矿区，人口密度及污染物超标地较密集的城区和工矿区，人口密度及污染物超标地区，要适当增设采样点；城市郊区和农村，人口密区，要适当增设采样点；城市郊区和农村，人口密度小及污染物浓度低的地区，可酌情少设采样点；度小及污染物浓度低的地区，可酌情少设采样点； 3.3.有特殊任务的监测点，应按特殊要求布点。有特殊任务的监测点，应按特殊要求布点。四、监测站四、监测站(点点)的布设的布设19（二）采样站（二）采样站(点点)数目的确定数目的确定表表3.3 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

12、采样点设置数目建成区城市区人口建成区城市区人口/万人万人建成区面积建成区面积/km2监测点数监测点数10300200按按2030 km2设一个监测点，且至少设一个监测点，且至少8个个20表表3.4 WHO推荐的城市空气自动监测站推荐的城市空气自动监测站(点点)数目数目市区人口市区人口/万人万人可吸入颗粒物可吸入颗粒物SO2NOx氧化剂氧化剂CO风向、风速风向、风速100221111100 400552222400 8008843428001010545321（三）采样站（三）采样站(点点)布设方法布设方法 1. 功能区布点法功能区布点法 2. 网格布点法网格布点法 3. 同心圆布点法同心圆布点

13、法 4.扇形布点法扇形布点法 注意事项: （1）采用同心圆和扇形布点法时，应考虑高架点源排放污染物的扩散特点； （2）在实际工作中，常采用一种布点法为主，兼用其他方法的综合布点法。22图图3.1 3.1 网格布点法网格布点法23图图3.2 同心圆布点法同心圆布点法24图图3.3 扇形布点法扇形布点法25表表3.5 50m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26五、采样频率和采样时间五、采样频率和采样时间 采样频率系指在一个时段内的采样次数。

14、 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。27表表3.6 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28表表3.7 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

15、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

16、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至少有45 min的采样时间的采样时间29第三节第三节 空气样品的采集方法和采空气样品的采集方法和采样仪器样仪器30一、采样方法一、采样方法（一）直接采样（一）直接采样（二）富

17、集（二）富集(浓缩浓缩)采样采样被测组分浓度高；被测组分浓度高；分析方法灵敏度高分析方法灵敏度高 。（如非色散红外法测（如非色散红外法测CO,紫外荧光法测紫外荧光法测SO2，气相色谱测苯系物等）气相色谱测苯系物等）被测组分浓度低；被测组分浓度低；分析方法灵敏度不够高。分析方法灵敏度不够高。311. 注射器采样这是一支这是一支100ml的注射器和一个封口所用的小橡皮帽。的注射器和一个封口所用的小橡皮帽。将注射器进气口朝下，垂直放置，使注射器内压力略大于大气压。将注射器进气口朝下，垂直放置，使注射器内压力略大于大气压。常用100mL注射器采集有机蒸气样品。采样时，先用现场气体抽洗 23次，然后抽取

18、100mL, 密封进气口，带回实验室分析。样品存放时间不宜长，一般应当天分析完。 （一）直接采样法 1. 注射器采样 2. 塑料袋采样 3. 采气管采样 4. 真空瓶采样322. 塑料袋采样 采样时，先用二联球打进现场气体冲洗23次，再充满样气，夹封进气口，带回尽快分析。333. 采气管采样采气管是两端具有旋塞的管式玻璃容器。采样时，打开两端旋塞，将二联球或抽气泵接在管的一端，迅速抽进比采样管容积大610倍的欲采气体，使采样管中原有气体被完全置换出，关上两端旋塞，采气体积即为采样管的体积。344. 真空瓶采样 将真空采气瓶与抽真空装置相接。打开真空瓶下面的活塞，而上面的活塞处于关闭状态。接通真

19、空泵电源，打开开关，这时真空采气瓶中的空气被不断抽出。采气瓶中的气体越来越少，瓶内的真空度不断增大，当真空表显示瓶内剩余压力为1.33KPa左右时，可认为采气瓶内已是真空状态。关闭真空瓶上的活塞。关真空泵。拆下真空采气瓶，可用于采样了。在采样点打开真空采气瓶上面的活塞，气体就很快进入真空瓶并充满。 采样前，先用抽真空装置将采气瓶内抽至剩余压力达1.33kPa左右。采样时，打开旋塞，被采空气即充入瓶内，关闭旋塞，则采样体积为真空采气瓶的容积。NoImage35（二）富集（二）富集(浓缩浓缩)采样法采样法1、溶液吸收法、溶液吸收法图图3.6 气体吸收管（瓶）示意图气体吸收管（瓶）示意图 吸收液的选

