第三章大气和废气监测

1、第第3 3章章 大气和废气监测大气和废气监测- -环境空气与污染源分析环境空气与污染源分析本章教学目的、要求 1.熟悉大气污染基本知识； 2.掌握如何制订大气污染监测方案； 3.了解大气样品的采集方法和采样仪器； 4.掌握SO2、NO2等气态污染物的测定方法和原理； 5.掌握TSP、PM10等颗粒物的测定方法和原理； 6.了解大气降水、大气污染生物监测； 7.掌握污染源监测和标准气体的配制。本章重点、难点 重点：大气污染物及其存在状态；大气监测网点的布设；气体体积换算；等速采样；SO2、NO2、TSP、PM10的测定；固定污染源监测；指示植物；标准气体；大气污染连续自动监测系统。 难点：大气布

2、点方法；等速采样；SO2、NO2、TSP、PM10的测定；固定污染源监测。 本章教学目录3.1 3.1 概概 述述3.2 3.2 大气采样点的布设和采样频率大气采样点的布设和采样频率3.3 3.3 大气样品的采样方法和采样仪器大气样品的采样方法和采样仪器3.4 3.4 大气采样效率和气体换算大气采样效率和气体换算3.5 3.5 颗粒物的测定颗粒物的测定3.6 3.6 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3.7 3.7 污染源污染源6.86.8大气污染连续自动监测系统监测大气污染连续自动监测系统监测6.8 6.8 大气污染连续自动监测系统大气污染连续自动监测系统3.1 3.1 概

3、概 述述 大气及其组成大气及其组成 干洁空气：大气中除去水汽和杂质的空气称为干洁空气。 水汽：大气中的水汽含量变化较大，按其所占容积，其变化范围在04%。 固体杂质：悬浮于大气中的固体杂质包括烟粒、尘埃、盐粒等，它们的半径一般在10-210-8cm，多分布在底层大气中。大气污染物及其存在状态 大气污染物由于人类活动所产生的某些有害颗粒物和废气进入大气层，给大气增添了许多种外来组分，这些物质称为大气污染物。 1.根据大气污染物存在的状态分： (1)分子状态污染物 (2)粒子状态污染物 烟；雾；尘 2.依据大气污染物的形成过程分： (1)一次污染物 (2)二次污染物大气污染源大气污染源 污染源就是

4、造成环境污染的发生源,一般指向环境排放有害物质或对环境产生有害影响的场所、设备、装置等。大气污染源指的是向大气中排放污染物质的发生源。 污染源分为天然污染源和人为污染源两类。人类源按不同分类标准可分下以下几种： 按污染源存在的形式进行划分：固定污染源、流动污染源 按排放污染物的空间分布来划分：点源、线源、面源 按污染源排放的时间状况划分：连续源、间断源、瞬时源 按人类活动功能划分：工业污染源、能源污染源、 交通污染源、生活污染源大气污染大气污染物的时空分布物的时空分布 1.时间性 某一地点大气污染物的浓度常随时间的变化而发生变化，同一污染源对同一地点所造成的地面浓度随时间的变化会产生很大的差别

5、。 2.空间性 在大气中的污染物随空气运动而迁移和扩散。各种污染物的迁移和扩散速度又与气象条件、地理环境和污染物的性质有关。因此污染物浓度就存在着空间上的分布不均匀。 大气污染监测和监测项目大气污染监测和监测项目 1.大气污染监测工作的分类: 污染源的监测、环境污染监测、特定目的的监测 2.监测项目 （1）连续采样实验室分析项目 必测项目：二氧化硫、氮氧化物、总悬浮颗粒物、硫 酸盐化速率、 灰尘自然降尘量 选测项目：一氧化碳、可吸入颗粒物PM10、光化学氧化 剂、氟化物、铅、苯并(a)芘、总烃及非甲烷烃 （2）大气环境自动监测系统监测项目 必测项目：二氧化硫、二氧化氮、总悬浮颗粒物或可 人颗粒

6、物PM10、一氧化碳 选测项目：臭氧、总碳氢化合物 返回目录3.23.2大气采样点的布设和采样频率大气采样点的布设和采样频率 大气监测是为了调查一个区域或一个城市的大气污染现状，是观察分析大气中有害物质的来源、分布、数量、迁移转化及消长规律的重要手段。如何获得有代表性、能符合实际状况的大气样品，是保证监测数据准确可靠的重要环节。根据大气污染物的时空分布规律，通过正确地确定采样点数目、正确地选择采样点的位置、正确地确定采样时间和频率等手段，保证获取具有代表性的大气样品 大气监测采样点的布设前的调查大气监测采样点的布设前的调查 确定采样点布设之前，应进行详细的调查研究，其内容包括： 1.对本地区大

7、气污染源进行调查，初步分析出各块地域的污染源概况； 2.了解本地区常年主导风向，大致估计出污染物的可能扩散概况； 3.利用群众来信来访或人群调查，初步判断污染物的影响程度； 4.利用已有的监测资料推断分析应设点的数量和方位。 1.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； 2.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，布设较多的采样点，上风向布设少量点作为对照； 3.工业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，人口密度小及污染物浓度低的地区，可酌情少设采样点； 4.采样点的周围应开阔，采样口水平线

