第三章 空气和废气监测 part2

1、3.3 空气样品的采集方法 和采样仪器采样方法（一）直接采样法 l注射器采样l塑料袋采样l采气管采样l真空瓶（管）采样 （二）富集（浓缩）采样法 l溶液吸收法l填充柱阻留法 l滤料阻留法 l低温冷凝法l自然沉降法（一）直接采样法大气中的被测组分浓度较高,监测方法灵敏度高。 1. 注射器采样 2. 塑料袋采样 3. 采气管采样 4. 真空瓶采样1. 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

2、气样品。采样时，先用现场气体抽洗 23次，然后抽取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。 2. 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。3. 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。4. 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。接通真空泵电源，打开开关，这时真空采气瓶中的空气被不断抽

3、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。（二）富集（浓缩）采样法大气中的被测组分浓度较低,监测方法检测线低。 1. 溶液吸收法溶液吸收法 2. 填充柱阻留法填充柱阻留法 3. 滤料阻留法滤料阻留法 4. 低温冷凝法低温冷凝法 5. 自然积集法自然

4、积集法 1. 溶液吸收法采样时，用抽气装置将欲测空气以一定流量抽入装有吸收液的吸收瓶采集一段时间。采样结束后，倒出吸收液进行测定。 吸收原理 物理作用：HCl （1：500）（稀氢氧化钠）、）（稀氢氧化钠）、NH3（1：700）（稀硫酸）（稀硫酸） 、甲醇吸收有机农药 化学反应：SO2(甲醛缓冲溶液)、 NOx(无水乙醇、对氨基苯磺酸、盐酸萘乙二胺)提高溶液吸收法效率的方法 溶液吸收法效率主要取决于吸收速率和气体与吸收液的接触面积。 1、根据被吸收污染物的性质选择性能好的吸收液； 2、选用结构适宜的吸收管（瓶）。 增大采样动力和延长采样时间？ 吸收液的选择 对被采集物质溶解度要大或与被采集物质

5、的化学反应速度快，稳定时间长，有利于下一步分析，毒性小，价格低，易购买，可回收。它是一种形状独特的玻璃管，管子的下部有一块布满小孔的玻璃筛板。采样前先在管子中加入一定量的吸收液。采样时，气体从进气口进入吸收管，并在多孔筛板处产生许多气泡，这样就使气体与液体达到了充分的接触，气体中的待测组分逐渐被液体所吸收。采样时间越长，溶液中的组分浓度就越高，直至饱和。多孔筛板吸收管其中：多孔筛板吸收管（瓶）除适合采集气态和蒸气态物质外，也能采集气溶胶态物质。 装有多孔筛板吸收管的大气采样器。 这是用填充柱阻留法采集甲苯样品的装置，填充柱内装的是活性炭。启动抽气泵，调节流量阀，夹带着甲苯的空气被不断地抽入采样

6、管，其中的甲苯被活性炭吸附。到规定采样时间后，关闭抽气泵。取下采样管，采样结束。填充柱阻留法采集气体3. 滤料阻留法该方法是将过滤材料（滤纸、滤膜等）放在采样夹采样夹上，用抽气装置抽气则空气中的颗粒物被阻留在过滤材料上，称量过滤材料上富集的颗粒物质量，根据采样体积，即可计算出空气中颗粒物的浓度。常用的滤料有纤维状滤料，如滤纸、玻璃纤维滤膜、微孔滤膜等。 采样夹剖面图 装有采样夹的采样器1. 底座， 2. 紧固圈，3 密封圈4. 接座圈，5. 支撑网，6.滤膜，7. 抽气接口 滤料阻留法 （颗粒物）采样前，拧下采样头顶盖。取出滤膜夹。把滤膜毛面向上，放入采样头内的滤膜支持网上。压好滤膜夹。拧紧采

7、样头顶盖。启动抽气泵。调节流量调节阀，设定采样流量。当夹带着颗粒物的空气被不断抽入采样头后，颗粒物被留在滤膜上，而氧气、氮气等分子状物质则通过滤膜。4. 低温冷凝法 空气中某些沸点比较低的气态污染物质(如烯烃、醛类)，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。 5. 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。分湿法和干法两种。 我国集尘缸我国集尘缸内径：内径：150.5