20、择原则：吸收液的选择原则： 对被采集物质溶解度要大；对被采集物质溶解度要大； 与被采集物质的化学反应速度要快；与被采集物质的化学反应速度要快； 稳定时间长；稳定时间长； 有利于下一步分析。有利于下一步分析。36。 373、滤料阻留法、滤料阻留法3839降尘（降尘（Dustfall）试样采集）试样采集4041二、采样仪器二、采样仪器孔口流量计孔口流量计1.隔板；2.液柱；3.支架转子流量计转子流量计1.锥形玻璃管；2.转子采样动力：采样动力：常采用各种电抽气泵为采样动力，如吸尘器、常采用各种电抽气泵为采样动力，如吸尘器、真空泵、刮板泵、薄膜泵、电磁泵等。真空泵、刮板泵、薄膜泵、电磁泵等。42（二

21、）专用采样器（二）专用采样器 1. 空气采样器空气采样器432. 颗粒物采样器颗粒物采样器（1） 采样器采样器44（2）IP（Inhalable particulate matter）采样器）采样器45 小结：小结：本部分主要介绍了两个主要内容本部分主要介绍了两个主要内容 1、空气样品的采集方法有哪些？各自的适、空气样品的采集方法有哪些？各自的适用对象是什么？用对象是什么？ 2、空气采样器由哪几部分组成？、空气采样器由哪几部分组成？46四、采样效率四、采样效率 （一）采集气态和蒸气态污染物质效率的评价方法（一）采集气态和蒸气态污染物质效率的评价方法 绝对比较法绝对比较法 相对比较法相对比较法%

22、1003211ccccK 47五、气样体积的换算五、气样体积的换算气样体积的换算 a.由采样现场的气体流量Q(L/min)和持续时间S ( min) ，即可求出现场采样的体积VtQS(L)。 b.同时记录现场采样温度t()和大气压力Pa，再将现场体积Vt换算成参比状态的气样体积，以便统一比较。 规定参比状态为25，101.3KPa 换算公式： 48六、采样记录六、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，采样采样时的温度、大气压力和天气情况，采样仪器和所用吸收

23、液；仪器和所用吸收液； 采样者、审核者姓名。采样者、审核者姓名。49第四节第四节 颗粒物的测定颗粒物的测定TSPTSP采样器采样器50一、总悬浮颗粒物一、总悬浮颗粒物(TSP)的测定的测定 滤膜捕集滤膜捕集重量法重量法 用抽气动力抽取一定体积的空气通过已恒重用抽气动力抽取一定体积的空气通过已恒重的滤膜，则空气中的悬浮颗粒物被阻留在滤膜上，的滤膜，则空气中的悬浮颗粒物被阻留在滤膜上，根据采样前后滤膜质量之差及采样体积，即可计根据采样前后滤膜质量之差及采样体积，即可计算算TSP的浓度。的浓度。 根据采样流量不同分为大流量、中流量和小流根据采样流量不同分为大流量、中流量和小流量采样法。量采样法。51

24、 总悬浮颗粒物总悬浮颗粒物(TSP)(TSP)是指飘浮在空气中的固体是指飘浮在空气中的固体和液体颗粒物的总称，其粒径范围为和液体颗粒物的总称，其粒径范围为0.10.1100m100m。监测方法采用重量法监测方法采用重量法GB/T154321995GB/T154321995。 1.1.重量法重量法 (1)(1)测定原理测定原理 通过具有一定切割特征的采样器，以恒速抽取通过具有一定切割特征的采样器，以恒速抽取一定体积的空气，空气中粒径大于一定体积的空气，空气中粒径大于100m100m的颗粒被的颗粒被除去，小于除去，小于100m100m的悬浮颗粒物被截留在已恒重的的悬浮颗粒物被截留在已恒重的滤膜上，

25、根据采样前后滤膜质量之差及气体采样体滤膜上，根据采样前后滤膜质量之差及气体采样体积，计算积，计算TSPTSP的质量浓度。的质量浓度。 (2)(2)主要仪器主要仪器 大流量或中流量采样器、流量计、滤膜（超细大流量或中流量采样器、流量计、滤膜（超细玻璃纤维滤膜）、恒温恒湿箱、分析天平等。玻璃纤维滤膜）、恒温恒湿箱、分析天平等。总悬浮颗粒物（总悬浮颗粒物（TSPTSP）的测定）的测定1152 (3) (3)测定步骤测定步骤 在选定的滤膜光滑表面的两个对角上打印编号。将在选定的滤膜光滑表面的两个对角上打印编号。将滤膜放入恒温恒湿箱内平衡滤膜放入恒温恒湿箱内平衡24h24h，平衡温度，平衡温度15153

