第三章气(第六七八节)介绍.ppt

1、第三章 空气和废气监测,提 纲,第一节 空气污染基本知识 第二节 空气污染监测方案的制订 第三节 空气样品的采集方法和采样仪器 第四节 气态和蒸汽态污染物质的测定 第五节 颗粒物的测定 第六节 降水监测 第七节 污染源监测 第八节 标准气的配制,本节内容 （1）了解大气降水的监测的目的； （2）了解布设采样点的原则； （3）了解样品的采集和保存的方法； （4）了解降水样品主要的测定项目和测定方法。,第六节 降水监测,大气降水监测的目的,（1）了解在降雨(雪)过程中从空气中沉降到地球表面的沉降物的主要组成、有关组分的性质及含量。 （2）为分析大气污染状况和提出控制污染途径、方法提供基础资料和依据

2、。,（1）确定采样点数目 采样点数目根据研究目的和区域具体情况确定。 我国规定，人口 50万以上的城市布三个采样点； 50万以下的城市布两个点； 一般县城可设一个采样点。 （2）采样点的位置 要兼顾城市、农村或清洁对照区，应考虑区域的环境特点；应避开局部污染源。,采样点的布设,（1）采样器 雨水：聚乙烯塑料桶或玻璃缸，其上口直径为40cm,高不低于20cm。 雪水：用上口径为50cm 以上,高度不低于50cm的聚乙烯塑料桶。 （2）采样方法 每次降雨（雪）开始，立即将清洁的采样器放置在预定的采样点支架上，采集全过程雨(雪)。 采样器应高于基础面1.2m以上。 样品采集后，应贴上标签，编好号，记

3、录采样地点、日期、雨量等。（3）水样的保存 测定pH值和电导率的降水不过滤； 测定金属和非金属离子的水样均需用孔径0.45m的滤膜过滤。 采样后应尽快测定，如需要保存，应密封后放于冰箱中。,样品的采集,（1）测定项目和测定频次 I 级测点为：pH值、电导率、 SO42-、NO2-和NO3-、F-、NH4+、Ca2+等。 每月测定不少于一次，每月选一个或几个随机降水样品分析上述十个项目。 省、市监测网络中的、级测点视实际需要和可能决定测定项目。 （2）测定方法 pH值 属于调查酸雨最重要的项目。常用玻璃电极法。 电导率 用电导率或电导仪测定。 SO42- 测定方法有铬酸钡-二苯碳酰二肼分管光度法

4、等。 NO2-和NO3- 测定方法有离子色谱法、盐酸萘乙二胺分光光度法等。 F- 测定方法有离子选择电极法等。 Cl- 测定方法有离子色谱法等。 NH4+ 测定方法有纳氏试剂分光光度法等。 K+、Na+、Ca2+ 、Mg2+ 用原子吸收分光光度法、离子色谱法等。,降水组分的测定,提 纲,第一节 空气污染基本知识 第二节 空气污染监测方案的制订 第三节 空气样品的采集方法和采样仪器 第四节 气态和蒸汽态污染物质的测定 第五节 颗粒物的测定 第六节 降水监测 第七节 污染源监测 第八节 标准气的配制,一、 固定污染源排气监测 有组织排放源：系指烟道、烟囱及排气筒等 无组织排放源：在露天环境中的无组

5、织排放设施或无组织排放的车间、公棚等。 二、流动污染源监测 系指汽车、柴油机车等交通运输工具，其排放废气中也含有烟尘和某些有害物质,第七节 污染源监测,一、 固定污染源排气监测,（一）监测目的和要求 （二）采样点的布设 （三）基本状态参数的测定 （四）含湿量的测定 （五）烟尘浓度的测定 （六）烟尘排放速率的测定 （七）烟气黑度的测定 （八）烟气组分的测定,监测目的: a.检查污染源排放废气中的有害物质是否符合排放标准的要求； b.评价净化装置性能和运行情况及污染防治措施的效果； c.为大气质量管理与评价提供依据。 要求： a.生产设备处于正常运转状态下； b.对因生产过程而引起排放情况变化的污

