第三章 空气和废气监测9

第三章空气和废气监测大气污染监测（1）主要内容：第一节、大气污染概述第二节、大气监测方案的制定第三节、大气样品的采集方法和仪器第四节、气态和蒸气态污染物的测定第一节大气污染概述大气的组成大气、空气和空气污染对人类有影响的：距地面10km地球半径大气厚度氮78.06%氧20.95%氩0.93%其他气体<0.1%有害物质：烟尘、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物等大气污染大气中一些物质的含量超过正常本底，对人体、生物、物体产生不良影响的大气状况。大气污染物对人类的影响一个人每次呼吸约需0.5L空气，每天呼吸空气总量约为6－12m3，停止呼吸几分钟就可能死亡影响人类健康的途径通过皮肤、眼睛粘膜的表面直接接触通过消化道系统食入含大气污染物的水、食物通过呼吸道系统吸入被污染的空气产生的危害取决于：污染物的性质、成分、浓度、持续作用时间、作用部位人体的敏感性（性别、年龄、健康状况等）危害类型直接危害引起急性中毒。如1952年伦敦烟雾事件，比历年同期多死亡3000多人诱发疾患或慢性中毒刺激作用产生三致效应。如云南宣威县，民用煤烟中PAH污染，居民肺癌死亡率居全国之首危害类型间接危害飘尘降低大气透明度，减弱阳光照度影响生物生长、天气、气候影响建筑物、名胜古迹、设备器材、腐蚀玷污一定条件下，粉尘引起爆炸大气污染的来源污染来源污染物分类一次污染物→大气作用→二次污染物一次污染物：烟囱排放的SO2、NO2，汽车排放的二氧化碳、烃等大气作用：光化学反应等污染物之间的反应二次污染物：SO3、H2SO4、O3等大气污染物的存在状态种类繁多、形态多样、分子大小不一、性质复杂，现已知有100多种。按存在状态分有气态状污染物和颗粒状污染物气态状污染物常温下以气体和蒸汽的形态存在于大气中碳氢化合物CH4,C2H4碳氧化合物CO,CO2硫化物：SO2,SO3,H2SO4,H2S氮化物：NO,NO2,NH3氧化剂：O3苯、苯酚等挥发性大、熔点低的化合物――蒸汽状特点以分子状态分散于大气中，能与空气任意混合扩散速度受气流和温度影响，通常与气流速度基本相同扩散速度与它们的比重有关，比重小的上浮，如CH4，比重大的下沉，如Hg颗粒状污染物常以多分子“集合体”存在于大气中，运动时惯性大气溶胶以胶体状态悬浮于空气中的固体或液体微粒，是一种分散体系，其中分散介质是空气，分散相是固体或液体烟：固体气溶胶。高温下物质通过蒸发或升华以蒸汽状进入大气，冷凝后以极微细的固体质点散布于空气中，即固体气溶胶（烟）。如铅烟、氧化锌烟等雾：液体气溶胶。如硫酸雾大气污染物浓度的表示方法单位空气体积中某种污染物质的含量重量浓度：mg/m3,ug/m3体积浓度体积百分数：78.1%氮气，21％氧气体积百万分率：ppm,mL/m3体积十亿分率：ppb,uL/m3只适用于气态状污染物，不能用于颗粒状污染物气体体积与P、T有关，为使结果有可比性，应将不同温度和压力下的体积换算成标准状态下的体积——气体状态方程。环境空气质量标准(GB3095－1996)本标准规定了环境空气质量功能区划分、标准分级、污染物项目、取值时间及浓度限值，采样与分析方法及数据统计的有效性规定。本标准适用于全国范围的环境空气质量评价。环境空气质量功能区分为三类：一类区为自然保护区、风景名胜区和其它需要特殊保护的地区；二类区为城镇规划中确定的居民区、商业交通居民混合区、文化区、一般工业区和农村地区；三类区为特定工业区。空气环境质量分为三级：一类区执行一级标准，二类区执行二级标准，三类区执行三级标准。共限定了六种污染物的浓度值：SO2、TSP、PM10、NOx、NO2、CO、O3、Pb、B[a]P、F。标准同时配有各项污染物分析方法第二节大气污染监测方案的制定项目、点位、范围、制度一、监测目的二、有关资料的收集三、监测项目的确定四、大气监测网点的布设五、采样时间和频率的确定六、采样方法和仪器七、大气监测方法及质量保证一、监测目的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《环境空气质量标准》或环境规划目标的要求，为空气质量状况评价提供依据。为研究空气质量的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。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。二、有关资料的收集污染调查工业布局污染源分布气象、地形人口分布三、监测项目参见P154表3－2空气污染常规监测项目