26、030，记，记录平衡温度和湿度。在平衡条件下称量平衡后的滤膜，录平衡温度和湿度。在平衡条件下称量平衡后的滤膜，大流量采样器称量精确至大流量采样器称量精确至1mg1mg，中流量采样器称量精确至，中流量采样器称量精确至0.1mg0.1mg。将滤膜放入滤膜夹，安装采样头顶盖，设置采样。将滤膜放入滤膜夹，安装采样头顶盖，设置采样时间，开始采样。采样结束后，在恒温恒湿箱内，与采时间，开始采样。采样结束后，在恒温恒湿箱内，与采样前滤膜相同的平衡条件下平衡样前滤膜相同的平衡条件下平衡24h24h，称量测定。，称量测定。 (4)(4)结果按下式计算结果按下式计算1121000VGGc总悬浮颗粒物（总悬浮颗粒物

27、（TSPTSP）的测定）的测定2253二、可吸入颗粒物二、可吸入颗粒物(PM10)的测定的测定 可吸入颗粒物主要是指通过人的咽喉进入肺部可吸入颗粒物主要是指通过人的咽喉进入肺部的气管、支气管区和肺泡的那部分颗粒物，具的气管、支气管区和肺泡的那部分颗粒物，具有有D50(质量中值直径质量中值直径)=10m到上截止点到上截止点30m的粒径范围，常用的粒径范围，常用PM10表示。表示。 测定方法：重量法、压电晶体差频法、光散射测定方法：重量法、压电晶体差频法、光散射法。法。54 一般将空气动力学当量直径一般将空气动力学当量直径10m10m的颗粒物称为可吸的颗粒物称为可吸入颗粒物，简称入颗粒物，简称PM

28、PM1010。监测方法采用重量法。监测方法采用重量法GB69211986GB69211986。 1.1.测定原理测定原理 气体首先进入采样器附带的气体首先进入采样器附带的10m10m以上颗粒物切割器，以上颗粒物切割器，将采样气体中粒径大于将采样气体中粒径大于10m10m以上的微粒分离出去。小于这以上的微粒分离出去。小于这一粒径的微粒随气流经分离器的出口被阻留在已恒重的滤一粒径的微粒随气流经分离器的出口被阻留在已恒重的滤膜上，根据采样前后滤膜的质量差及采样体积，计算可吸膜上，根据采样前后滤膜的质量差及采样体积，计算可吸入颗粒物的浓度入颗粒物的浓度(mg(mgm m3 3) )。 2.2.主要仪器

29、主要仪器 大气采样器、切割器、流量计、超细玻璃纤维滤膜、分大气采样器、切割器、流量计、超细玻璃纤维滤膜、分析天平、恒温恒湿箱等。析天平、恒温恒湿箱等。（一）重量法（一）重量法55 3. 3.测定步骤测定步骤 选用超细玻璃纤维滤膜，采样前在干燥器内选用超细玻璃纤维滤膜，采样前在干燥器内放置放置24h24h，用分析天平称量，放入干燥器，用分析天平称量，放入干燥器1h1h后再称后再称量，两次质量差不得大于量，两次质量差不得大于0.4mg0.4mg。将恒重滤膜放在。将恒重滤膜放在采样夹滤网上。测日平均浓度，只需采集到一张采样夹滤网上。测日平均浓度，只需采集到一张滤膜上，采样结束，用镊子将有尘面的滤膜对

30、折滤膜上，采样结束，用镊子将有尘面的滤膜对折放入纸袋，做好记录，放入干燥器内放入纸袋，做好记录，放入干燥器内24h24h恒重，称恒重，称量结果。量结果。 4.4.结果计算结果计算4011030nSWWWMc56（二）压电晶体差频法（二）压电晶体差频法57（三）光散射法（三）光散射法58三、灰尘自然沉降量及其组分的测定三、灰尘自然沉降量及其组分的测定 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。59 自然沉降量自然沉降量( (降尘降尘) )是指从

