环境监测-第4章-大气监测-1

第四章大气监测2洁净的大气对生命来说是至关重要：一个成年人每天呼吸大约两万次，吸入的空气量大约为10-15m3,约为每天吃入食物重量的10倍。生命的新陈代谢一时一刻也离不开空气，人5周不吃饭，5天不饮水，尚能生存，而5分钟不呼吸就会死亡。3第一节大气污染第二节大气污染监测方案的制订第三节大气污染物的测定第四节大气污染源监测第五节室内空气监测第六节酸雨监测第七节大气污染的生物监测第一节大气污染1）了解大气、空气和大气污染的基本概念及大气污染对人和生物的危害。2）掌握大气污染物的存在状态，大气污染物的时空分布特点和对大气监测的意义。3）掌握大气中污染物浓度的表示方法与气体体积换算。学习要求：6大气：在地球周围的气体，厚度达1000-1400km。包括：均质层和非均质层。均质层：地面到100km之间大气成分保持定常的大气层。分为:对流层、平流层和中间层；非均质层：均质层顶100km以上，空气成分随高度而变化的大气层。又分:暖层和散逸层。

（电离层）（外层）一、大气、空气和大气污染7空气：对人类及生物生存起重要作用的是近地面约10km内的气体层（对流层troposphere)，占大气总质量的95%左右。一、大气、空气和大气污染一、大气、空气和大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9洁净大气的组成：恒定组分——系指大气中含有的

N、O、Ar及微量的Ne氖、He氦、Kr氪、Xe氙等稀有气体。

可变组分——主要是指大气中的CO2和水蒸气等。一、大气、空气和大气污染10大气中有害物质浓度超过环境所能允许的极限并持续一定时间后，会改变大气特别是空气的正常组成，破坏自然的物理、化学和生态平衡体系，从而危害人们的生活、工作和健康，损害自然资源及财产、器物等，这种情况称为大气污染。一、大气、空气和大气污染大气污染：图片来源：国家地理杂志对人体的危害途径：呼吸道吸入；随食物和饮水摄入；体表接触侵入。A、对人体的危害B、对植物的危害C、对材料的危害二、大气污染的危害1、大气颗粒物4、氮氧化物5、光化学氧化剂3、一氧化碳2、二氧化硫A、常见大气污染对人体健康的危害物质：

臭氧对鼻子、咽喉、肺等呼吸器官有刺激作用，运动时则吸入更严重。

所有大气污染物中散布最广的一种，严重阻碍血液输氧，引起缺氧中毒。NO2对呼吸器官有刺激性，可引起肺水肿、慢性支气管炎等疾病，若与SO2共存，则危害更重。

损害肝脏。且由于SO2通常与多种污染物共存，吸入之后产生的复合作用危害更大。

颗粒物的大小决定其沉积于呼吸道中的位置；化学组成决定沉积位置上对组织的影响。二、大气污染的危害13左图：正常人的肺右图：肺气肿病人的肺

空气污染造成肺气肿：肺气肿主要由空气污染和吸烟造成。由于遗传因素造成的肺气肿只占发病人数的占2%。二、大气污染的危害14①急性危害

指高浓度污染物短时间内造成的危害，常使作物产量显著降低，甚至枯死。②慢性危害指低浓度污染物长时间内造成的危害，会影响植物的正常发育，有时危害症状明显，有时不明显。③不可见危害只造成植物生理上的障碍，使植物生长在一定程度上受抑制，但从外观上一般看不出症状。B、对植物的危害：二、大气污染的危害15

污染的大气对动植物的生长和生存造成危害，严重时还会造成死亡：

在受污染的大气中，常含有CO、SO2、NOx、H2S、NH3、Cl2、HCl和碳氢化合物（如：CH4、C10H16

等）、过氧乙酰硝酸脂(PAN)以及多种的无机或有机物气体等。悬浮于大气中的污染物，不仅对太阳-地球间热量收支平衡有影响，造成局部或全球气候和气象的不正常，而且能直接对动植物的生长和生存造成危害，污染严重时还会造成死亡。

二、大气污染的危害16C、对材料的损坏：SO2、H2O、H2S使PbSO4→PbS白→黑，油画变黄，腐蚀材料，腐蚀建筑材料，使橡胶制品脆裂，损坏艺术品，使有色材料退色。颗粒物沉积在高压浅色绝缘器件上，高湿度时可变为导体造成短路。比如电视机爆炸。二、大气污染的危害17大气污染造成的损失：70年代初，美国空气污染造成经济损失250亿美元/年。臭氧使美国每年森林农作物经济损失超过30亿美元。哥伦比亚的炼铜厂SO2污染，使该厂南部52英里内30％的树木，南部33英里内60％的树木死亡或者严重受损。二、大气污染的危害18对大气的影响（能改变大气的性质和气候的形式）：CO2吸收地面的辐射，颗粒物对阳光的散射作用能改变地面温度，使温度上升或者下降（温室效应）。细的颗粒物可降低能见度，使降水增加，雾增加。改变大气的电学性质。酸雨，已使世界上一些地区生态受到明显的伤害。造成酸雨原因：SO2、NO2，南方酸雨比较严重。二、大气污染的危害19火山爆发、森林火灾等生产、生活活动（主要源）大气污染源自然源：人为源：三、大气污染源20工业企业排放量最大的是以煤和石油为燃料，在燃烧过程中排放的粉尘、SO2、NOX、CO、CO2等，其次是生产过程中排放的多种有机和无机污染物。

