监测课件汇总.ppt

1、第一章,绪 论,环境监测,环境监测作为环境科学学科体系中的一个重要分支学科，就是通过对影响环境质量因素的代表值的测定，确定环境质量（或污染程度）及其变化趋势。,监测过程,环境监测的过程一般为：现场调查监测计划设计优化布点样品采集运送保存分析测试数据处理综合评价等。,优先污染物及优先监测,（1）对环境影响大，持续时间长或能在生物体内产 生积累； （2）已有可靠的监测方法，并能获得准确的数据； （3）已有确定的环境标准或有其他规定和要求； （4）在环境中的量己接近或超过规定的标准值，其 污染趋势还在上升； （5）样品有广泛的代表性，能反映环境综合质量。,1.5 环境标准,环 境 标 准 体 系,环

2、境保护标准之间的关系,国家环境保护标准与地方环境保护标准的关系：执行上，地方环境保护标准优先于国家环境保护标准执行。 有行业性排放标准的执行行业排放标准，没有行业排放标准的执行综合排放标准。 环境质量标准提供了衡量环境质量状况的尺度，污染物排放标准为判别污染源是否违法提供了依据，同时，方法标准、标准样品标准和基础标准统一了环境质量标准和污染物排放标准实施的技术要求，为环境质量标准和污染物排放标准正确实施提供了技术保障。,关于国家环境保护标准（GB、GB/T）和环境保护行业标准（HJ、HJ/T），分别纳入到相应的介质分类体系中，不再作专门分类。（注：T代表推荐性标准，其余为强制性标准）,第二章,

3、水质监测,水体自净和水体环境容量,污染物进入水体后首先被稀释，随后经过复杂的物理、 化学和生物转化，使污染物浓度降低、性质发生变化， 水体自然地恢复原样的过程称为自净。,自净能力决定着水体的环境容量（洁净水体所能承载 的最大污染物量）。,生活污水（淀粉、蛋白质、脂肪等） 氨基酸、脂肪酸、甘油、低分子糖 CO2、H2O、无机盐,好氧菌,水解酶,受人力、物力和财力的限制，目前我国对水质监测和污水排放标准推行必测项目和选测项目的“双轨制”，而选测项目中大多数为有机物测试指标，相信随着测试方法的进一步完善，大型测试仪器普及率的进一步提高，这些相当数量的选测项目将逐步列入必测项目的行列。,瞬时水样 混合

4、水样 综合水样 单独水样,水样采集类型,等时混合水样,等比例混合水样,2.3 水样的预处理,（1）水样消解的目的 破坏有机物 溶解悬浮固体 将待测元素转化为单一高价态或转变成易于分离的无机物 （2）水样消解后的要求 透明、澄清、无沉淀 不引入待测组分和干扰组分 不损失待测组分,水样的消解,二、富集与分离 （1）顶空、气提、蒸馏 （2）萃取法 （3）吸附法 （4）离子交换法 （5）共沉淀法,溶剂萃取法,固相萃取法,2.4,水样物理指标的测定,色度,水的颜色可分为真色和表色两种。 水的表观颜色是由溶解物质及不溶解性悬浮物产生的颜色，用未经过滤或离心分离的原始样品测定。 水的真实颜色仅由溶解物质产生

5、的颜色。用经0.45m滤膜过滤或离心后的样品测定。,铂钴标准比色法,适用于清洁水、轻度污染并略带黄色调的地面水、地下水和饮用水等。 用氯铂酸钾和氯化钴配成与天然水黄色色调相同的标准比色列,用于水样目视比色测定。 规定每升水含有1mg铂和0.5mg钴所具有的颜色作为一个色度单位,称为1度。,铂钴标准溶液：称取1.246g氯铂酸钾和1.000g氯化钴，溶于100mL纯水中，加入100mL盐酸，用纯水定容至1000mL。此标准溶液的色度为500度。 取50mL透明水样于比色管中。如水样浑浊应先进行离心，取上清液测定。如水样色度过高，可少取水样，加纯水稀释后比色，将结果乘以稀释倍数。 另取比色管11支

6、，分别加入铂钴标准溶液0、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50、3.00、3.50、4.00、4.50和5.00mL，加纯水至刻度，摇匀。配成依次为0、5、10、15、20、 25、30、35、40、45和50度的色列。 此标准色列可长期使用，但应防止此溶液蒸发及被玷污。 在光线充足处,将水样与标准色列并列，以白纸为衬底,使光线从底部向上透过比色管，自管口向下垂直观察比色。记录与其颜色相当标准管的度数。,稀释倍数法,将样品用纯水稀释至用目视比较与纯水相比刚好看不见颜色时的稀释倍数作为表达颜色的强度，单位为倍。 同时用目视观察样品，检验颜色性质：颜色的深浅(无色，浅色或深色)，色调(