6、染源，应根据其变化的特点和周期进行系统监测。,（一） 、监测目的和要求,（二）采样点的布设,采样位置 应选在气流分布均匀稳定的平直管段上，避开弯头、变径管、三通管及阀门等易产生涡流的阻力构件。此外，还应注意操作地点的方便、安全 采样点布设 （1）圆形烟道 （2）矩形烟道,（1）圆形烟道,不同直径圆形烟道的等面积环数、采样点数及采样点距离烟道内壁的距离，见209页表3-10。,（2）矩形烟道,将烟道断面分成一定数目的等面积矩形小块，各小块中心即为采样点位置，小矩形数目可根据烟道断面面积大小确定。见210页表3-12。,（三）基本状态参数的测定,烟气的基本状态参数: 烟气的体积、温度、压力 通过这

7、几个基本状态参数，可计算出烟气流速、烟尘及有害物质浓度 其中： 烟气体积V = 采样流量Q 采样时间t采样流量Q = 测点烟道断面S烟气流速v 而烟气流速又由烟气温度和压力决定。所以，只要计算出烟气温度和压力，即可计算出其他参数。,1.温度的测量,对于直径小、温度不高的烟道，可使用长杆水银温度计。测量时，应将温度计球部放在靠近烟道中心位置，读数时不要将温度计抽出烟道外 对于直径大、温度高的烟道，要用热电偶测温毫伏计测量。,烟气的压力分全压（Pt）、静压（Ps）和动压（Pv） 静压是单位体积气体所具有的势能，表现为气体在各个方向上作用于器壁的压力。 动压是单位体积气体具有的动能，是使气体流动的压

8、力。 全压是气体在管道中流动具有的总能量。 三者的关系为： Pt = Ps + Pv,2.压力的测量,标准皮托管具有较高的测量精度，其校正系数近似等于1，但测口很小，如果烟气中烟尘浓度大，易被堵塞，因此只适用于含尘量少的烟气。 S型皮托管由两根相同的金属管并联组成，其测量端有两个大小相等、方向相反开口，测量烟气压力时，一个开口面向气流，接受气流的全压，另一个开口背向气流，接受气流静压。由于气体绕流的影响，测得的静压比实际值小，因此，在使用前必须用标准皮托管进行校正因开口较大，适用于测烟尘含量较高的烟气。,测压管,（1）测量状况下烟气流速（Vs）的计算：,（2）标准状况下干烟气流量计算式：,式中

9、：Ms烟气的相对分子量，Kg/kmol KP 皮托管校正系数； ts烟气温度，； Ba大气压力，Pa ； Ps烟气静压，Pa； Qs烟气流量，m3/h； Xw烟气含湿量体积百分数，,3.流速和流量的计算,（四）含湿量的测定,与大气相比，烟气中的水蒸气含量较高，变化范围较大，为便于比较，监测方法规定以除去水蒸气后标准状态下的干烟气为基准表示烟气中有害物质的测定结果 含湿量的测定方法有重量法、冷凝法、干湿球法等,从烟道采样点抽取一定体积的烟气，使之通过装有吸湿剂的吸湿管，则烟气中的水蒸气被吸湿剂吸收，吸湿管的增重即为所采烟气中的水蒸气重量，然后代入公式计算含湿量。,重量法,重量法 常用吸湿剂有：C

10、aCl2、CaO、Al2O3、P2O5、硅胶、过氯酸镁等 冷凝法 将重量法中的吸湿管换成冷凝器，其他同上。,含湿量计算公式,（五）烟尘浓度的测定,原理：抽取一定体积烟气通过已知重量的捕尘装置（如滤筒），根据捕尘装置采样前后的重量差和采样体积计算烟尘的浓度。 等速采样法：测定烟气、烟尘浓度必须采用等速采样法，即烟气进入采样嘴的速度应与采样点烟气流速相等，否则，过大、过小均会造成测定误差。 采样类型：移动采样、定点采样和间断采样。,采样类型,移动采样： 为测定烟道断面上烟气中烟尘的平均浓度，用同一个尘粒捕集器在已确定的各采样点上移动采样，在各点的采样时间相同，这是目前普遍采用的方法。 定点采样：为