8、与周围建筑物高度的夹角应不大于30； 5.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； 6.采样高度根据监测目的而定。布设采样点的原则和要求 采样点的数目设置是一个与精度要求和经济投资相关的效益函数，应根据监测范围大小、污染物的空间分布特征、人口分布密度、气象、地形、经济条件等因素综合考虑确定。 市区人口(万人)SO2、NOx、TSP灰尘自然降尘量硫酸盐化速率400720303040采样点的数目采样点的数目 1.功能区布点法：一个城市或一个区域可以按其功能分为工业区、居民区、交通稠密区、商业繁华区、文化区、清洁区、对照区等。 2.几何图形布点法：目前常用以下几种布设方法

9、: 网格布点法；同心圆布点法；扇形布点法采样点布点方法采样点布点方法 网格布点法 同心圆布点法 扇形布点法 以上几种采样布点方法，可以单独使用，也可以综合 使用，目的就是要求有代表性地反映污染物浓度，为大气监测提供可靠的样品。采样时间和采样频率采样时间和采样频率 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，也称采样时段。 不同污染物的采样时间要求不同，我国大气质量分析方法对每一种污染物的采样时间都有明确规定。 采样频率采样频率指在一定时间范围内的采样次数。显然采样频率越高，监测数据越接近真实情况。返回目录 3 3.3.3大气样品的采样方法和采样仪器大气样品的采样方法和采样仪器 大气样品

10、的采集方法一般分为直接采样法和富集（浓缩）采样法两种。 直接采样法适用于大气中被测组分浓度较高或者所用监测方法十分灵敏的情况，此时直接采取少量气体就可以满足分析测定要求。直接采样法测得的结果反映大气污染物在采样瞬时或者短时间内的平均浓度。 富集（浓缩）采样法适用于大气中污染物的浓度很低，直接取样不能满足分析测定要求的情况，此时需要采取一定的手段，将大气中的污染物进行浓缩，使之满足监测方法灵敏度的要求。由于浓缩采样法采样需时较长，所得到的分析结果反映大气污染物在浓缩采样时间内的平均浓度。 直接采样法直接采样法 1.球胆采样 要求所采集的气体与橡胶不起反应，不吸附。 2.采气管采样 采气管是两端具

11、有旋塞的管式玻璃容器，其容积为100500mL。 3.采样瓶采样 采样瓶是一种用耐压玻璃制成的固定容器，容积为5001000mL。采样体积按下式计算： 式中：V采样体积，L； V0真空瓶容积，L； P大气压力，kPa； P1真空瓶中剩余气体压力，kPa。 PPPVV10富集（浓缩）采样法富集（浓缩）采样法 溶液吸收法溶液吸收法 用抽气装置使待测空气以一定的流量通入装有吸收液的吸收管，待测组分与吸收液发生化学反应或物理作用，使待测污染物溶解于吸收液中。采样结束后，取出吸收液，分析吸收液中被测组分含量。 1.常用的吸收液：水、水溶液、有机溶剂等。 对吸收液的要求：一是对气态污染物质溶解度大，与之发

12、生化学反应的速度快；二是污染物质在吸收液中有足够的稳定时间；三是要便于后续分析测定工作；四是价格便宜，易于得到。 2.根据吸收原理不同，常用吸收管的种类： 气泡式吸收管 冲击式吸收管 多孔筛板吸收管(瓶) 1.1.填充柱阻留法填充柱阻留法 填充柱是用一根长610cm、内径35mm的玻璃管或塑料管，内装颗粒状填充剂制成。 根据填充剂阻留作用原理，填充柱可分为: (1)吸附型填充柱；(2)分配型填充柱；(3)反应型填充柱 2. 2.滤料采样法滤料采样法 这种方法是将过滤材料（滤纸或滤膜）夹在采样夹上。采样时，用抽气装置抽气。气体中的颗粒物质被阻留在过滤材料上。根据过滤材料采样前后的质量和采样体积，

13、即可计算出空气中颗粒物的浓度。这种方法主要用于大气中的气溶胶、降尘、可吸入颗粒物、烟尘等的测定 富集（浓缩）采样法富集（浓缩）采样法 填充柱阻留法和滤料采样法填充柱阻留法和滤料采样法富集（浓缩）采样法富集（浓缩）采样法 低温冷凝采样法和自然积集法低温冷凝采样法和自然积集法 1.1.低温冷凝采样法低温冷凝采样法 该采样法是将U形管或蛇形采样管插入冷阱中，大气流经采样管时，被测组分因冷凝从气态转变为液态凝结于采样管底部，达到分离和富集的目的。 2.2.自然积集法自然积集法 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。 (1)降尘样品的采集:采集大气中降尘的方法有湿法和

14、干法两种，其中湿法应用较广泛。 (2)硫酸盐化速率样品的采集:排放到大气中的二氧化硫、硫化氢等含硫化合物，经过一系列氧化反应，最终形成硫酸雾和硫酸盐雾的过程称为硫酸盐化速率。常用的采样方法有二氧化铅法和碱片法。 直接采样法采样时用采气管、塑料袋、真空瓶即可。富集采样法需使用采样仪器。采样仪器主要由收集器、流量计和采样动力三部分组成。如下图所示。采样仪器采样仪器 1流量计 2收集器 3缓冲瓶 4抽气泵 大气采样仪器的型号很多，按其用途可分为气态污染物采样器和颗粒物采样器。 用于采集大气中气态和蒸气态物质，采样流量为0.52.0L/min。可用交、直流两种电源。工作原理如下图1和图2所示。 图1