7、红、橙、黄、绿、蓝和紫等)，如果可能包括样品的透明度(透明、混浊或不透明)。用文字予以描述。 结果以稀释倍数值和文字描述相结合表达。,残渣,残渣分为总残渣、可滤残渣和不可滤残渣三种。它们是表征水中溶解性物质、不溶性物质含量的指标。 总残渣代表在一定的温度下将溶液蒸发、烘干后剩余的残留物质，包括不可滤残渣和可滤残渣。如果用滤纸过滤溶液，通过滤纸的物质烘干后为可滤性残渣，留在滤纸上的为不可滤残渣。,对于实际水样，过滤性残渣和非过滤性残渣是一个相对的值，与所用滤纸的孔径有关，因此报告结果中必须指明所用滤纸孔径。 残渣的数量与蒸发温度有密切关系，因为烘干时可因有机物的挥发、机械性吸着、水或结晶水的变化

8、及气体挥发等造成损失，此外还与蒸发时间有关。因此测定残渣时要慎重选择烘干温度和时间。,总残渣测定方法是取适量(如50mL)振荡均匀的水样于称至恒重的蒸发皿中，在蒸汽浴或水浴上蒸干，移入103105烘箱内烘至恒重，增加的重量即为总残渣。计算式如下： （AB）10001000 总残渣 (mg/L) = V 式中：A总残渣和蒸发皿重（g） B蒸发皿重（g）； V水样体积（mL）。,水样经过滤后留在过滤器上的固体物质，于103l05烘至恒重得到的物质量称为总不可滤残渣量。 它包括不溶于水的泥砂、各种污染物、微生物及难溶无机物等。常用的滤器有滤纸、滤膜、石棉坩埚。由于它们的滤孔大小不一致，故报告结果时应

9、注明。石棉坩埚常用于过滤酸或碱浓度高的水样。 悬浮物使水体浑浊，透明度降低，影响水生生物呼吸和代谢；工业废水和生活污水含大量无机、有机悬浮物，易堵塞管道、污染环境，为必测指标。,不可滤残渣（悬浮物，SS）,水质 悬浮物的测定 重量法（GB 11901-89）中规定：水中的悬浮物是指水样通过孔径为0.45m滤膜后，截留在滤膜上并于103105烘干至恒重的固体物质。,金属化合物的测定,铬的测定（83-85页） 铬是生物体所必须的微量元素之一。铬化合物的常见价态有三价和六价。 铬的毒性与其存在价态有关，六价铬具有强毒性，为致癌物质，并易被人体吸收而在体内蓄积。通常认为六价铬的毒性比三价铬大100倍。

10、 但是，对鱼类来说，三价铬化合物的毒性比六价铬大。当水中六价铬浓度达1mg/L时，水呈黄色并有涩味；三价铬浓度达1mg/L时，水的浊度明显增加。陆地天然水中一般不含铬；海水中铬的平均浓度为0.05g/L；饮用水中更低。,水中铬的测定方法主要有二苯碳酰二肼分光光度法、原子吸收分光光度法、硫酸亚铁铵滴定法等。以二苯碳酰二肼分光光度法为例进行介绍。 1、原理 在酸性介质中，六价铬与二苯碳酰二肼（DPC）反应，生成紫红色络合物，于540nm波长处进行比色测定。,反应如下：,2、总铬测定 首先，将水样中的三价铬用高锰酸钾氧化成六价铬，然后将过量的高锰酸钾还原分解，过滤后得到的清液用二苯碳酰二肼显色 ，测

11、吸光度，于540nm处进行分光光度测定，作标准曲线，求出总铬含量。 Cr3+ Cr6+的氧化过程有两种方式：即酸性氧化和碱性氧化,酸性条件下氧化 在酸性溶液中，首先，将水样中的三价铬用高锰酸钾氧化成六价铬，过量的高锰酸钾用亚硝酸钠分解，过量的亚硝酸钠用尿素分解；,碱性条件下氧化 在碱性溶液中，首先，将水样中的三价铬用高锰酸钾氧化成六价铬，过量的高锰酸钾用乙醇分解，接着加MgO使沉淀絮凝，冷却后，加硫酸调节溶液至中性，过滤。,数据处理 作吸光度（A） 浓度（C）标准曲线，求得水样中总铬的浓度。,重金属的原子吸收分光光度法测定 1、清洁的水样可以不经预处理直接测定，污染后的地面水和废水要用HNO3