31、空气中自然降落于地面的颗粒是指从空气中自然降落于地面的颗粒物。物。 1.1.测定原理测定原理 空气中的颗粒物自然降落在盛有乙二醇水溶液的集尘缸空气中的颗粒物自然降落在盛有乙二醇水溶液的集尘缸内，样品从集尘缸内转移至蒸发皿后，经蒸发、干燥、称内，样品从集尘缸内转移至蒸发皿后，经蒸发、干燥、称重，根据蒸发皿加样前后的质量差及集尘缸口的面积，计重，根据蒸发皿加样前后的质量差及集尘缸口的面积，计算出每月每平方公里降尘的吨数。算出每月每平方公里降尘的吨数。 2.2.仪器仪器 降尘缸：内径降尘缸：内径150mm150mm，高，高300mm300mm的玻璃、塑料或搪瓷缸；的玻璃、塑料或搪瓷缸；电热板；分析天

32、平（感量电热板；分析天平（感量0.1mg0.1mg）。）。60 (3) (3)采样采样 首先按照布点原则选择采样点。采样缸内加入乙二首先按照布点原则选择采样点。采样缸内加入乙二醇醇606080mL80mL，以占满缸底为准。加水量视当地的气候条，以占满缸底为准。加水量视当地的气候条件而定，一般可加水件而定，一般可加水100100200mL200mL。 (4)(4)测定步骤测定步骤 自然沉降量的测定自然沉降量的测定 自然沉降量中可燃物的测定自然沉降量中可燃物的测定 (5)(5)结果计算结果计算 自然沉降总量按下式计算自然沉降总量按下式计算 自然沉降量中可燃物按下式计算自然沉降量中可燃物按下式计算

33、42011030)()(nSWWWWWWMdbc6162（三）降尘中其他组分的测定（三）降尘中其他组分的测定63第五节第五节 气态和蒸气态污染气态和蒸气态污染物质的测定物质的测定64一、二氧化硫的测定一、二氧化硫的测定 SO2是一种无色、易溶于水、有刺激性气味的是一种无色、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，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。可加重对呼吸道黏膜的损害。 来源于煤

34、和石油等燃料的燃烧、含硫矿石的冶来源于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。炼、硫酸等化工产品生产排放的废气。 测定方法：分光光度法、恒电流库仑滴定法。测定方法：分光光度法、恒电流库仑滴定法。65 nSWWddmgFC03/ ,66 二氧化硫的测定二氧化硫的测定 四氯汞盐-盐酸副玫瑰苯胺比色法1 1.方法原理 002VBAACsSO67 2.采样和样品保存 用一个内装5mL 0.04molL四氯汞钾(TCM)吸收液的多孔玻板吸收管，以0.5Lmin流量采气1020L。在采样、样品运输及存放过程中应避免日光直接照射。如果样品不能当天分析，需将样品放在5的冰箱中保存，

35、但存放时间不得超过7d。 3.标准曲线的绘制 取8支具塞比色管，配制标准色列。各管中加入0.50mL(6gL)的氨基磺酸铵溶液，摇匀。再加入0.50mL(2gL)的甲醛溶液及1.50mL 0.016(mV)盐酸副玫瑰苯胺溶液，摇匀。显色后用10mm比色皿，在波长575nm处，以水为参比，测定吸光度。用最小二乘法计算标准曲线的回归方程，并绘出标准曲线。Y=bX+a 二氧化硫的测定二氧化硫的测定 -四氯汞盐-盐酸副玫瑰苯胺比色法-268 4.样品测定 将吸收管中的样品溶液全部移入比色管中，用少量水洗涤吸收管，并入比色管中，使总体积为5mL。加0.50mL(6gL)氨基磺酸铵溶液，摇匀，放置10mi

36、n以除去NOX的干扰，以水为参比，测定样品的吸光度，在标准曲线上查出样品中SO2的含量。 5.结果计算 6.干扰因素及消除 采样后需加入氨基磺酸铵消除大气中的NO2对测定产生干扰；采样后放置20min，使O3自行分解消除干扰；若Fe3+含量为3060g时，可加入二乙胺四乙酸二钠盐掩蔽铁，消除干扰。用磷酸代替盐酸配制副玫瑰苯胺溶液，可以掩蔽金属离子的干扰。 atssVVVBAAmmgSOC032/, 二氧化硫的测定二氧化硫的测定 -四氯汞盐-盐酸副玫瑰苯胺比色法-369 1.方法原理 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

37、氧化硫与副玫瑰苯胺、甲醛作用，生成紫红色化合物，用分光光度计在577nm处进行测定。 2.采样及样品保存 短时间采样:采用内装10mL吸收液的U形多孔玻板吸收管，以0.5L/min的流量采样,吸收液温度的最佳范围在2329。24h连续采样：用内装50mL吸收液的多孔玻板吸收瓶，以0.20.3Lmin的流量连续采样24L。吸收液温度须保持在2329范围。样品运输和储存过程中，应避光保存。 二氧化硫的测定二氧化硫的测定 -甲醛吸收-副玫瑰苯胺分光光度法-170 二氧化硫的测定二氧化硫的测定 -甲醛吸收-副玫瑰苯胺分光光度法-2 3.校准曲线的绘制 取14支10mL具塞比色管，分A、B两组，每组7支