11、了解烟道内烟尘的分布状况和确定烟尘的平均浓度，分别在断面上每个采样点采样，即每个采样点采集一个样品。 间断采样适用于有周期性变化的排放源，即根据工况变化情况，分时段采样，求出时间加权平均浓度。,等速采样方法,预测流速（普通采样管）法： 先测出采样点的烟气温度、压力、含湿量，计算出流速；再结合采样嘴直径计算出等速采样条件下各采样点的采样量。采样时，通过调节阀按照计算出的流量采样。在流量计前装有冷凝器和干燥器的等速流量按下式计算：,-等速采样所需转子流量计指示流量，L/min; d-采样嘴内径，mm; -采样点烟气流量，m/s; -大气压力，Pa； -烟气的静压，Pa； -转子流量计前烟气的表压，

12、Pa； -烟气温度，； -转子流量计前烟气温度， ； -干烟气的分子量，kg/moL ； -烟气含湿量体积百分数，% ；,预测流速（普通采样管）法：由采样管、捕集器、流量计、抽气泵等组成。,超细玻璃纤维滤筒采样管 常见的采样管有 刚玉滤筒采样管,适用于500以下的烟气,适用于1000以下的烟气,皮托管平行测速采样法,将S型皮托管和采样管和热点偶温度计固定插入同一采样点，根据预先测得的烟气静压、含湿量和当时测得的动压、温度等参数，结合选出的采样嘴直径，由编有程序的计算器及时计算出等速采样流量，迅速调节转子流量计至所要的读数。 特点： 测定流量好采样同时进行，适用于工况易发生变化的烟气。 减小了由

13、于烟气流速改变而带来的采样误差。,动态平衡型等速管采样法,利用装置在采样板上的孔板差压与皮托管指示的采样点烟气动压相平衡来实现等速采样。工况发生变化时，通过双联斜管微压计的指示，可即时调节采样流量，随时保持等速采样条件。 特点： 不需要预先测出烟气流速，状态参数和计算出等速采样流量，而通过调节压力即可进行等速采样。 操作简便，且跟踪烟气速度变化，随时保持等速采样，精度高,烟尘浓度计算,计算出采样滤筒采样前后重量之差G（烟尘重量）。 计算出标准状况下的采样体积：在采样装置的流量计前装有冷凝管和干燥管的情况下，干烟气的采样体积按下公式计算：,干烟气的气体分子量近似于空气时，计算公式可简化为：,烟尘

14、浓度计算：根据采样类型不同，用不同的公式,（六）烟尘（或气态污染物）排放速率的计算,-烟尘（或气态污染物）的浓度，mg/m3,-标准状况下干烟气流量，m3/h,1、林格曼黑度图法 2、测烟望远镜法 3、光电测烟仪法,（七）烟气黑度的测定,烟道排气组分： 气体组分和微量有害气体组分 目的： 考察燃料燃烧情况，为烟尘测定提供计算烟气密度，分子量等参数的数据。 有害气体： CO, 氮氧化物,硫氧化物, 硫化氢等。,（八）烟组分的测定,1、烟气样品的采集：不需多点采样，只要在靠近烟道中心的任何一点采样即可。也不用等速采样 2、烟气主要组分的测定：可采用奥氏气体分析器吸收法和仪器分析法测定 3、烟气中有

15、害组分的测定,二、流动污染源监测,汽车是一种重要而又典型的流动污染源。其尾部排出的废气中含有CO、NOx、HC（碳氢化合物）等污染物，对城市空气质量产生很大的不良影响由于汽车数量极大，现在还不可能对每一辆行驶中的汽车作全面的排气监测，有关工作仅集中在制订排气法规时所作的台架试验。故此，汽车排气的取样中不存在采样点布设及采样时间、频度等问题。 汽车排气中污染物的含量与其行驶状态有关，空转、加速、匀速和减速等行驶状态下排气中污染物含量均应测定。,（一）汽车怠速CO、CH的测定,1、怠速工况的条件：发动机旋转；离合器处于结合位置；油门（脚踏板和手油门）位于松开位置；变速器位于空挡位置；风门全开 2、