（二）交通运输工具排放的废气汽车数量大，排放的污染多，集中在大城市。美国大气污染80%来自汽车的尾气。造成光化学烟雾污染等。

三、大气污染源（一）工业企业排放的废气21（三）室内空气污染源1、室内空气污染的分类①化学性污染：

甲醛、O3、CO2、SO2、NH3、总挥发性有机物、重金属等。使白血病、肺结核、鼻咽喉的发病率升高。②物理性污染：③生物性污染：④放射性污染：《民用建筑工程室内环境污染控制规范》（GB50325-2001）《室内空气质量标准》（GB/T18883-2002）电磁辐射、PM10等。霉菌、病毒等。氡气等。三致：致癌、致畸、致突变。三、大气污染源222、室内空气的质量表征①有毒、有害污染因子指标：在标准中规定了最高允许量。②舒适性指标：包括室内温度、湿度、大气压、新风量等，属于主观性指标，与季节（夏季和冬季室内温度控制不一样）、人群生活习惯等有关。（三）室内空气污染源三、大气污染源23按形成过程分类

按存在状态分类

已发现有危害而被人注意的就有一百多种，其中大部分是有机物。（一）分类：粒子状态污染物分子状态污染物二次污染物一次污染物四、空气中的污染物及其存在形态241、一次污染物直接从各种污染源排放到大气中的有害物质。常见的有：SO2，CO，NOX(NO,NO2)，C-H，铅(Pb)及其他重金属，颗粒物（其中包括毒重金属，3,4-苯并芘(BaP)－强致癌物，无机和有机化合物）等。四、空气中的污染物及其存在形态252、二次污染物如：美国洛杉矶的光化学烟雾事件：一次污染物为：臭氧、醛类（乙醛，丙烯醛等）二次污染物为：反应中产生的过氧乙酰硝酸酯一次污染物在大气中相互作用与大气中正常组分反应太阳辐射，光化学反应产生的新物质四、空气中的污染物及其存在形态26洛杉矶光化学烟雾事件美国洛杉矶光化学烟雾事件是世界有名的公害事件之一，40年代初期发生在美国洛杉矶市。光化学烟雾是大量碳氢化合物在阳光作用下，与空气中其他成份起化学作用而产生的。这种烟雾中含有臭氧、氧化氮、乙醛和其他氧化剂，滞留市区久久不散。在1952年12月的一次光化学烟雾事件中，洛杉矶市65岁以上的老人死亡400多人。1955年9月，由于大气污染和高温，短短两天之内，65岁以上的老人又死亡400余人，许多人出现眼睛痛、头痛、呼吸困难等症状甚至死亡。直到20世纪70年代，洛杉矶市还被称为“美国的烟雾城”。27污染物一次污染物二次污染物1、含硫化合物SO2,H2SSO3,H2SO4,MSO42、含氮化合物NO,NH3NO2,HNO3,MNO33、卤素化合物HF,HCl

无4、碳的化合物CO,CO2

无5、碳氢化合物(HC)C1-C5化合物醛，酮，酸6、光化学氧化剂O3,PAN,H2O27、微粒物质多环芳烃，重金属毒物H2SO4,MSO4，

MNO38、放射性物质2、二次污染物四、空气中的污染物及其存在形态28沸点低，气体分子形式存在，并以分子状态进入大气，或者常温下液体，但挥发性强，受热时易以蒸汽进入大气中。如：SO2,CO,NOx,HCN,苯,苯酚，汞,NH3,H2S,Pb,Cd,氟化物等。特点：扩散与其比重有关，并受气象条件影响。3、分子状污染物四、空气中的污染物及其存在形态29是分散在大气中的液体和固体颗粒。粒径大小在0.01—100µm之间，复杂的非均匀体系。直径＞10µm为降尘，直径＜10µm为飘尘或可吸入颗粒，又名气溶胶（雾，烟，尘）。空气污染常规测定项目—总悬浮颗粒物（TSP）是直径小于100µm颗粒物的总称。空气动力学当量直径（da）：是在空气中与颗粒的尘降速度相等的单位密度(ρp=1g/cm3＝1000kg/m3)的圆球的直径。4、粒子状污染物四、空气中的污染物及其存在形态随时间、空间变化大。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。一次污染物，清晨和黄昏浓度较高，中午较低；（因受逆温层及气温、气压等限制）二次污染物中午浓度较高，清晨和夜晚浓度低。（如光化学烟雾，在阳光照射下才能形成）五、空气中污染物的时空分布特点1、单位体积质量浓度：定义：单位体积空气中所含污染物的质量数。单位：mg/m3、µg/m3适用：对任何状态的污染物都适用。2、体积比浓度：定义：单位体积空气中含污染气体或蒸气的体积数。单位：