8、cm，高，高30 cm，加水加水100300 ml。夏季加夏季加CuSO4冬季加入乙二醇。冬季加入乙二醇。3.3.3 采样仪器采样仪器孔口流量计1.隔板；2.液柱；3.支架转子流量计1.锥形玻璃管；2.转子吸收管、填充柱、滤料、冷凝采样管手动、电动抽气泵手动、电动抽气泵（二）专用采样器（二）专用采样器 1. 1. 空气采样器空气采样器2. 颗粒物采样器颗粒物采样器（1）总悬浮颗粒物采样器总悬浮颗粒物采样器（2 2）可吸入颗粒物采样器）可吸入颗粒物采样器其他采样仪器大气24小时恒流自动采样器便携式电脑恒温恒流大气采样器。CD-2A型大气采样器 其它一些型号的气体采样器及针筒采样器。中流量TSP采

9、样器颗粒状污染物采样器颗粒状污染物采样器智能型中流量TSP/PM10采样器 目前也有几种合二为一的大气综合采样器。这就是一台大气综合采样器。3.3.4空气中污染物浓度表示方法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 体积比浓度是指单位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。 我国空气质量标准中采用标准状态（0，101.325kPa）时的体积。非标准状态下的气体体积要换算成标态下的体积。式中：Vo-Vo-标准状态下的采样体积，L或m3；VtVt- -现场状态下

10、的采样体积， L或m3；t-t-采样时的温度， P-P-采样时的大气压，kPa两种浓度表示方法之间的换算：325.101273273ptVtVo mVcMc4 .22Cv-标态下气体的体积分数，标态下气体的体积分数， mL/m3Cm-气体质量浓度，气体质量浓度， mg/m3M-气体的摩尔质量，气体的摩尔质量，g/mol22.4-标态下气体的摩尔体积，标态下气体的摩尔体积，L/molP233.83.3.5 采样记录 被测污染物的名称及编号； 采样地点和采样时间； 采样流量和采样体积； 采样时的温度、大气压力和天气情况，采样仪器和所用吸收液； 采样者、审核者姓名。 3.4 气态和蒸气态污染物质的测

11、定本节主要内容 ：一、SO2的测定；二、NO2的测定；三、CO的测定；四、O3的测定；五、PM10的测定；六、环境空气质量标准； 七、空气污染指数的计算。1 SO2的来源 大气中的SO2主要来源于矿物燃料的燃烧。据估计，全世界每年由于人类活动排放到大气中的SO2超过15,000万吨。2二氧化硫的性质及毒性 SO2气体无色、有刺激性，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。能引起呼吸道和心血管疾病。 大气中的SO2可以生成硫酸，形成酸雨。3. 测定方法1. 分光光度法 四氯汞盐-盐酸副玫瑰苯胺分光

12、光度法 甲醛缓冲溶液吸收盐酸副玫瑰苯胺分光光度法 钍试剂分光光度法2. 紫外荧光法3. 定电位电解法4. 气相色谱法四氯汞钾吸收盐酸副玫瑰苯胺光度法GB 897088 空气质量二氧化硫的测定四氯汞盐盐酸副玫瑰苯胺比色法 1. 原理二氯亚硫酸盐络合物四氯汞钾吸收盐酸副玫瑰苯胺光度法四氯汞钾吸收盐酸副玫瑰苯胺光度法 溶液吸收法的吸收液：四氯汞钾 光度法的显色剂：品红+甲醛 H3PO4少，红紫色，pH1.60.1，max548nm，空白高 H3PO4多，蓝紫色，pH1.20.1，max575nm，空白低居住区大气中二氧化硫卫生检验标准方法 甲醛溶液吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法 GB/T 16128

13、-1995目前我国普遍采用甲醛缓冲溶液吸收甲醛缓冲溶液吸收盐酸副玫瑰苯胺盐酸副玫瑰苯胺分光光度法分光光度法。原理: 二氧化硫被甲醛缓冲溶液吸收后，生成稳定的羟基甲磺酸化合物。在样品溶液中加氢氧化钠使加成化合物分解，释放出的二氧化硫与盐酸副玫瑰苯胺作用，生成紫红色化合物，分光光度计577 nm 测定。 该法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。3.4.2 氮氧化物的测定氮氧化物的测定盐酸萘乙二胺一、盐酸萘乙二胺分光光度法 氮氧化物的测定实际上是测定大气中NO、NO2气体的总和。 由于NO不与吸收液发生反

14、应，要测定氮氧化物的总量时，必须首先将NO氧化成NO2，再通入吸收液进行吸收和显色。 NO的氧化有酸性高锰酸钾溶液氧化法和三氧化铬-石英砂氧化法。（1） 酸性高锰酸钾溶液氧化法酸性高锰酸钾溶液氧化法盐酸萘乙二胺分光光度法（2）三氧化铬石英砂氧化法(3) 注意事项1. 吸收液应为无色，宜密闭避光保存。2. 三氧化铬石英砂氧化管适于相对湿度3070条件下使用，发现吸湿板结或变成绿色应立即更换。3. 空气中O3浓度超过0.25 mg/m3时，会产生正干扰，采样时在吸收瓶入口端串接一段1520 cm长的硅橡胶管，可将O3浓度降低到不干扰NO2测定的水平。 CO是空气中主要污染物之一，它主要来自石油、煤