38、，分别对应编号。A组按表6-5配制校准溶液系列。 B组各管加入0.05g100mL的副玫瑰苯胺溶液1.00mL，A组各管分别加入0.60g100mL的氨磺酸钠溶液0.5 mL和1.5molL的氢氧化钠溶液0.5 mL，混均。迅速将A管溶液一一倒入对应编号的B管中，立即具塞混匀后放入恒温水浴中显色。显色温度与室温之差应不超过3。 在波长577nm处，用1cm比色皿，以水为参比溶液测量吸光度。用最小二乘法计算校准曲线的回归方程，并绘出标准曲线。Y=bX+a71 二氧化硫的测定二氧化硫的测定 -甲醛吸收-副玫瑰苯胺分光光度法-3 4.样品测定 样品溶液中如有混浊物，则应离心分离除去。样品放置20mi

39、n，以使臭氧分解。 短时间采样；连续24h采样 5.结果计算 6.说明 用甲醛缓冲液吸收-副玫瑰苯胺分光光度法测定SO2，其优点是避免使用毒性大的四氯汞钾吸收液。在灵敏度、准确度诸方面均可与四氯汞钾吸收液法相媲美，样品采集后相当稳定，但操作条件要求较严格。 将A组管中的溶液迅速倒入B组管的目的是使碱性溶液在瞬间转变为强酸性溶液，达到显色反应的酸度要求。A组管中的溶液应倒干净，否则会引入分析误差。72二、氮氧化物的测定二、氮氧化物的测定 空气中的氮氧化物以一氧化氮、二氧化空气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、五氧化氮、三氧化二氮、四氧化二氮、五氧化二氮等多种形态存在，其中

40、二氧化氮和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，为通常所指一氧化氮是主要存在形态，为通常所指的氮氧化物的氮氧化物(NOx)。 NO为无色、无臭、微溶于水的气体，在为无色、无臭、微溶于水的气体，在空气中易被氧化成空气中易被氧化成NO2。NO2为棕红色具为棕红色具有强刺激性臭味的气体，毒性比有强刺激性臭味的气体，毒性比NO高高4倍，是引起支气管炎、肺损害等疾病的倍，是引起支气管炎、肺损害等疾病的有害物质。有害物质。 测定方法：盐酸萘乙二胺分光光度法、测定方法：盐酸萘乙二胺分光光度法、原电池库仑法。原电池库仑法。73 1.1.盐酸萘乙二胺分光光度法盐酸萘乙二胺分光光度法 原理：用

41、冰醋酸、对氨基苯磺酸和盐酸萘原理：用冰醋酸、对氨基苯磺酸和盐酸萘乙二胺配制成吸收乙二胺配制成吸收- -显色液，吸收氮氧化物，显色液，吸收氮氧化物，在三氧化铬作用下，一氧化氮被氧化成二在三氧化铬作用下，一氧化氮被氧化成二氧化氮，二氧化氮与吸收液作用生成亚硝氧化氮，二氧化氮与吸收液作用生成亚硝酸，在冰醋酸存在下，亚硝酸与对氨基苯酸，在冰醋酸存在下，亚硝酸与对氨基苯磺酸重氮化后再与盐酸萘乙二胺偶合，显磺酸重氮化后再与盐酸萘乙二胺偶合，显玫瑰红色，于波长玫瑰红色，于波长540nm540nm处，测定吸光度。处，测定吸光度。7475三、一氧化碳的测定三、一氧化碳的测定 一氧化碳一氧化碳(CO)也是空气中主

42、要污染物之一，它主也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。要来自石油、煤炭燃烧不充分的产物和汽车排气。 CO是一种无色、无味的有毒气体，燃烧时呈淡蓝是一种无色、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，造成成碳氧血红蛋白，使血液输送氧的能力降低，造成缺氧症。缺氧症。 测定方法：气相色谱法测定方法：气相色谱法(GC)、汞置换法。、汞置换法。76（一）气相色谱法（一）气相色谱法（GC）77（二）汞置换法（二）汞置换法78 1. 1.方法原理方法原理 非