15、携带式采样器工作原理 图2 恒温恒流采样器工作原理气态污染物采样器 大流量采样器的结构如下图所示，滤料夹可安装20cm25cm的玻璃纤维滤膜，以1.11.7m3min流量采样824h。当采气量达15002000m3时，样品滤膜可用于测定颗粒物中的金属、无机盐及有机污染物等组分。总悬浮颗粒物采样器(一)总悬浮颗粒物采样器(二) 中流量采样器的采样夹面积和采样流量比大流量采样器小。我国规定采样夹的有效直径为80mm或100mm。当用有效直径80mm滤膜采样时，采气流量控制在7.29.6m3/h；用100mm滤膜采样时，流量控制在11.315m3h。采样器见右图。 采集可吸入颗粒物广泛使用大流量采样

16、器。在连续自动监测仪器中，可采用静电捕集法、射线法或光散射法直接测定可吸入颗粒物的浓度，但不论哪种采样器都装有分尘器。分尘器有旋风式、向心式、多层薄板式、撞击式等多种。它们又分为二级式和多级式。二级式用于采集10m以下的颗粒物，多级式可分级采集不同粒径的颗粒物，用于测定颗粒物的粒度分布。可吸入颗粒物采样器 空气以高速度沿180渐开线进入分尘器的圆筒内，形成沿外壁由上而下的旋转气流，大于10m的颗粒物惯性较大，在离心力的作用下，甩到筒壁上，沿壁面落入大颗粒物收集器内；小于10m的颗粒物惯性小，不易被甩到筒壁上。当空气进入分尘器向下高速旋转时，顶部压力下降，在压力差作用下，小于10m的细颗粒随气流

17、沿气体排出管上升，达到分离空气中粗、细颗粒物的目的。沿分尘器气体排出管排出的气体进入过滤器，气体中的细颗粒物被滤膜捕集，根据采样体积和采样前后滤膜的质量，即可求出空气中10m以下的颗粒物的含量。二级旋风分尘器的工作原理旋风分尘器的工作原理示意图 当气流从小孔高速喷出时，气流携带不同质量的颗粒物，其运动轨迹也不同。质量越大，惯性越大，越不容易随气流改变运动轨迹。当大颗粒物随气流穿过小孔后，在惯性作用下，仍沿着中心轴线继续前进，进入锥形收集器，被收集器底部的滤膜收集；当小颗粒物随气流穿过小孔后，由于小颗粒物惯性小，可以随气流改变运动轨迹，绕过锥形收集器入口，随气流进入下一级。向心式分尘器工作原理向

18、心式分尘器工作原理示意图 当含颗粒物气体以一定速度由喷嘴喷出后，颗粒获得一定的动能产生一定的惯性。在同一喷射速度下粒径越大，惯性越大。气流从第一级喷嘴喷出后，大颗粒惯性大，难于改变运动方向，与第一块捕集板碰撞被沉积下来，惯性较小的颗粒则随气流绕过第一块捕集板进入第二级喷嘴；第二级喷嘴比第一级喷嘴口径小，喷出颗粒物动能增加，小颗粒获得较大的惯性与第二块捕集板碰撞而被沉积，而惯性更小的颗粒物继续向下级运动；如此一级一级地进行下去，则气流中的颗粒物由大到小地一级一级地分开，分别沉积在不同的捕集板上。最末级捕集板用玻璃纤维滤膜代替，捕集最小的颗粒物。多段撞击式采样器的工作原理多段撞击式采样器原理示意图

19、采样记录采样记录 监测过程中必须规范采样记录管理，认真填写采样记录。采样记录填写内容包括污染物名称、采样点名称、采样编号、采样日期、采样时间、采样流量、采样体积、采样时的温度及压力、换算为标准状态下的体积、所用仪器、吸收液、采样时天气情况及周围情况、采样者、审核者签名。返回目录3 3.4.4大气采样效率和气体换算大气采样效率和气体换算 采样方法或采样仪器的采样效率是指在规定的采样条件下（如流量、污染物浓度、采样时间等），所采集到的污染物量占实际总量的百分数。对于空气中不同存在状态的污染物，其采样效率的评价方法是不相同的。采样效率及评价采样效率及评价 精确配制已知浓度为C0的标准气体，用所选用的

20、采样方法采集标准气体，测定其浓度C1，则采样效率K为： 用这种方法评价采样效率是比较理想的，但由于配制已知浓度的标准气有困难，实际应用时受到限制。%10001CCK气态和蒸气态污染物采样效率的评价方法 绝对比较法 气态和蒸气态污染物采样效率的评价方法 相对比较法 配制一个恒定浓度的气体样品，其浓度不一定要求已知，然后用23个采样管串联起来采集所配样品，分别测定各采样管中的污染物的含量，计算第一个采样管含量占总量百分数，采样效率K为 式中：C1、C2、C3分别为第一、第二、第三采样管中分析测得浓度。 公式说明，第一采样管浓度所占比例越高，采样效率越高。如果第二、第三采样管的浓度比第一采样管的浓度