L/m3、mL/m3(ppm)

、µL/m3(ppb)六、空气中污染物浓度表示方法（一）污染物浓度表示方法32V0—标准状况下的采样体积，L或立方米；Vt—现场状况下的采样体积，L或立方米；t—采样时的温度，℃；P—采样时的大气压，KPa。（二）气体体积换算把现场状态下的体积换算成标准状态下的体积:两种单位换算关系：六、空气中污染物浓度表示方法33环境空气质量标准大气污染物综合排放标准室内空气质量标准居民区大气中有害物质最高允许浓度车间空气中有害物质最高允许浓度饮食业油烟排放标准锅炉大气污染物排放标准工业炉窑大气污染物排放标准等等七、大气环境标准第二节大气污染监测方案的制订本节内容：（1）大气污染监测的目的、有关资料的收集方法和范围、具体监测项目的确定原则和项目内容（2）监测网点的优化布点原则、要求和方法要点、采样时间和频率的确定原则与要求。（3）掌握大气样品的采集方法和采样仪器（重点和难点）。（4）了解采样的效率和采样记录。35制定大气污染监测方案的程序：建立质量保证程序和措施，提出监测结果报告要求及进度计划等。监测目的调查研究收集资料综合分析确定监测项目设计布点网络选定采样频率采样方法监测技术一、监测目的判断空气质量是否符合《环境空气质量标准》或环境规划目标要求，为空气质量评价提供依据。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保法规、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。1、污染源分布及排放情况2、气象资料3、地形资料4、土地利用和功能分区情况5、人口分布及人群健康情况二、调研及资料收集38按地方情况增加的必测项目类别必测项目选测项目空气污染物检测TSP、SO2、NOx、硫酸盐化速率、灰尘自然沉降量CO、PM10、F2、HF、B(α)P、Pb、H2S、总氧化剂、总烃、光氧化剂CS2、Cl2、HCl、硫酸雾、HCN、Hg、NH3、Be、铬酸雾、非甲烷烃、芳香烃、苯乙烯、甲醛、酚、甲基对硫磷、异氰酸甲酯等空气降水监测pH值、电导率K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH4+、SO42-、NO3-、Cl-大气环境自动监测SO2、NO2、CO、TSP或IP臭氧、总碳氢化合物三、监测项目39（一）布设采样站(点)的原则和要求1.覆盖全部监测区：高、中、低三种不同污染物浓度的地方。2.在污染源比较集中，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.工业集中地区多取点，农村可少些；人口密度大的地区多取点，少的地区可少些。四、监测站（点）的布设（一）布设采样站(点)的原则和要求4.采样的周围应开阔，无局地污染源。采样口水平线与周围建筑物高度的夹角不应大于30度；交通密集区的采样点应设在距人行道边沿至少1.5m处。5.超标地区多取点，未超标地区少些。6.采样点的设置条件要尽可能一致或者标准化，使监测数据具有可比性。7.采样高度根据监测目的而定。四、监测站（点）的布设41污染物浓度污染源工业分布人口密度超标情况监测类型（一）布设采样站(点)的原则和要求四、监测站（点）的布设优布原则42应根据监测范围大小、污染物的空间分布特征、人口分布及密度、气象、地形及经济条件等因素综合考虑。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>400720～3030～40四、监测站（点）的布设（二）采样站(点)数目的确定43

世界卫生组织(WHO)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>80010105453四、监测站（点）的布设（二）采样站(点)数目的确定1、功能区布点法2、网格布点法3、同心圆布点法4、扇形布点法5、平行布点法四、监测站（点）的布设（三）采样站(点)布设方法45多用于区域性的常规监测。（1）先将监测区域划分成工业区、商业区、居住区、工业和居住混合区、交通不同功能区。（2）再按功能区的地形、气象、人口密度、建筑密度等，在每个功能区设若干采样点四、监测站（点）的布设（三）采样站(点)布设方法1、功能区布点法46适用于多个污染源，且污染源分布较均匀的地区。将监测区域划分成若干均匀网状方格，采样点设在两条直线的交点处或方格中心。优点：随机性强，能较好地反映污染物的时空分布;得到的数据对今后的布点有效，并可为面源扩散模式提供合理的数据。四、监测站（点）的布设（三）采样站(点)布设方法2、网格布点法四、监测站（点）的布设（三）采样站(点)布设方法2、网格布点法48主要用于多个污染源构成污染群，且大污染源比较集中的地区。（1）找出污染源中心，以此为圆心画同心圆。（2）从圆心列出若干条放射线，射线与圆的交叉点为采样点位置(射线至少五条)。（3）同心圆的半径分别为4，10，20，40km，每个圆上再分别设4，8，8，4个采样点(可视上风下风而灵活设定)。四、监测站（点）的布设（三）采样站(点)布设方法3、同心圆布点法同心圆布点法50适用范围：孤立的高架点源，且主导风向明显。布点方法：(1)顶点：点源(2)轴线：烟云方向(3)范围：扇形(4)夹角：45－60°，相邻夹角10－20°(5)采样点：近密远疏，每条弧线：3－4个点四、监测站（点）的布设（三）采样站(点)布设方法4、扇形布点法扇形布点法四、监测站（点）的布设（三）采样站(点)布设方法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以上四、监测站（点）的布设（三）采样站(点)布设方法4、扇形布点法53适用范围：线性污染源布点方法：