43、色散红外法是通过非色散红外法是通过COCO对红外光的特征吸收进行定量分对红外光的特征吸收进行定量分析。其依据是析。其依据是COCO对特征波长的吸收强度与对特征波长的吸收强度与COCO的浓度之间的关的浓度之间的关系遵守朗伯系遵守朗伯- -比尔定律。比尔定律。 2.2.非分散红外吸收法非分散红外吸收法COCO测定仪工作原理测定仪工作原理 ( (三三) ) 非色散红外吸收法非色散红外吸收法jijijijijijiiiIIIccccI,1,.,1,)()()(79 3. 3.测定步骤测定步骤 仪器调零；仪器调零；仪器标定；仪器标定； 样品分析样品分析 4.4.结果计算结果计算 一氧化碳浓度按下式计算：

44、一氧化碳浓度按下式计算：C CCOCO1.25n1.25n 5. 5.干扰及消除干扰及消除 COCO的红外吸收峰在的红外吸收峰在4.5m4.5m附近，附近，COCO2 2在在4.3m4.3m附近，附近，水蒸气（水蒸气（H H2 2O O）在）在3m3m和和6m6m附近，因此空气中附近，因此空气中COCO2 2和水蒸和水蒸气（气（H H2 2O O）对）对COCO测定产生干扰。测定产生干扰。 采用气体滤波室可以消除采用气体滤波室可以消除COCO2 2和水蒸气（和水蒸气（H H2 2O O）的干扰。）的干扰。或用冷却除湿法去除水蒸气的干扰，用窄带光学滤光片将或用冷却除湿法去除水蒸气的干扰，用窄带光

45、学滤光片将红外光限制在红外光限制在COCO吸收的窄带范围内以消除吸收的窄带范围内以消除COCO2 2的干扰。的干扰。 80四、光化学氧化剂的测定四、光化学氧化剂的测定 总氧化剂总氧化剂是空气中除氧以外的那些显示有氧化是空气中除氧以外的那些显示有氧化性质的物质，一般指能氧化碘化钾析出碘的物性质的物质，一般指能氧化碘化钾析出碘的物质，主要有臭氧、过氧乙酰硝酸酯、氮氧化物质，主要有臭氧、过氧乙酰硝酸酯、氮氧化物等。等。光化学氧化剂光化学氧化剂是指除氮氧化物以外的能氧是指除氮氧化物以外的能氧化碘化钾的物质，二者的关系为：化碘化钾的物质，二者的关系为： 光化学氧化剂总氧化剂光化学氧化剂总氧化剂0.269

46、氮氧化物氮氧化物 测定空气中光化学氧化剂常用硼酸碘化钾分光测定空气中光化学氧化剂常用硼酸碘化钾分光光度法。光度法。81五、臭氧的测定五、臭氧的测定 臭氧是最强的氧化剂之一，它是空气中的氧在太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。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。收紫外线，保护人和生物免受太阳紫外线的辐

47、射。但是，如但是，如O3超过一定浓度，对人体和某些植物生超过一定浓度，对人体和某些植物生长会产生一定危害。长会产生一定危害。 测定方法：硼酸碘化钾分光光度法、靛蓝二磺酸测定方法：硼酸碘化钾分光光度法、靛蓝二磺酸钠分光光度法。钠分光光度法。82 1.方法原理 空气中的臭氧，在磷酸盐缓冲剂存在下，与吸收液中蓝色的靛蓝二磺酸钠（C16H18Na2O8S2，简称IDS）等摩尔反应，褪色生成靛红二磺酸钠。在610nm处测量吸光度。采用气体滤波室可以消除CO2和水蒸气（H2O）的干扰。 2.干扰 NO2对O3的测定产生正干扰，空气中SO2、H2S、过氧乙酰硝酸酯(PAN)和氟化氢的浓度分别高于750gm3

48、、110gm3、1800gm3和2.5gm3时，产生负干扰。空气中Cl2、 ClO2的存在使O3的测定结果偏高。由于聚氯乙烯管、橡皮管会分解O3，造成测定结果偏低。选择使用惰性材料管。 臭氧的测定臭氧的测定 靛蓝二磺酸钠分光光度法83六、氟化物的测定六、氟化物的测定 空气中的气态氟化物主要是氟化氢，也可能有少空气中的气态氟化物主要是氟化氢，也可能有少量氟化硅量氟化硅(SiF4)和氟化碳和氟化碳(CF4)。含氟粉尘主要是冰。含氟粉尘主要是冰晶石晶石(Na3A1F6)、萤石、萤石(CaF2)、氟化铝、氟化铝(A1F3)、氟、氟化钠化钠(NaF)及磷灰石及磷灰石3Ca3(PO4)2CaF2等。等。