21、小得多时，可将三个管的浓度相加近似等于所配气体浓度。当采样效率过低时，应采取更换采样管、吸收剂或降低抽气速度等措施提高采样效率。%1003211CCCCK 采集颗粒物效率有两种表示方法。一种是颗粒采样效率，即所采集到的气溶胶颗粒数目占总颗粒数目的百分数；另一种是质量采样效率，即所采集到的气溶胶(颗粒)的质量占总质量的百分数。 实际大气监测中，评价采集颗粒物(气溶胶)的采样效率，一般用质量采样效率表示，只有在特殊目的时，才用颗粒采样效率表示。 采集颗粒物效率(气溶胶颗粒)的评价方法 一是单位体积气体内所含污染物的质量数（质量-体积浓度），常用单位为mgm3或gm3；二是污染物体积与气样总体积的比

22、值（体积-体积浓度），常用单位为ppm或ppb。ppm系指在100万体积空气中含有害气体或蒸气的体积数，表示百万分之一；ppb是ppm的11000。两种浓度的换算关系如下式： 式中： Cp以ppm表示的气体浓度； C 以mgm3表示的气体浓度； M 污染物质的分子量，g； 22.4标准状态下(0，101.325kPa)气体的摩 尔体积，L。污染物浓度表示方法CMCp4 .22 气体体积是温度和大气压力的函数，随温度、压力的不同而发生变化。为使计算出的污染物浓度具有可比性，将监测时的气体采样体积换算成标准状态下的气体体积。根据气体状态方程，换算式如下式： 式中： V0标准状态下的采样体积，L或m

23、3； Vt现场状态下的采样体积，L或m3； t采样时的温度，； P采样时的大气压力，kPa。返回目录气体体积换算325.1012732730PtVVt3 3.5 .5 颗粒物的测定颗粒物的测定 自然沉降量(降尘)是指从空气中自然降落于地面的颗粒物。 1.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，计算出每月每平方公里降尘的吨数。 2.仪器 降尘缸：内径150mm，高300mm的玻璃、塑料或搪瓷缸；电热板；分析天平（感量0.1mg）。自然沉降量的测定自然沉降量的测定11 (3)采样 首

24、先按照布点原则选择采样点。采样缸内加入乙二醇6080mL，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100200mL。 (4)测定步骤 自然沉降量的测定 自然沉降量中可燃物的测定 (5)结果计算 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 自然沉降量的测定自然沉降量的测定2 24011030 nSWWWMc42011030)()(nSWWWWWWMdbc 总悬浮颗粒物(TSP)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0.1100m。监测方法采用重量法GB/T154321995。 1.重量法 (1)测定原理 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

25、气，空气中粒径大于100m的颗粒被除去，小于100m的悬浮颗粒物被截留在已恒重的滤膜上，根据采样前后滤膜质量之差及气体采样体积，计算TSP的质量浓度。 (2)主要仪器 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。总悬浮颗粒物（总悬浮颗粒物（TSPTSP）的测定的测定11 (3)测定步骤 在选定的滤膜光滑表面的两个对角上打印编号。将滤膜放入恒温恒湿箱内平衡24h，平衡温度1530，记录平衡温度和湿度。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1mg，中流量采样器称量精确至0.1mg。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

26、，在恒温恒湿箱内，与采样前滤膜相同的平衡条件下平衡24h，称量测定。 (4)结果按下式计算tQWWKmgN013/c总悬浮颗粒物总悬浮颗粒物（总悬浮颗粒物（TSPTSP）的测定的测定22 1.金属元素和非金属化合物的测定：颗粒物测定的金属元素和非金属化合物含量很低，一般需采用分光光度法或原子吸收分光光度法等灵敏度高的仪器分析方法进行含量分析。 2.有机化合物的测定：颗粒物中的有机组分很复杂，受到普遍关注的是多环芳烃，3，4苯并芘（简称苯并（a）芘或BaP）就是环境中普遍存在的一种强致癌物质，采用乙酰化滤纸层析-荧光分光光度法或高压液相色谱法测定。 总悬浮颗粒物中主要组分的测定 一般将空气动力学

27、当量直径10m的颗粒物称为可吸入颗粒物，简称PM10。监测方法采用重量法GB69211986。 1.测定原理 气体首先进入采样器附带的10m以上颗粒物切割器，将采样气体中粒径大于10m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(mgm3)。 2.主要仪器 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。可吸入颗粒物的测定可吸入颗粒物的测定11 3.测定步骤 选用超细玻璃纤维滤膜，采样前在干燥器内放置24h，用分析天平称量，放入干燥器1h后再称量，两次质量差不得大于0.4mg。

28、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24h恒重，称量结果。 4.结果计算返回目录1121000VGGc可吸入颗粒物的测定可吸入颗粒物的测定2 23 3.6.6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 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 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

29、的冰箱中保存，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2 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1

30、0min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。 002VBAACsSO 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3 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，释放出二氧化硫与副玫瑰苯胺、甲

31、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1 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，分别对应编号。A组按表6-5配制