距线性污染源两侧1m左右布设监测网点，然后在距100m左右的距离布设与前面监测点对应的监测点。四、监测站（点）的布设（三）采样站(点)布设方法5、平行布点法每次采样从开始到结束所经历的时间。可分为：短期采样长期采样间歇性采样五、采样时间和采样频率（一）采样时间55指一定时间范围内的采样次数。1.依浓度分布的时间特性依气象条件变化的特征，高中低浓度都包括。2.依对监测数据要求的精确程度例如：日平均浓度，每隔2－4h采样一次。五、采样时间和采样频率（二）采样频率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24±0.5小时，每年12个月氮氧化物同二氧化硫总悬浮颗粒物隔双日采样，每天连续24±0.5小时，每月5－6天，每年12个月灰尘自然降尘量每月采样30±2天，每年12个月硫酸盐化速率每月采样30±2天，每年12个月五、采样时间和采样频率（二）采样频率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的采样时间五、采样时间和采样频率（二）采样频率根据污染物的存在状态、浓度、理化性质及监测方法选择采样方法和仪器。监测方法：分光光度法、气相色谱、荧光光度法、液相色谱法、原子吸收法、气相色谱-质谱(GC-MS)、液相色谱-质谱(LC-MS)。尽可能选择国家标准方法——《空气和废气监测分析方法》（第四版）六、采样方法、监测方法和质量保证（1）注射器采样（2）塑料袋采样（3）采气管采样（4）真空瓶采样（一）采样方法直接采样法特点：①被测组分浓度高②分析方法灵敏度高六、采样方法、监测方法和质量保证60（1）溶液吸收法（2）填充柱阻留法（3）滤料过滤法（4）低温冷凝法（5）静电沉降法（6）扩散(或渗透)法（7）自然积集法富集（浓缩）采样法（一）采样方法六、采样方法、监测方法和质量保证特点：①被测组分浓度低②分析方法灵敏度不够高六、采样方法、监测方法和质量保证1、直接采样法（1）注射器采样

（100mL）（2）塑料袋采样（3）采气管采样（100-500mL）（4）真空瓶采样（0.5-1L）真空采气瓶抽真空装置示意图（一）采样方法62式中：V—现场状况下的采样体积，L；

V0—真空采气瓶容积，L；

p—大气压力，kPa；

pB—闭管压力计读数，kPa。

真空瓶采样，当用闭口压力计测量剩余压力时，现场状态下的采样体积：六、采样方法、监测方法和质量保证1、直接采样法（一）采样方法（1）溶液吸收法A、吸收液的选择原则：①对被采集物质溶解度（水吸收甲醛）要大或与被采集物质的化学反应（碱溶液吸收酸性气体）速度快。②稳定时间长。③有利于下一步分析。④毒性小，价格低，易购买，可回收。六、采样方法、监测方法和质量保证（一）采样方法2、富集(浓缩)采样法64B、溶液吸收法使用的仪器（四种）气泡吸收管

适用于采集气体和蒸气态物质，对气溶胶吸收不完全。

原因：气溶胶微粒表面附有一层蒸汽，气泡通过溶液时，微粒不易被完全吸收，扩散到气－液界面上的速度慢。（1）溶液吸收法六、采样方法、监测方法和质量保证（一）采样方法2、富集(浓缩)采样法65冲击式吸收管空气以很高的速度冲击到装有吸收液的瓶底。对气溶胶吸收完全。对气态或蒸汽态物质，则因抽气速度过快，分子惯性小，吸收不够完全。B、溶液吸收法使用的仪器（四种）（1）溶液吸收法六、采样方法、监测方法和质量保证（一）采样方法2、富集(浓缩)采样法66多孔筛板吸收管气泡被分散成小气泡，增大气－液接触面和停留时间，降低气泡运动速度。采样效率高。适合任何气样。B、溶液吸收法使用的仪器（四种）（1）溶液吸收法六、采样方法、监测方法和质量保证（一）采样方法2、富集(浓缩)采样法67玻璃筛板吸收瓶B、溶液吸收法使用的仪器（四种）（1）溶液吸收法六、采样方法、监测方法和质量保证（一）采样方法2、富集(浓缩)采样法特点：与溶液吸收法相比，可长时间采样（日平均浓度）浓缩在固体填充物上的被测组分比在溶液中的稳定，可放置时间长；操作方便。吸附型填充柱、分配型填充柱、反应型填充柱。六、采样方法、监测方法和质量保证（一）采样方法2、富集(浓缩)采样法（2）填充柱阻留法69颗粒状填充剂抽气泵﹡﹡﹡﹡﹡﹡组分