15、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。它容易与人体血液中的血红蛋白结合，使血液输送氧的能力降低，造成缺氧症。 测定方法： 气相色谱法(GC)、 汞置换法 非分散红外法 GB/T 9801-1988 3.4.3 一氧化碳的测定3.4.3.1 气相色谱法（GC）3.4.3.2 汞置换法汞置换法CO+HgO Hg（气）（气） CO2 （气）（气）3.4.4 3.4.4 光化学氧化剂的测定光化学氧化剂的测定 总氧化剂是空气中除氧以外的那些显示有氧化总氧化剂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

16、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。光化学氧化剂是指除氮氧化物以外的能氧等。光化学氧化剂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0.2690.269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。光化学氧化剂的测定光化学氧化剂的测定 先用硼酸碘化钾分光光度法测定气样中的总氧化先用硼酸碘化钾分光光度法测定气样中的总氧化剂浓度，再扣除剂浓度，再扣除NONOx x 参加反应的浓度。方法灵敏、参加反应的浓度。方法灵

17、敏、简便可行，检出限为简便可行，检出限为0.19mg /L0.19mg /L（按与（按与0.010.01吸光吸光度相对应的度相对应的O O3 3浓度计）；当采样体积浓度计）；当采样体积30L30L时，最时，最低检出浓度为低检出浓度为0.006mg/m0.006mg/m3 3。3.4.53.4.5臭氧的测定臭氧的测定 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NONOx x的光化学反应。的光化

18、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射。但是，如但是，如O O3 3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。3.4.63.4.6氟化物的测定氟化物的测定 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(SiF(SiF4 4) )和

19、氟化碳和氟化碳(CF(CF4 4) )。含氟粉尘主要是。含氟粉尘主要是冰晶石冰晶石(Na(Na3 3A1FA1F6 6) )、萤石、萤石(CaF(CaF2 2) )、氟化铝、氟化铝(A1F(A1F3 3) )、氟化钠氟化钠(NaF(NaF) )及磷灰石及磷灰石3Ca3Ca3 3(PO(PO4 4) )2 2CaFCaF2 2 等。等。 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。

20、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3.4.73.4.7硫酸盐化速率的测定硫酸盐化速率的测定 污染源排放到空气中的污染源排放到空气中的SOSO2 2、H H2 2S S、H H2 2SOSO4 4蒸气等蒸气等含硫污染物，经过一系列氧化演变和反应，最含硫污染物，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，这种演终形成危害更大的硫酸雾和硫酸盐雾，这种演变过程的速度称为硫酸盐化速率。变过程的速度称为硫酸盐化速率。 测定方法：二氧化铅测定方法：二氧化铅- -重量法、碱片重量法、碱片-

21、-重量法、重量法、碱片碱片- -离子色谱法。离子色谱法。3.4.73.4.7硫酸盐化速率的测定硫酸盐化速率的测定 常用二氧化铅法和碱片法。单位：常用二氧化铅法和碱片法。单位： mg/(100cmmg/(100cm2 2* *d), d), 每日在每日在100cm100cm2 2二氧化铅面积上所二氧化铅面积上所含含SOSO3 3的毫克数的毫克数 二氧化铅法采样法：将涂有二氧化铅的纱布绕贴二氧化铅法采样法：将涂有二氧化铅的纱布绕贴在素瓷管上，制成二氧化铅采样管，空气中的二在素瓷管上，制成二氧化铅采样管，空气中的二氧化硫、硫酸雾等与二氧化铅反应生成硫酸铅。氧化硫、硫酸雾等与二氧化铅反应生成硫酸铅。碱

22、片法：用碳酸钾溶液浸渍过的玻璃纤维滤膜置碱片法：用碳酸钾溶液浸渍过的玻璃纤维滤膜置于采样点上，空气中的二氧化硫、硫酸雾等与碳于采样点上，空气中的二氧化硫、硫酸雾等与碳酸盐反应生成硫酸盐。酸盐反应生成硫酸盐。3.4.8 汞的测定 汞属极度危害毒物，具有易蒸发特性，被人汞属极度危害毒物，具有易蒸发特性，被人体吸入后可引起中毒，危害神经系统。空气体吸入后可引起中毒，危害神经系统。空气中的汞来源于汞矿开采和冶炼、某些仪表制中的汞来源于汞矿开采和冶炼、某些仪表制造、有机合成、染料等工业生产过程排放和造、有机合成、染料等工业生产过程排放和逸散的废气和粉尘。逸散的废气和粉尘。 测定方法：金膜富集测定方法：金