32、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+a 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20min，以使臭氧分解。 短时间采样；连续24h

33、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。atssVVVBAAmmgSOC032/, 1.方法原理二氧化氮的测定1 2.样品 短时间采样(1h以内);长时间采样(24h以内) 3.校准曲线的绘制 用亚硝酸盐标准溶液绘制标准曲线，取6支10mL具塞比色管，制备标准色列，各管混匀，于暗处放

34、置20min (室温低于20时，应适当延长显色时间。以水为参比，在波长540545nm之间处，测量吸光度。扣除空白试验的吸光度以后，对应NO2的浓度(gmL)，用最小二乘法计算标准曲线的回归方程。 4.样品测定 采样后放置20min，用水将采样瓶中吸收液的体积补至标线，混匀，按标准曲线的测定步骤测量样品的吸光度和空白试验样品的吸光度。 二氧化氮的测定2二氧化氮的测定3 5.结果的计算 大气中二氧化氮的浓度CNO2(mgm3)用下式计算： 6.干扰及排除 采样时在吸收瓶入口端串接一段1520cm长的硅胶管，即可将O3浓度降低到不干扰NO2测定的水平。 大气中SO2浓度为NO2浓度的10倍时，对N

35、O2的测定干扰，SO2浓度超过NO2浓度的30倍时，产生负干扰，可在采样管前接一个氧化管消除SO2的干扰；过氧乙酰酯PAN能使试剂显色产生干扰，但一般环境大气中PAN的浓度很低，不会造成测定误差。 002VfbDVaAACNO 7.注意事项 吸收液为无色，若显微红色，可能有亚硝酸根的污染，应检查试剂和蒸馏水的质量。 吸收液长时间暴露在空气中或受日光照射，也会显色，使空白值增高。吸收液应避光保存，吸收管在采样、运送和存放过程中，都应避光。吸收液中加入一定量冰醋酸，可维持吸收液酸性条件(pH=2以下)，保证显色充分。 二氧化氮的测定4 8.说明 Saltzman实验系数表示NO2(气)NO2(液)

36、的转换系数。大气中的NO2被吸收液吸收后大部分转变为NO2，但由于NO2溶于水的过程较复杂，出现一些副反应会损失部分NO2。转换系数不仅与吸收液的成分有关，而且与吸收管的形状、采样流速、气体浓度等因素有关，它是一个通过实验测得的经验数据。本方法中Saltzman实验系数为0.88，即表明0.88摩尔的亚硝酸钠与1摩尔的NO2产生相同的颜色。二氧化氮的测定5 氮氧化物的测定实际上是测定大气中NO、NO2气体的总和。由于一氧化氮不与吸收液发生反应，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。 氮氧化物

37、的测定 氮氧化物的测定 酸性高锰酸钾溶液氧化法1 1.方法原理 采样时取两支内装吸收液的多孔玻板吸收瓶和一支内装酸性高锰酸钾的氧化瓶，按吸收瓶氧化瓶吸收瓶的顺序连接。当空气通过吸收瓶时，NO2被串联的第一支吸收瓶中的吸收液吸收生成玫瑰红色的偶氮染料。空气中的NO不与第一支吸收瓶中的吸收液反应，进入串联在两支吸收瓶中间的氧化瓶内，被氧化瓶内的酸性高锰酸钾溶液氧化为NO2 ，然后进入第二支吸收瓶中，被吸收液吸收生成粉红色偶氮染料。于波长540545nm之间处测定两支吸收瓶中吸收液的吸光度。 氮氧化物的测定 酸性高锰酸钾溶液氧化法2 2.结果计算 空气中氮氧化物的浓度计算：CNOxCNO2+CNO

38、空气中NO2浓度的计算： 空气中NO浓度（以NO2计）的计算：0012VfbDVaAACNO002VkfbDVaAACNO 1.方法原理 将装有三氧化铬-石英砂的双球氧化管用硅橡胶管连接在吸收瓶前面。采样时，空气首先通过氧化管，空气中的NO被三氧化铬氧化为NO2，再进入吸收瓶， NO2与吸收液中的对氨基磺酸进行重氮化反应，再与N-(1-萘基)乙二胺盐酸盐偶合，生成粉红色偶氮染料，于波长540545nm之间处测定吸光度。 2.结果计算 空气中氮氧化物的浓度按下式计算： 氮氧化物的测定 三氧化铬-石英砂氧化法00VfbDVaAACNOx 1.方法原理 非色散红外法是通过CO对红外光的特征吸收进行定

39、量分析。其依据是CO对特征波长的吸收强度与CO的浓度之间的关系遵守朗伯-比尔定律。 2.非分散红外吸收法CO测定仪工作原理 COCO的测定的测定 非色散红外吸收法1 COCO的测定的测定 非色散红外吸收法2 3.测定步骤 仪器调零；仪器标定； 样品分析 4.结果计算 一氧化碳浓度按下式计算：CCO1.25n 5.干扰及消除 CO的红外吸收峰在4.5m附近，CO2在4.3m附近，水蒸气（H2O）在3m和6m附近，因此空气中CO2和水蒸气（H2O）对CO测定产生干扰。 采用气体滤波室可以消除CO2和水蒸气（H2O）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红外光限制在CO吸收的窄带