空气填充柱阻留法示意图填充柱六、采样方法、监测方法和质量保证（一）采样方法2、富集(浓缩)采样法（2）填充柱阻留法70填充剂活性炭（非极性吸附剂）硅胶（极性吸附剂）分子筛高分子多孔微球六、采样方法、监测方法和质量保证（一）采样方法2、富集(浓缩)采样法（2）填充柱阻留法A、吸附型填充柱71表面吸附作用分子间引力引起物理吸附(吸附力较弱)分子亲和力引起化学吸附(吸附力较强)选择吸附剂，要考虑吸附完全和定量解吸。A、吸附型填充柱六、采样方法、监测方法和质量保证（一）采样方法2、富集(浓缩)采样法（2）填充柱阻留法72填充剂：表面涂高沸点有机溶剂的惰性多孔颗粒物，如硅藻土，类似于气液色谱柱（GC）中的固定相。当被采集气样通过填充柱时，在有机溶剂中分配系数大的组分保留在填充剂上而被富集。六、采样方法、监测方法和质量保证（一）采样方法2、富集(浓缩)采样法（2）填充柱阻留法B、分配型填充柱73填充剂：由惰性多孔颗粒物(如石英沙、玻璃微球)或纤维状物(如滤纸、玻璃棉等)表面涂渍能与被测组分发生化学反应的试剂制成。也可用纯金属丝毛或细粒作填充剂。六、采样方法、监测方法和质量保证（一）采样方法2、富集(浓缩)采样法（2）填充柱阻留法C、反应型填充柱74气样通过填充柱时，被测组分在填充剂表面因发生化学反应而被阻留。采样量和采集速度大，富集物稳定，对气态、蒸汽态和气溶胶态物质有较高的富集效率。六、采样方法、监测方法和质量保证（一）采样方法2、富集(浓缩)采样法（2）填充柱阻留法C、反应型填充柱75将过滤材料放在采样夹上，用抽气装置抽气，则空气上的颗粒物被阻留在过滤材料上，秤量过滤材料上富集的颗粒物重量。根据采样体积可计算出空气中颗粒物的浓度。六、采样方法、监测方法和质量保证（一）采样方法2、富集(浓缩)采样法（3）滤料过滤法76常用滤料：纤维状滤料：滤纸、玻璃纤维虑膜，过氯乙烯滤膜等。筛孔状滤料：微孔滤膜、核孔滤膜、银薄膜六、采样方法、监测方法和质量保证（一）采样方法2、富集(浓缩)采样法（3）滤料过滤法颗粒物采样夹和滤料采样装置示意图六、采样方法、监测方法和质量保证（一）采样方法2、富集(浓缩)采样法（3）滤料过滤法78应用范围：常温下难于被固体吸附剂完全阻留的一些低沸点气态化合物，所以用制冷剂将其冷凝下来。eg：苯乙烯，三氯乙醛等。冷冻剂：冰-盐水(-10℃)、干冰-乙醇(-72℃)、干冰(-78.5℃)、液氧(-183℃)、液氮(-196℃)、液态空气(190℃)；半导体制冷器。六、采样方法、监测方法和质量保证（一）采样方法2、富集(浓缩)采样法（4）低温冷凝法79仪器：冷阱，选择性过滤器（CO2，H2O），浓缩管六、采样方法、监测方法和质量保证（一）采样方法2、富集(浓缩)采样法（4）低温冷凝法低温冷凝采样装置示意图（5）静电沉降法（6）扩散(或渗透)法（7）自然积集法

A.降尘试样采集:

湿法（应用广泛）、干法

B.硫酸盐化速率试样的采集:

二氧化铅法、碱片法六、采样方法、监测方法和质量保证（一）采样方法2、富集(浓缩)采样法标准集尘器示意图干法采样集尘器示意图1、组成部分：收集器，流量计，采样动力。气样→流量计→吸收管→(缓冲瓶)→抽气泵六、采样方法、监测方法和质量保证（二）采样仪器83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.转子六、采样方法、监测方法和质量保证（二）采样仪器（1）大气采样器用于采集气态和蒸气态物质；流量：0.5~2.0L/min六、采样方法、监测方法和质量保证（二）采样仪器2、专用采样器85携带式采样器工作原理示意图吸收瓶流量计抽气泵定时器滤水阱稳流器电动泵（1）大气采样器六、采样方法、监测方法和质量保证（二）采样仪器2、专用采样器86大气采样器实物照片（1）大气采样器六、采样方法、监测方法和质量保证（二）采样仪器2、专用采样器大流量采样器中流量采样器小流量采样器六、采样方法、监测方法和质量保证（二）采样仪器2、专用采样器（2）颗粒物采样器②可吸入颗粒物(PM10)采样器①总悬浮颗粒物(TSP)采样器88大流量采样器：玻璃纤维滤膜：20×25cm2流量：1.1~1.7m3/min采样时间：8~24h采样量达1500~2000m3时，可测定颗粒物中金属、无机盐及有机污染物等组分。大流量TSP采样器结构示意图六、采样方法、监测方法和质量保证（二）采样仪器2、专用采样器（2）颗粒物采样器①总悬浮颗粒物(TSP)采样器KC-1000型大流量TSP采样器89六、采样方法、监测方法和质量保证（二）采样仪器2、专用采样器（2）颗粒物采样器①总悬浮颗粒物(TSP)采样器XY-2200(K)型中流量颗粒物采样器中流量采样器：采样流量：(60～130)L/min采样时间：1min～100小时间隔时间：1min～100小时采样次数：1～99

入口速度：0.3m/s有效滤膜直径：80mm90六、采样方法、监测方法和质量保证（二）采样仪器2、专用采样器（2）颗粒物采样器①总悬浮颗粒物(TSP)采样器小流量采样器：采样流量：(3～20)L/min采样时间：1min～1000h间隔时间：1min～1000h有效滤膜直径：47-50mmLVS便携式小流量颗粒物采样器可采用静电补集法、β射线法或光散射法直接测定。均配有分尘器（旋风式、向心式、多层薄板式、撞击式等），用于分离粒径大于10μm颗粒物。六、采样方法、监测方法和质量保证（二）采样仪器2、专用采样器（2）颗粒物采样器②可吸入颗粒物采样器92六、采样方法、监测方法和质量保证（二）采样仪器2、专用采样器（2）颗粒物采样器②可吸入颗粒物采样器二级旋风分尘器原理示意图向心式分尘器原理示意图三级向心式分尘器原理示意图撞击式分尘器示意图六、采样方法、监测方法和质量保证（二）采样仪器2、专用采样器（2）颗粒物采样器②可吸入颗粒物采样器94应用：研究空气污染对人体健康的危害。特点：体积小、质量轻、便携，可随人的活动连续采样，反映人体实际吸入的污染物的量。组成：外壳、扩散层、收集层。六、采样方法、监测方法和质量保证（二）采样仪器2、专用采样器（3）个体采样器95六、采样方法、监测方法和质量保证（二）采样仪器2、专用采样器（3）个体采样器96

指在规定的采样条件下所采集到的污染物量占其总量的百分数。（一）采集气态和蒸汽态污染物效率评价方法

1、绝对比较法

2、相对比较法七、采样效率971、绝对比较法用标准气测定采样效率，采样效率K为：七、采样效率（一）采集气态和蒸汽态污染物效率评价方法式中：C1—实测浓度

C0—配制浓度98

配制一定浓度范围的待测气体，串联2－3个采样管采集所配制的样品，采样效率K为：K应大于90％，若K小于90％，应串三个管使用。2、相对比较法七、采样效率（一）采集气态和蒸汽态污染物效率评价方法99采集颗粒数效率：所采集颗粒物粒数占总颗粒物粒数的百分数。质量采集效率：所采集颗粒物质量占颗粒物总质量的百分数。七、采样效率（二）采集颗粒物效率的评价方法100被测污染物的名称及编号；采样地点和采样时间；采样流量、采样体积；采样时的温度、大气压力和天气状况；采样仪器，吸收液及采样时周围情况；采样者、审核者姓名等。八、采样记录101第三节大气污染物的测定本节内容掌握大气样品的采集方法和采样仪器的使用，方法包括直接采样法、富集浓缩采样法（其中富集浓缩采样法是重点和难点）。第三节大气污染物的测定一、SO2的测定二、NO2的测定三、环境颗粒物（PM2.5）的测定103一、二氧化硫的测定是主要空气污染物之一，为例行监测的必测项目。104硫酸、亚硫酸H2SO4、H2SO3硝酸、亚硝酸

HNO3、HNO2氮氧化物(NO和

NO2)二氧化硫SO2酸雨引起酸雨的化学物质一、二氧化硫的测定105一、二氧化硫的测定106（一）来源（二）性质及危害（三）采样及样品保存（四）测定方法一、二氧化硫的测定107（一）二氧化硫的来源a.天然源：火山爆发

b.人工源：含S燃料的燃烧，矿石冶炼，化工厂生产过程的产物。二氧化硫的天然来源--火山爆发工业--酸性气体的释放(例如冶炼厂和发电厂)108性质：无色、易溶于水、有刺激性气味的气体危害：1.对人体的影响