49、氟化物属高毒类物质，由呼吸道进入人体，会引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官的正常生理功能。对于植物的生长也会产生危害。害。 测定方法：滤膜采样测定方法：滤膜采样-离子选择电极法、石灰滤纸离子选择电极法、石灰滤纸采样采样-氟离子选择电极法。氟离子选择电极法。84 1. 1.方法原理方法原理 采用浸渍过石灰采用浸渍过石灰Ca(OH)Ca(OH)2 2溶液的滤纸采样，大气中的氟化溶液的滤纸采样，大气中的氟化物与物与Ca(OH)Ca(OH)2 2反应，生成氟化钙或氟

50、硅酸钙被固定在滤纸上。反应，生成氟化钙或氟硅酸钙被固定在滤纸上。用总离子强度缓冲液浸取后，氟离子选择电极法测定。用总离子强度缓冲液浸取后，氟离子选择电极法测定。 2.2.石灰滤纸制作石灰滤纸制作 3.3.采样采样 将滤纸固定在滤纸盒中用塑料垫圈压紧，装入防雨罩内，将滤纸固定在滤纸盒中用塑料垫圈压紧，装入防雨罩内，滤面向下。采样高度滤面向下。采样高度3.53.54m4m，时间一般为，时间一般为(30(303)d3)d。 氟化物的测定氟化物的测定 石灰滤纸-氟离子选择电极法-185 4. 4.样品测定样品测定 取出石灰滤纸样品，剪成小碎块取出石灰滤纸样品，剪成小碎块( (约为约为5mm5mm5mm

51、)5mm)，放，放入入100mL100mL聚乙烯塑料杯中，加聚乙烯塑料杯中，加25.00mL25.00mL总离子强度缓冲液及总离子强度缓冲液及25.00mL25.00mL水，总体积水，总体积50.00mL50.00mL，在超声波清洗器中提取，在超声波清洗器中提取30min30min，取出放置过夜，用氟离子选择电极法测定样品的毫伏值，从取出放置过夜，用氟离子选择电极法测定样品的毫伏值，从标准曲线上查得氟含量或根据回归方程计算氟含量。标准曲线上查得氟含量或根据回归方程计算氟含量。 氟化物的测定氟化物的测定 石灰滤纸-氟离子选择电极法-286 5. 5.空白值测定空白值测定 抽取抽取4 45 5张未

52、采样的石灰滤纸，在剪碎的空张未采样的石灰滤纸，在剪碎的空白石灰滤纸中加入白石灰滤纸中加入 0.5mL0.5mL的氟化钠标准稀释液的氟化钠标准稀释液(10g(10gmL)mL)，然后按样品测定方法测定其氟含量，然后按样品测定方法测定其氟含量，测定溶液总体积为测定溶液总体积为50.00mL50.00mL。取其平均值为空白石。取其平均值为空白石灰滤纸的氟含量灰滤纸的氟含量( (该滤纸的氟含量每张不应超过该滤纸的氟含量每张不应超过1g)1g)；空白石灰滤纸氟含量为测定值；空白石灰滤纸氟含量为测定值(g )(g )减去减去加入标准氟含量加入标准氟含量(5g)(5g)。 6.6.结果计算结果计算 氟化物的

53、测定氟化物的测定 石灰滤纸-氟离子选择电极法-3 002132/,VWWWmgFC87 1. 1.方法原理方法原理 采用磷酸氢二钾溶液浸渍过的玻璃纤维滤膜采用磷酸氢二钾溶液浸渍过的玻璃纤维滤膜采样，无机气态氟化物可与磷酸氢二钾反应而被采样，无机气态氟化物可与磷酸氢二钾反应而被固定，同时尘氟被阻留在滤膜上。用酸浸溶后，固定，同时尘氟被阻留在滤膜上。用酸浸溶后，氟离子选择电极法测定大气中的氟。氟离子选择电极法测定大气中的氟。 2.2.滤膜制作滤膜制作 将乙酸将乙酸- -硝酸纤维微孔滤膜放入磷酸氢二钾浸硝酸纤维微孔滤膜放入磷酸氢二钾浸渍液中浸湿后，沥干，摊放在大张定性滤纸上，渍液中浸湿后，沥干，摊放