40、范围内以消除CO2的干扰。 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、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

41、酸钠分光光度法 1.紫外光度法测定原理 O3分子由三个氧原子组成，根据O3分子对254nm波长的紫外光具有特征吸收，且O3对紫外光的吸收程度与O3浓度之间的关系符合朗伯比尔定律，采用紫外O3分析仪测定紫外光通过O3后减弱的程度，根据朗伯-比尔定律求出O3的浓度。 式中：I0入射光强度； I透过光强度； a臭氧吸光系数； c臭氧浓度； l l叫吸池长度。 臭氧的测定 紫外光度法1acleII0/ 臭氧的测定 紫外光度法2 2.紫外臭氧分析仪的工作原理 臭氧的测定 紫外光度法3 3.测定步骤 紫外臭氧分析仪的校准（一级标准校准） 零点校准 、跨度调节 、多点校准 、绘制标准曲线 臭氧分析仪的操作

42、接通电源，打开仪器主点源开关，预热仪器至少1h。待仪器稳定后连接气体采样管线进行现场测定；可将臭氧分析仪与记录仪、数据记录器、计算机等装置连接，记录臭氧的浓度。 4.结果的计算 报告臭氧测定结果时的单位常使用mgm3。而仪器测定值往往以ppm表示，臭氧ppm与mgm3之间的换算关系如下： 在0，101.3kPa条件下：1ppm（O3）2.141 mgm3（O3） 在25，101.3kPa条件下：1ppm（O3）1.962mgm3（O3）(5)干扰 O3很活泼，与很多物质接触易分解，仪器的吸收池、气体管路等的材料应选择惰性材料。少数有机物在254nm处吸收紫外光，对臭氧的测定产生正干扰，当被测环

43、境空气中颗粒物浓度超过100gm3时，对O3的测定产生影响。测定过程应避免颗粒物、湿气对仪器光路、气路的污染。 臭氧的测定 紫外光度法4 1.测定原理 载气载着含碳氢化合物（C1-C8）空气试样进入硅烷化玻璃微珠阻尼色谱柱（或只在管壁上涂有固定液的空心色谱柱），经过玻璃微珠的分离，用氢火焰离子化检测器测定，其浓度以甲烷浓度计。 2.气相色谱仪的组成 载气系统、进样系统、色谱柱、检测器、记录系统 总烃的测定总烃的测定 气相色谱法-1 3.测定步骤 采样；用100mL注射器在人的呼吸带高度抽取待测空气样品，反复置换三次后，抽取100mL样品用橡皮帽封住针头送往实验室待测。样品当天分析完毕； 标准曲

44、线：取标准甲烷气，用注射器以N2为底气配制一系列不同浓度的标准气体，分别取一定体积注入气相色谱仪，得到不同浓度的色谱图，测出每一个浓度的峰高，作出峰高与浓度之间的关系曲线，得到标准曲线； 与标准曲线同样操作条件下，向气相色谱仪注入相同体积的待测样品，从色谱图上测出待测样品的峰高，由标准曲线查出空气中总碳氢化合物的浓度。总烃的测定总烃的测定 气相色谱法-2 1.方法原理 采用浸渍过石灰Ca(OH)2溶液的滤纸采样，大气中的氟化物与Ca(OH)2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。 2.石灰滤纸制作 3.采样 将滤纸固定在滤纸盒中用塑料垫圈压紧

45、，装入防雨罩内，滤面向下。采样高度3.54m，时间一般为(303)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-1 4.样品测定 取出石灰滤纸样品，剪成小碎块(约为5mm5mm)，放入100mL聚乙烯塑料杯中，加25.00mL总离子强度缓冲液及25.00mL水，总体积50.00mL，在超声波清洗器中提取30min，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。 氟化物的测定氟化物的测定 石灰滤纸-氟离子选择电极法-2 5.空白值测定 抽取45张未采样的石灰滤纸，在剪碎的空白石灰滤纸中加入 0.5mL的氟化钠标准稀释液(10gmL

46、)，然后按样品测定方法测定其氟含量，测定溶液总体积为50.00mL。取其平均值为空白石灰滤纸的氟含量(该滤纸的氟含量每张不应超过1g)；空白石灰滤纸氟含量为测定值(g )减去加入标准氟含量(5g)。 6.结果计算 氟化物的测定氟化物的测定 石灰滤纸-氟离子选择电极法-3 nSWWddmgFC03/, 1.方法原理 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。 2.滤膜制作 将乙酸-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，于40以下烘干，装入塑料盒(袋)

47、中，密封好放入干燥器中备用。 氟化物的测定氟化物的测定 滤膜-氟离子选择电极法-1 3.采样 采样时，在滤膜夹中装入两张磷酸氢二钾浸渍滤膜，中间隔23mm，以100120Lmin流量采气600010000L。采样后，用干净镊子将样品膜取出，对折放入塑料袋(盒)中，密封好，带回实验室，贮存在空干燥器中，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-2 4.样品测定 将样品膜剪成小碎块(约为5mm5mm)，放入50mL聚乙烯塑料杯中，加0.25mol/L盐酸溶液20.00mL，在超声波清洗器中提取30min后，取出待溶液温度冷却至室温，再加入1mol/L氢氧化钠溶液