2.对建筑物的影响

3.对森林的影响

4.对水体的影响（二）二氧化硫的性质和危害109酸雨使大量植物受损（二）二氧化硫的性质和危害110湖泊

由于水的流动量低，湖泊很易变酸水体变酸，大部份水生物种便不能生存，生物多样化会減少（二）二氧化硫的性质和危害111酸雨蔓延（二）二氧化硫的性质和危害112气泡吸收管冲击式吸收管多孔筛板吸收管（三）二氧化硫采样及样品保存113（三）二氧化硫采样及样品保存1141、短时间采样：

2、24h连续采样：采用内装5mL吸收液的U形多孔玻板吸收管，以0.5L/min的流量采样10~20L。采样时吸收液温度的最佳范围在23～29℃。用内装50mL吸收液的多孔玻板吸收瓶，以0.2～0.3L/min的流量连续采样24h。吸收液温度须保持在10～16℃范围恒温采样。（三）二氧化硫采样及样品保存115

注意：1、放置在室(亭)内的24h连续采样器，进气口应连接符合要求的空气质量集中采样管路系统，以减少二氧化硫气样进入吸收器前的损失。

2、样品运输和储存过程中，应避光保存。

（三）二氧化硫采样及样品保存1161.分光光度法2.紫外荧光法3.溶液电导法4.钍试剂法5.恒电流库仑滴定法（四）二氧化硫的测定方法117特点：

较经典的方法（GB），灵敏、可靠，但吸收液（四氯汞钾）毒性大。原理：

利用空气中的SO2被四氯汞钾溶液吸收，生成稳定的二氯亚硫酸盐络合物，此物质再与甲醛及盐酸副玫瑰苯胺作用，生成紫色络合物，其颜色深浅与SO2含量成正比，用分光光度法测定。1、四氯汞钾-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法（重点）（四）二氧化硫的测定方法118反应方程式：[HgCI4]2-+SO2+H2O=

[HgCI2SO3]2-

+2H++2CI-

[HgCI2SO3]2-

+HCHO+2H+=HgCl2

+

HOCH2SO3H1、四氯汞钾-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法（四）二氧化硫的测定方法119若盐酸副玫瑰苯胺溶液含H3PO4少，pH1.6±0.1，呈红紫色，λmax＝548nm，试剂空白值较高，最低检出限为0.75μg/25mL。若含H3PO4多，pH1.2±0.1，呈蓝紫色，λmax＝575nm，试剂空白值较低，最低检出限为0.4μg/7.5mL。注意：1、四氯汞钾-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法（四）二氧化硫的测定方法120以亚硫酸钠标准溶液、四氯汞钾吸收液、SO2配制成标准色列；加氨基磺酸铵溶液，摇匀；加甲醛和盐酸副玫瑰苯胺液，摇匀；在最大吸收波长575nm处，以蒸馏水作为参比，测定其吸光度；用经试剂空白修正后的吸光度对SO2含量绘制标准曲线，或用最小二乘法回归方程。测定步骤：①标准曲线的绘制：1、四氯汞钾-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法（四）二氧化硫的测定方法121短时间采样24h采样测定步骤：②采样：1、四氯汞钾-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法（四）二氧化硫的测定方法122样品浑浊时，离心分离；样品放置20min待测。短时间样品：吸收液全部移入10mL具塞比色管，少量水洗涤吸管，洗液并入其中，使总体积为5mL。加氨基磺酸铵溶液，摇匀，放置10min，（以下步骤同标准曲线绘制）测吸光度。测定步骤：③样品测定：1、四氯汞钾-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法（四）二氧化硫的测定方法12324h样品：吸收液全部移入50mL容量瓶，少量水洗涤吸收瓶，洗液并入其中，使总体积为50mL，摇匀。吸取适量样品溶液于10mL具塞比色管，用吸收液定容为5.00mL。以下步骤同上。测定步骤：③样品测定：1、四氯汞钾-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法（四）二氧化硫的测定方法124式中：m—测定时所取样品溶液中SO2含量，μg(标准曲线查)

Vt—样品溶液总体积，mL

Va—测定时所取样品溶液总体积，mL

Vn—标准状态下的采样体积，L计算：1、四氯汞钾-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法（四）二氧化硫的测定方法125①温度，酸度，显色时间等因素影响显色反应；标准溶液和试样溶液操作条件应保持一致。②氮氧化物、臭氧及锰、铁、铬等离子对测定有干扰。——采集后放置片刻，臭氧可自行分解；——加入磷酸和乙二胺四乙酸二钠盐（EDTA)可消除或减少某些金属离子的干扰。注意事项：1、四氯汞钾-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法（四）二氧化硫的测定方法126当用10mL吸收液采气10L时，最低检出浓度为0.020mg/m3。避免了使用毒性大的四氯汞钾吸收液。原理：气样中的SO2甲醛缓冲液吸收羟基甲基磺酸加成化合物+NaOH溶液分解释放出SO2+盐酸副玫瑰苯胺紫红色络合物最大吸收波长577nm，用分光光度法定量2、甲醛缓冲液吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法（四）二氧化硫的测定方法127测定原理:SO2用H2O2溶液吸收并氧化成H2SO4，SO42-与过量高氯酸钡反应，生成BaSO4↓,剩余的Ba2+与钍试剂反应生成紫红色络合物，据颜色深浅，间接测定。紫红色络合物最大吸收波长520nm，该法最低检出限为0.4µg/mL。3、钍试剂分光光度法（四）二氧化硫的测定方法128特点:吸收液无毒，采集样品后稳定，但灵敏度较低，所需采样体积大，适合于测定日平均浓度。注意事项：高氯酸钡溶液及钍试剂溶液加入量必需准确。钍试剂能与多种金属离子（Ca,Mg,Fe,Al等）络合，采样装置前应安装颗粒物过滤器。3、钍试剂分光光度法（四）二氧化硫的测定方法129测定：吸取不同量的硫酸标准溶液，各加入一定量高氯酸钡，再加钍试剂溶液显色，得到标准色列。用蒸馏水同法配制空白溶液作参比。测定标准色列的吸光度，对SO2浓度绘制标准曲线。3、钍试剂分光光度法（四）二氧化硫的测定方法130测定：采样后，按上述方法测定吸光度，从标准曲线上查知相当SO2