23、膜富集- -冷原子吸收法、巯基棉冷原子吸收法、巯基棉富集富集- -冷原子荧光法。冷原子荧光法。3.4.9 3.4.9 总烃及非甲烷烃的测定总烃及非甲烷烃的测定 污染环境空气的烃类一般指具有挥发性的碳氢化污染环境空气的烃类一般指具有挥发性的碳氢化合物合物(C(C1 1C C8 8) )，常用两种方法表示：一种是包括甲，常用两种方法表示：一种是包括甲烷在内的碳氢化合物，称为总烃烷在内的碳氢化合物，称为总烃(THC)(THC)，另一种是，另一种是除甲烷以外的碳氢化合物，称为非甲烷烃除甲烷以外的碳氢化合物，称为非甲烷烃(NMHC)(NMHC)。 空气中的碳氢化合物主要来自石油炼制、焦化、空气中的碳氢化

24、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，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。局部地区也来自天然气、油田气的逸散。 测定方法：气相色谱法、光电离检测法。测定方法：气相色谱法、光电离检测法。 3.4.10 挥发性有机物(VOCs)和甲醛的测定 VOCs是指室温下饱和蒸气压超过是指室温下饱和蒸气压超过133.32Pa的有机物，如苯、卤代烃、氧烃等。的有机物，如苯、卤代烃、氧烃等。VOCs和甲醛是人们关注的室内空气污染的主要有和甲醛是人们关注的室内空气污染的主要有机物，具有毒性和刺激性，有的还有致癌作机物，具有毒性和刺激性，有

25、的还有致癌作用。用。3.4.11 3.4.11 其他污染物质的测定其他污染物质的测定 （一）苯系物的测定（一）苯系物的测定苯系物包括苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯、对二甲苯系物包括苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯、对二甲苯、间二甲苯等，可经富集采样，解吸，用气相色苯、间二甲苯等，可经富集采样，解吸，用气相色谱法测定。谱法测定。 （二）挥发酚的测定（二）挥发酚的测定 常用气相色谱法或常用气相色谱法或4-4-氨基安替比林分光光度法测定氨基安替比林分光光度法测定空气中的挥发酚空气中的挥发酚( (苯酚、甲酚、二甲酚等苯酚、甲酚、二甲酚等) )。 （三）甲基对硫磷和敌百虫的测定（三）甲基对硫磷和敌百虫的测定 甲基对硫

26、磷甲基对硫磷( (甲基甲基1605)1605)是国内广泛应用的杀虫剂，属高毒是国内广泛应用的杀虫剂，属高毒物质。常用的测定方法有气相色谱法和盐酸萘乙二胺分光光物质。常用的测定方法有气相色谱法和盐酸萘乙二胺分光光度法。度法。3.4.12 空气污染指数计算空气污染指数(API)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、直观和使用方便的优点。根据我国城市空气污染的特点，以SO2、NO2和PM10、CO等作为计算API的暂定项目，并确定API为50、100、200时，分别对应于我国空气质量

27、标准中日均值的一、二、三级标准的污染浓度限值，500则对应于对人体健康产生明显危害的污染水平。 某种污染物的污染分指数某种污染物的污染分指数( (I Ii i) )按下式计算：按下式计算： 式中：式中： C Ci i，I Ii i分别为分别为第第i 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； c ci,ji,j，I Ii,j i,j 分别为第分别为第i i种污染物种污染物在在j j转折点的极限浓度值转折点的极限浓度值和污染分指数值和污染分指数值( (查表查表3.8 )3.8 )； c ci,j+i,j+1 1，I Ii,j+i,j+1 1 分别为第分别为第i i种污染物

28、在种污染物在j j+1+1转折点的浓度转折点的浓度极限值和污染分指数值。极限值和污染分指数值。 jijijijijijiiiIIIccccI,1,.,1,)()()(表表3.8 空气污染指数分级浓度限值空气污染指数分级浓度限值空气污染空气污染指数指数API污染物浓度污染物浓度/（mgm-3）SO2(日均值)NO2(日均值)PM10(日均值）TSP(日均值）CO(日均值)O3(8小时均值)500.0500.0800.0500.12050.1201000.1500.1200.1500.300100.2002000.8000.2800.3500.500600.4003001.6000.5650.4200.625900.8004002.1000.750