16、测定方法：用非色散红外气体分析仪进行测定。测定时，先将汽车发动机由怠速加速至0.7额定转速，维持30秒再降至怠速状态，插入取样探头，维持10秒，在30秒内读取最高和最低值。如为多个排气管，应取各排气管测定值的算术平均值 3、排放标准（GB14761.5-93）,（二）汽车尾气中NOx的测定,在汽车尾气排气管处用取样管将废气引出（用采样泵），经冰浴（冷凝除水）、玻璃棉过滤器（除油污、烟尘），抽取到100mL注射器中，然后将抽取的气样经氧化管注入冰乙酸-对氨基苯磺酸-盐酸萘乙二胺吸收显色液，显色后用分光光度法测定，测定方法同大气中NOx的测定。,（三）柴油车尾气中NOx的测定,在汽车尾气排气管处用

17、取样管将废气引出（用采样泵），经冰浴（冷凝除水）、玻璃棉过滤器（除油污、烟尘），抽取到100mL注射器中，然后将抽取的气样经氧化管注入冰乙酸-对氨基苯磺酸-盐酸萘乙二胺吸收显色液，显色后用分光光度法测定，测定方法同大气中NOx的测定。,提 纲,第一节 空气污染基本知识 第二节 空气污染监测方案的制订 第三节 空气样品的采集方法和采样仪器 第四节 气态和蒸汽态污染物质的测定 第五节 颗粒物的测定 第六节 降水监测 第七节 污染源监测 第八节 标准气的配制,本节内容 （1）了解标准气体的制取方法； （2）掌握标准气体的配制方法分类； （3）掌握静态配气法和动态配气法的概念、特点和适用范围； （4）

18、掌握静态配气法的方法和原理； （5）掌握动态配气法的方法和原理。,第八节 标准气体的配制,检验监测方法 评价采样效率 绘制标准曲线 校准分析仪器 质量控制,标准气体配制的目的,标准气体是指气体状态的标准参比物质，包括高纯度的标准气体和混合标准气体。 所谓的配气主要是指配制混合标准气体。 混合标准气体就是由已知含量的一种或多种组分的气体混合到另一种不与其发生反应的背景气体中而制成。 标准气体的配制过程, 包括气体的发生, 一定体积或一定质量物质的量取及用空气稀释至一定浓度等步骤。,标准气体,由于复杂的自然因素影响，污染源的多样性以及气体保存上的困难，标准气体在自然条件下很难取得，必须人工配制。制

19、取方法因物质的性质不同而异。 对挥发性较强的液态物质，可利用其挥发作用制取； 不能用挥发法制取的，可使用化学反应法制取；但这样制取的气体常含有杂质，要用适当的方法加以净化。,标准气体的制取（气体的发生）,标准气体配制方法,1.静态配气法 （1）注射器配气法 （2）大瓶配气法 （3）配气瓶配气法 （4）高压钢瓶配气法 （5）气袋配气法 2.动态配气法 （1）连续稀释法 （2）负压喷射法 （3）渗透管法 （4）气体扩散法 （5）电解法,（1）定义 静态配气法是把一定量的气态或蒸气态的原料气加入到已知容积的容器中，再充入稀释气体混匀制得。标准气体的浓度根据加入原料气和稀释气的量及容器容积计算可知。

20、（2）特点 设备简单，操作容易，但因有些气体化学性质较活泼，长时间与容器壁接触可能发生化学反应，同时容器壁也有吸附作用，故会造成配制气体浓度不准确或其浓度随放置时间而变化，特别是配制较低浓度的标准气，常引起较大的误差。 （3）适用范围 对化学性质活泼性较差且用量不大的标准气，用该方法配制较简便。,静态配气法, 注射器配气法： 需要少量的标准气时，可用100 mL注射器多次稀释制得，所配气体的浓度可通过稀释倍数来计算。 操作步骤： 1、用注射器配气时，首先要检查注射器是否漏气。 2、用小注射器采取一定量浓气或用微量注射器抽取一定微升的液体有害物质。 3、将注射指针插入大注射器的进气口中，在大注射