48、5.00mL，总离子强度缓冲液10.00mL及水5.00mL，总体积 40.00mL，然后放置35h进行测定。测定方法与绘制校准曲线相同，读取毫伏值后，从校准曲线上查得氟含量或根据回归方程式计算含氟量。 (5)空白值测定 (6)结果计算返回目录 氟化物的测定氟化物的测定 滤膜-氟离子选择电极法-3002132/,VWWWmgFC3 3.7 .7 污染源监测污染源监测 污染源分为固定污染源和流动污染源。 污染源监测的目的：一是监督性监测；二是研究性监测。 污染源监测的内容：排放废气中有害物质的浓度（mg/m3）；有害物质的排放量（kg/h）；废气排放量（m3/h）。概概 述述 1.烟道气监测内容

49、 烟尘、烟气组分、浓度、排放量、废气排放量 2.基本参数 监测方法规定，要采用气体状态方程式将待测气体体积换算为标准状态下的干气体体积表示： 换算后需测定基本参数：烟气的温度、烟气的压力、烟气的平均流速、烟气的体积；烟气中的含湿量。固定污染源固定污染源监测监测基本概念1111000TVPPTV固定污染源固定污染源监测监测基本概念基本概念22 3.采样系统 4.注意事项 烟道内同一断面上各点的烟尘浓度和气流速度的分布是不均匀的，在测定烟尘浓度和气流流速时，必须按照一定的原则进行多点采样。采样点的位置和数目主要根据烟道断面的形状、大小和流速分布情况确定。固定污染源固定污染源监测采样点的位置和数目监

50、测采样点的位置和数目 1.相关定义 颗粒物、气态污染物、标准状态下的干排气 2.采样位置 优先选择在垂直管段，采样位置设置在距弯头、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。对于矩形横截面，可用当量直径确定采样位置。 3.采样断面上采样点的确定 烟道内同一断面上各点的气流速度和烟尘浓度分布是不均匀的。采样点的位置和数目主要根据烟道断面的形状、尺寸大小和流速分布情况确定。 1.温度 测量仪器主要是玻璃水银温度计和热电温度计。 2.压力 烟气的压力分静压(Ps)、动压(Pv)和全压(Pt)，烟气压力测量装置包括皮托管和压力计。 固定污染源烟气固定污染源烟气温度和压力

51、的测定温度和压力的测定 1.各测点烟气流速的计算 测出烟气的温度、压力等参数后，根据流体力学基本原理推导，得出烟气流速计算式如下。 压力单位用mmH2O柱表示时： 压力单位用Pa表示时： 压力单位以mmHg柱表示时： 2.烟道断面烟气平均流速的计算： 3.烟气流量的计算：Qs=3600S固定污染源烟气固定污染源烟气流速后流量的测定流速后流量的测定PRTgHgHVsdds22dspsPtKV273076. 0dspsHtKV27324. 0nvvvvns21固定污染源烟气固定污染源烟气含湿量的测定含湿量的测定烟气含湿量一般以烟气中水蒸气的体积百分含量表示: 标准状态下烟气总体积标准状态下烟气水蒸

52、气的体积分含量烟气中水蒸气的体积百固定污染源烟气固定污染源烟气含湿量的测定含湿量的测定 重量法1 从烟道采样点取一定体积的烟气，使之通过装有吸湿剂的吸收管，烟气中的水蒸气被吸湿剂吸收，测定烟气通过吸收管前后吸收管增加的质量，计算单位体积烟气中水蒸气的含量。计算公式如下： 式中： XW烟气中水蒸气的体积百分含量； GW吸湿管采样后增重，g； Vd测量状态下抽取干烟气体积，L； tr流量计前烟气温度，； Pa大气压力，kPa； %10024.13 .10127327324.1wrardwwGPPtVGX固定污染源烟气固定污染源烟气含湿量的测定含湿量的测定 重量法2重量法测定烟气含湿量装置 从烟道采

53、样点取一定体积的烟气，使之通过冷凝器，测定烟气通过冷凝器前后所得到的冷凝水的质量；同时测定通过冷凝器后烟气的温度，查出该温度下气体的饱和蒸气压，计算出从冷凝器出口排出烟气中的含水量。冷凝水质量与冷凝器出口排出烟气中的含水量之和即为烟气中水蒸气的含量。烟气中的含湿量按下式计算： 固定污染源烟气固定污染源烟气含湿量的测定含湿量的测定 冷凝法%10024. 13 .1012732733 .101273273Pr24. 1wrarsrarazswwGPPtVPPtPPVGX固定污染源烟气固定污染源烟气含湿量的测定含湿量的测定 干湿球干湿球法 干湿球湿度计是由两支完全相同的温度计组成，其中一支温度计的球

54、（温包）用一浸入水的棉织物包住，使它经常处于润湿状态，为湿球温度计；另一支为干球温度计。当烟气以一定的流速通过干湿球湿度计时，由于湿球表面水分的蒸发，使湿球温度计读数下降，产生干湿球温度差。根据干湿球湿度计读数及有关压力计算烟气含湿量。烟气中的含湿量按下式计算： sababcbvwPPPPTTPX00067.0 1.测定原理 抽取一定体积的含尘烟气，使之通过一个已知质量滤尘装置，烟气中的烟尘被阻留在滤尘装置的滤料上，称量滤尘装置的质量，根据滤尘装置采样前后的质量差，求出单位体积烟气中的含尘量。 2.注意事项 （1）多点采样求平均值确定烟尘浓度； （2）采样必须采用等速采样法。 3.等速采样法