54、在大张定性滤纸上，于于4040以下烘干，装入塑料盒以下烘干，装入塑料盒( (袋袋) )中，密封好放中，密封好放入干燥器中备用。入干燥器中备用。 氟化物的测定氟化物的测定 滤膜-氟离子选择电极法-188 3. 3.采样采样 采样时，在滤膜夹中装入两张磷酸氢二钾浸渍采样时，在滤膜夹中装入两张磷酸氢二钾浸渍滤膜，中间隔滤膜，中间隔2 23mm3mm，以，以100100120L120Lminmin流量采气流量采气6000600010000L10000L。采样后，用干净镊子将样品膜取出，。采样后，用干净镊子将样品膜取出，对折放入塑料袋对折放入塑料袋( (盒盒) )中，密封好，带回实验室，贮中，密封好，带

55、回实验室，贮存在空干燥器中，必须在六个星期内完成分析。存在空干燥器中，必须在六个星期内完成分析。 氟化物的测定氟化物的测定 滤膜-氟离子选择电极法-289 4. 4.样品测定样品测定 将样品膜剪成小碎块将样品膜剪成小碎块( (约为约为5mm5mm5mm)5mm)，放入，放入50mL50mL聚乙聚乙烯塑料杯中，加烯塑料杯中，加0.25mol/L0.25mol/L盐酸溶液盐酸溶液20.00mL20.00mL，在超声波清，在超声波清洗器中提取洗器中提取30min30min后，取出待溶液温度冷却至室温，再加入后，取出待溶液温度冷却至室温，再加入1mol/L1mol/L氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液5.00m

56、L5.00mL，总离子强度缓冲液，总离子强度缓冲液10.00mL10.00mL及及水水5.00mL5.00mL，总体积，总体积 40.00mL40.00mL，然后放置，然后放置3 35h5h进行测定。测进行测定。测定方法与绘制校准曲线相同，读取毫伏值后，从校准曲线定方法与绘制校准曲线相同，读取毫伏值后，从校准曲线上查得氟含量或根据回归方程式计算含氟量。上查得氟含量或根据回归方程式计算含氟量。 (5)(5)空白值测定空白值测定 (6)(6)结果计算结果计算 氟化物的测定氟化物的测定 滤膜-氟离子选择电极法-3tQWWKmgN013/c总悬浮颗粒物90七、空气污染指数计算七、空气污染指数计算 空气

57、污染指数空气污染指数(API)是一种向社会公众公布的反映是一种向社会公众公布的反映和评价空气质量状况的指标。它将常规监测的几种和评价空气质量状况的指标。它将常规监测的几种主要空气污染物浓度经过处理简化为单一的数值形主要空气污染物浓度经过处理简化为单一的数值形式，分级表示空气质量和污染程度，具有简明、直式，分级表示空气质量和污染程度，具有简明、直观和使用方便的优点。观和使用方便的优点。 根据我国城市空气污染的特点，以根据我国城市空气污染的特点，以SO2、NOx和和TSP作为计算作为计算API的暂定项目，并确定的暂定项目，并确定API为为50、100、200时，分别对应于我国空气质量标准中日均时，

58、分别对应于我国空气质量标准中日均值的一、二、三级标准的污染浓度限值，值的一、二、三级标准的污染浓度限值，500则对则对应于对人体健康产生明显危害的污染水平。应于对人体健康产生明显危害的污染水平。 91 某种污染物的污染分指数某种污染物的污染分指数(Ii)按下式计算：按下式计算： 式中：式中： Ci，Ii分别为第分别为第i种污染物的浓度值和污染分指数值；种污染物的浓度值和污染分指数值； ci,j，Ii,j 分别为第分别为第i种污染物在种污染物在j转折点的极限浓度值和污转折点的极限浓度值和污染分指数值染分指数值(查表查表3.8 )；ci,j+1，Ii,j+1 分别为第分别为第i种污染物在种污染物在

59、j+1转折点的浓度极限值和转折点的浓度极限值和 污染分指数值。污染分指数值。 92表3.8 空气污染指数分级浓度限值污染指数污染物浓度/（mgm-3）APISO2(日均值)NO2(日均值)PM10(日均值）TSP(日均值）SO2(小时均值）NO2(小时均值)CO(小时均值)O3(小时均值)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.

60、1000.7500.5000.8753.203.001201.0005002.6200.9400.6001.0004.003.751501.20093 表3.9 空气污染指数范围及相应的空气质量级别污染指数污染指数质量级别质量级别质量描述质量描述对健康的影响对健康的影响对应空气质量的适用对应空气质量的适用范围范围050优优可正常活动可正常活动自然保护区、风景名自然保护区、风景名胜区和其他需要特殊胜区和其他需要特殊保护的地区保护的地区51100良良可正常活动可正常活动为城镇规划中确定的为城镇规划中确定的居住区、商业交通居居住区、商业交通居民混合区、文化区、民混合区、文化区、一般工业区和农村一般工