（c）浓度，则大气中SO2浓度：Vt－样品溶液总体积Vn－标准状态下的采样体积

3、钍试剂分光光度法（四）二氧化硫的测定方法空气中的氮氧化物以NO、NO2、N2O3、N2O4、N2O5等多种形态存在，其中NO2和NO是主要存在形态，为通常所指的氮氧化物（NOx）。主要来源：燃料燃烧，硝酸、化肥等生产以及汽车尾气。物理性质：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。二、NO2的测定132测定方法：盐酸萘乙二胺分光光度法化学发光法原电池库仑法定电位电解法二、NO2的测定1331、盐酸萘乙二胺分光光度法用冰醋酸、对氨基苯磺酸和盐酸萘乙二胺配成吸收液采样，空气中的NO2被吸收转变成亚硝酸和硝酸。在冰醋酸存在条件下，亚硝酸与对胺基苯磺酸发生重氮化反应，然后再与盐酸萘乙二胺偶合，生成玫瑰红色偶氮染料，其颜色深浅与气样中NO2的浓度成正比，用分光光度法比色定量。NO2未完全转化成亚硝酸，需要用Saltzman（萨尔茨曼）实验系数f(0.88)进行换算。方法检出限：0.01µg/mL

二、NO2的测定134（1）酸性高锰酸钾溶液氧化法

空气中NO2被串联的第一支吸收瓶中吸收液吸收生成偶氮染料，空气中NO的不与吸收液反应，通过氧化管被氧化为NO2后，被串联的第二支吸收瓶中的吸收液吸收生成粉红色的偶氮染料，分别于波长540-545nm之间处测量其吸光度，用分光光度法比色定量。1、盐酸萘乙二胺分光光度法二、NO2的测定135（1）酸性高锰酸钾溶液氧化法1、盐酸萘乙二胺分光光度法二、NO2的测定136该方法是在显色吸收液瓶前接一内装三氧化铬-石英砂（氧化剂）管，当用空气采样器采样时，气样中的NO在氧化管内被氧化成NO2和气样中的NO2一起进入吸收瓶，与吸收液中的对氨基磺酸进行重氮化反应，再与盐酸萘乙二胺偶合，生成粉红色的偶氮染料，于波长540nm处测量其吸光度，用标准曲线法进行定量测定。

测定结果为空气中NO和NO2的总浓度。（2）三氧化铬-石英砂氧化法1、盐酸萘乙二胺分光光度法二、NO2的测定137标准曲线绘制：用亚硝酸钠标准溶液配制系列标准溶液，各加入等量吸收液显色，定容，制成标准色列，于540nm处测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列的吸光度对亚硝酸根含量绘制标准曲线，或用最小二乘法回归。（2）三氧化铬-石英砂氧化法1、盐酸萘乙二胺分光光度法二、NO2的测定138试样溶液的测定：按照绘制标准曲线的条件和方法测定采样后的样品溶液的吸光度。（2）三氧化铬-石英砂氧化法1、盐酸萘乙二胺分光光度法二、NO2的测定139计算：ρNO2——空气中NO2的含量，mg/m3A——样品溶液吸光度A0——试剂空白液吸光度a——标准曲线回归方程的斜率，mL/µgb——标准曲线回归方程的截距V——采样用吸收液体积，mLV0——换算为标态下的采样体积，LD——样品的稀释倍数f——Saltzman实验系数，取0.88

（当NO2浓度高于0.720mg/m3时，取0.77）（2）三氧化铬-石英砂氧化法1、盐酸萘乙二胺分光光度法二、NO2的测定140注意事项：(1)吸收液应为无色，宜密闭避光保存；如显微红色，说明已被污染，应检查试剂和蒸馏水的质量。(2)三氧化铬-石英砂氧化管适于相对湿度30~70％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0.250mg/m3时，会产生正干扰，采样时在吸收瓶入口端串接一段