55、控制烟气进入采样嘴的速度(vn)与采样点烟气流速(vs)相等时进行采样，这种方法称为等速采样法。等速采样法可以避免vn大于或小于vs时产生的测定误差。 烟尘浓度的测定1烟尘浓度的测定2 4.保证等速采样的措施 等速采样时维持等速的方法很多，有预测流速法、平行采样法、等速管法(或压力平衡法)等。 5.移动采样和定点采样 6.烟尘浓度的计算 （1）移动采样烟尘浓度计算公式： （2）定点采样烟尘浓度用计算公式： 62110ndVggCnnnQQQQCQCQCC212211 烟气组分分为主要气体组分和有害气体组分。 (1)采样 气态、蒸气态分子在烟道内分布均匀，采样不需要多点采样，烟道内任何一点的气样

56、都具有代表性。采样时可取靠近烟道中心的一点作为采样点。 (2)烟气主要气体组分的测定 烟气中的N2、O2、CO2、CO等主要组分可采用奥氏气体吸收仪或其它仪器进行测定。 烟气组分的测定1 烟气组分的测定2奥氏气体吸收法的基本原理 a.二氧化碳：二氧化碳是酸性气体，可被氢氧化钠和氢氧化钾溶液吸收。注意消除其他酸性气体的干扰。 CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+2KOH=K2CO3+H2O b.氧气：焦性没食子酸(邻苯三酚)的碱性溶液可吸收氧气，生成六氧基联苯钾，据此测定气体中O2含量。C6H3(OH)3+3KOHC6H3(OK)3+3H2O 焦性没食子酸钾与氧气发生反应，吸收氧气。

57、其反应式如下： c.一氧化碳：一氧化碳采用氯化亚铜的氨性溶液吸收。 气体吸收OHOKHCHCOKOOKHC23262632336212 1.采样方法 烟气中气态污染物含量较高，化学采样法。 2.分析测定方法 烟气中有害组分主要有CO、NOx、SOx、H2S、苯、挥发酚、氟化物、汞、HCl等。测定方法的选择根据有害组分的含量而定。当含量较高时，选用化学容量分析方法；当含量较低时，选用各种仪器分析方法。 烟气中有害组分的测定1 采用适当的方法对滤尘装置阻留下来的烟尘进行预处理，将被测组分浸取出来，制成溶液，再根据不同组分的测定方法分别进行测定。 烟尘中有害组分的测定2 1.CO的形成 汽油燃烧不充

58、分，则生成CO，燃烧后的温度和压力很高，已经生成的CO2部分会被分解成CO和O2，H2O会部分分解成H2和O2，生成的H2也可将CO2还原成CO。 2.HC的产生 燃油不完全燃烧或未燃烧就从燃烧室中排出，产生HC。 3.NOx的产生 惰性气体N2在高温(1800)和有高浓度的氧存在时，逐渐趋于活泼，与氧反应生成NO,NO与大气中的氧结合产生NO2。流动污染源监测流动污染源监测 汽车发动机污染物的形成汽车发动机污染物的形成 1.污染物来源 排气污染；窜缸混合气；汽油蒸发。 2.污染物排放量 (1)怠速 当汽车处于怠速工况时，CO、HC排放量较多。 (2)匀速 HC排放量随发动机转速的升高很快下降

59、；CO当转速增加时很快降低，至中速后变化不大；NOx的排放量有所增加。 (3)加速 加速时，会产生大量的Nox，CO、HC的排放量增加。 (4)减速 CO、HC生成量增加，但几乎无NOx排放。 流动污染源监测流动污染源监测 汽车发动机污染物来源与排放量汽车发动机污染物来源与排放量 GB147611999汽车排放污染物限值及测试方法规定，轻型小客车(汽油车)尾气排放监测方法为冷起动后排气污染物排放试验、怠速时一氧化碳排放试验。GB/T38451993规定了汽油车在怠速工况下排气中一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）浓度的测定方法。流动污染源污染物监测方法流动污染源污染物监测方法冷起动后排气污染物

60、排放试验 1.监测原理 待测汽车在实验台架上按规定的运转循环（怠速、换挡、加速、等速、减速）进行模拟运行，对汽车排放气体进行取样、分析测定，得出汽车模拟运行过程中排放气体污染物（CO、HC、NOx）的排放质量（g/km）。 2.采样 排气取样系统采用定容取样系统（CVS），该系统为测量车辆排气中的真实排放物质量而设计的。定容取样系统（CVS）如下图。定容取样系统(CVS) 3.测定 对收集在6（袋1）中的每种气体(CO、HC和NOx)的浓度用分析仪器进行测量。用气体的密度和鼓风机排出气体的体积乘6（袋1）中每种气体的浓度，得出每种气体的质量；同时对收集在4（袋2）内环境空气进行测定，得到环境空