分必测和选测项目大气环境自动监测系统监测项目（参考修订版）四、大气监测网点的布设布点原则应包括整个监测范围内高、中、低三种浓度区下风向为主要监测区，应多布点，上风向少设，作为对照点城市、工矿区多设，人口密度大多设,经常超标地方多设,郊区农村少设采样点高度适当确定表3.3我国空气环境污染例行监测采样点设置数目市区人口/万人SO2、NOx、TSP灰尘自然沉降量硫酸盐化速率<503≥3≥650～10044～86～12100～20058～1112～18200～400612～2018～30>400720～3030～40采样站(点)数目的确定表3.4WHO推荐的城市空气自动监测站(点)数目市区人口/万人可吸入颗粒物SO2NOx氧化剂CO风向、风速≤100221111100～400552222400～800884342>80010105453布点方法－环境大气布点法功能区布点法

用于区域性常规监测。先分区，再设置采样点，各功能区的采样点数不要求平均，污染源集中的地方应多设置采样点。网格状布点法确定调查区域范围按地理坐标进行网格分割(等密度或非等密度)在特定位置布设一定的控制点适用于面源或线源图3.1网格布点法布点方法－环境大气布点法同心园轴线布点法（适于点源）以排放污染源为圆心同心圆半径――排放物性质、气象条件等主导风向主轴、放射线圆周与放射线交点扇形布点法图3.2同心圆布点法图3.3扇形布点法布点方法－作业场所采样布点场所不大时，在工人操作、休息场所场所大时可采用：功能区布点法、网格状布点（3mx3m）、同心圆布点法、扇形布点法大气采样高度距地面0.50-1.80米（通常1.5米），人的呼吸带五、采样时间和频率参见P158表3－7表3.6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24±0.5h，每月14～16d，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24±0.5h，每月5～6d，每年12个月灰尘自然沉降量每月采样30±2d，每年12个月硫酸盐化速率每月采样30±2d，每年12个月表3.7污染物监测数据统计有效性的规定污染物取值时间数据有效性规定SO2、NOx、NO2年平均每年至少有分布均匀的144个日均值，每月至少有分布均匀的12个日均值TSP、PM10、Pb年平均每年至少有分布均匀的60个日均值，每月至少有分布均匀的5个日均值SO2、NOx、NO2、CO日平均每日至少有18h的采样时间TSP、PM10、B(a)P、Pb日平均每日至少有12h的采样时间SO2、NOx、NO2、CO、O31小时平均每小时至少有45min的采样时间Pb季平均每季至少有分布均匀的15个日均值，每月至少有分布均匀的5个日均值F月平均每月至少采样15d以上植物生长季平均每一个生长季至少有70%个月平均值日平均每日至少有12h的采样时间1小时平均每小时至少有45min的采样时间六、采样方法和仪器一、直接采样法（一）注射器采样（二）塑料袋采样（三）采气管采样（四）真空瓶采样图3.5真空采气瓶示意图图3.6真空采气瓶抽真空装置示意图图3.4采气管示意图二、富集(浓缩)采样法（一）溶液吸收法图3.7气体吸收管（瓶）示意图（二）填充柱阻留法

吸附型填充柱，分配型填充柱，反应型填充柱。。。。。。。。颗粒状填充剂抽气泵﹡﹡﹡﹡﹡﹡组分

空气图3.8填充柱阻留法示意图（三）滤料阻留法图3.9颗粒物采样夹和滤料采样装置示意图（四）低温冷凝法图3.10低温冷凝采样装置示意图（五）静电沉降法（六）扩散(或渗透)法（七）自然积集法图3.10标准集尘器示意图图3.11干法采样集尘器示意图1.降尘试样采集2.硫酸盐化速率试样的采集常用二氧化铅法和碱片法三、采样仪器（一）组成部分收集器，流量计，采样动力。图3.13几种常用的流量计示意图皂膜流量计孔口流量计1.隔板；2.液柱；3.支架转子流量计1.锥形玻璃管；2.转子（二）专用采样器

1.空气采样器收集器流量计采样泵定时器图3.15大气采样器实物照片2.颗粒物采样器

（1）总悬浮颗粒物采样器图3.16大流量采样器结构示意图（2）可吸入颗粒物采样器图3.17TSP采样器实物照片图3.18旋风分尘器原理示意图图3.19向心式分尘器原理示意图图3.20三级向心式分尘器原理示意图图3.21撞击式分尘器示意图佩戴在人体上，可以随人