21、器抽稀释气的同时，将小注射器中的气体或微量注射器中的液体注入大注射器中，并稀释至一定体积。 4、摇匀待用。如需近一步稀释，可将大注射器内气体打出一部分，再用纯净稀释气稀释，直至所需浓度。,（4）常用静态配气方法, 大瓶配气法 操作： 1.取20 L玻璃瓶或聚乙烯塑料瓶洗净烘干，用盛满纯水的水的体积来校正，得到准确的体积。 2.用抽气法将瓶内抽成负压，以底气清洗配气瓶2-3次，气瓶与气源隔绝。 3.用微量注射器（或定量管）从进样口注入需要量的液体或气体。 4.使底气(稀释气）与瓶相通，并充至大气压力，取下配气瓶，摇匀即可使用。,（4）常用静态配气方法,常压配齐配气瓶配气, 配气瓶配气法（常压配气

22、）：标准气压力与大气压相等,所配标准气浓度计算：, 配气瓶配气法（正压配气）：配制略高大气压的标准气 方法：配气时，将瓶中气体抽出，用净化空气冲洗三次，充入近于大气压力的净化空气，再用注射器注入所需提及的原料气，继续向配气瓶内充入净化空气达到一定压力（如绝对压力133kPa），放置1h后即可使用。 所配标准气浓度计算： 高压钢瓶配气法 用钢瓶做容器配制具有较高压力的标准气体。 分类：压力配气法、流量配气法、体积配气法、质量配气法。重量配气法最准确。, 气袋配气 方便易行，不受容器体积的限制，使用后袋体自行瘪缩，因而袋内气体浓度不变。 配气方法：配气时，先将袋内气体排空，根据配气量大小，可用10

23、0 mL注射器、水抽气瓶或流量计，先通入一部分纯净的稀释气用小注射器或采气管进样再缓继通入稀释气至所需体积，然后挤压塑料袋使其混合均匀。,（1）动态配气法 使已知浓度的原料气与稀释气按一定比例连续不断地进入混合器混合，从而可以不间断地配制并供给一定浓度的标准气，两股气流的流量比即稀释倍数，根据稀释倍数计算出标准气的浓度。 （2）特点 动态配气法能提供大量标准气尤其适用于配制低浓度的标准气。 但仪器设备较复杂，不适合配制高浓度的标准气。 （3）适用范围 标准气用量较大或通标准气时间较长的试验工作,动态配气法,连续稀释法 原理：以高压钢瓶为气源，将原料气以恒定小流量送入混合器，被较大量的净化空气稀

24、释，用流量计准确测量两种气体的流量，然后计算标准气的浓度。 所配标准气浓度的计算：,图 连续稀释法原理图,（4）动态配气法方法,稀释气,原料气,混合气,放空,负压喷射法 所配气体浓度的计算：,图 负压喷射法原理图,渗透管法 渗透管：由一个内装液体的容器(如玻璃安瓶、不锈钢管等)和渗透帽(由惰性塑料或聚四氟乙烯等制成)所组成。渗透帽的内层要比安瓴颈凸出部分略小，以便密封安瓶。聚四氟乙烯渗透帽的面积大小及厚度就决定了渗透率的大小。 渗透管法的基本原理：渗透管内的液体分子气化后，通过渗透膜渗透并进入到稀释气流中，根据渗透量和稀释气的流量计算混合气的组分浓度。瓶内气体分子通过塑料向外渗透，单位时间内的渗透量称为渗透率。,用渗透管配制标准气体主要是建立在测定渗透率的基础上。对一个特定的渗透管，在恒温下，其渗透率不变。所以渗透率均在恒温下测定。其方法有称