12、 或 HNO3-HClO4消解。定容后，将试样直接吸入并喷雾于火焰中进行原子化，测量各元素对其特征谱线的吸收，最后用标准曲线法或标准加入法进行定量分析。,原子吸收分析过程示意图,原子吸收定量分析方法主要有标准曲线法和标准加入法两种。,标准曲线法 首先配制含待测元素的标准溶液系列，用原子吸收分光光度计分别测其吸光度。以对应的标准溶液浓度为横坐标，以扣除空白值之后的吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。然后在同样条件下测定待测试样的吸光度，并在标准曲线上查得相应浓度，即为待测元素的浓度。使用该方法时应注意：配制的标准溶液浓度应在吸光度与浓度成线性的范围内；整个分析过程中操作条件应保持不变。,如果试样的基体

13、组成复杂且对测定有明显干扰时，则在标准曲线成线性关系的浓度范围内，可使用标准加入法测定。 该方法的要点：取四份相同体积的试样溶液，从第二份起按比例加入不同量的待测元素的标准溶液，均稀释至相同体积。设试样中待测元素的浓度为cx，加入标准溶液后的浓度分别为cx 、cxc0、cx2c0、cx4c0，分别测得吸光度为Ax、A1、A2、A3。以吸光度A对加入的标准浓度c作图，得到一条不通过原点的直线，外延此直线与横坐标交于一点，横坐标上的截距即为试样溶液中待测元素的浓度cx .,标准加入法,标准加入法,测汞仪测汞 该方法适用于各种水体中汞的测定，其最低检测浓度可达 0.05g / L汞（因仪器灵敏度和采

14、气体积不同而异）。 由于汞在常温下就可以蒸发为原子状态，所以测汞用的是冷原子吸收分光光度计 ，即测汞仪。,在硫酸-硝酸介质中，加入高锰酸钾和过硫酸钾溶液消解水样，也可以用溴酸钾-溴化钾混合试剂在酸性介质中于20以上室温消解水样。过剩的氧化剂在临测定前用盐酸羟胺溶液还原。 水样经消解后，将各种形态汞转变成二价汞，再用氯化亚锡将二价汞还原为元素汞，用载气将产生的汞蒸气带入测汞仪的吸收池测定吸光度，与汞标准溶液吸光度进行比较定量。,SnCl2 N2或空气（载气） Hg2+ 原子汞 低压汞灯发射 测汞仪 测吸光度。 253.7nm波长共振线,冷原子吸收测汞仪工作流程图（气路连接）,1.汞还原瓶；2.硅

15、胶吸收管；3.三通阀；4.吸收池；5.流量计；6.汞吸收瓶；7.缓冲瓶；8.抽气泵；9.低压汞灯；10.光电倍增管；11.放大器；12.指示表；13.记录仪；14.汞吸收瓶；15.水蒸气吸收瓶,比色和分光光度法,基本原理,比色分析和分光光度法是测量微量物质的最常用的方法之一，属光学分析法。它是基于物质对光的选择性吸收而建立起来的分析方法。,各种波长的电磁波(电磁辐射)按波长顺序排列，称为电磁波谱。它是物质内部运动变化的客观反应。 任一波长的光量子的能量与原子、分子或原子核由一种状态过渡到另一种状态的能量差E 相对应，即,任何物质，当它的原子、分子或原子核等由一种状态变为另一种状态时，产生的能量

16、差E总是会对应于某种波长的光量子，产生特征谱线。,物质选择吸收不同波长光的本质，简单地说是因为物质的分子、原子或离子都具有一定的运动状态，每个状态属于一定的能级，当从某一能级跃迁到另一能级时，就要吸收或发射电磁辐射。 当照射光光量子的能量与被照射的物质粒子最低能态(基态)和较高能态(激发态)的能量差E相等时，被照射粒子就吸收能量跃迁到高能态，产生吸收谱线，这就是物质对光的吸收作用。 由于不同物质微粒结构不同，具有不同的量子化能级，其能量差E也不相同，所以物质对光的吸收具有选择性。,光的吸收定律朗白-比耳定律,当一束平行的单色光通过均匀溶液时，溶液的吸光度与溶液浓度和液层厚度的乘积成正比。 光的

17、吸收定律不仅适用于可见光，也适用于紫外光和红外光，是吸光光度法定量分析的依据。 A= Kcl,综上所述，比色及分光光度法基本原理概括为两点： 一是基于物质对光的选择吸收； 二是吸收程度的大小符合朗白比耳定律。 前者为选择波长的依据，后者为定量测定的基础。,先测出该物质的吸收曲线，求得合适的入射光波长； 最常用的是工作曲线法，也称标准曲线法。其根据是朗白比耳定律，即有色溶液的吸光度A与有色物质的浓度c 成正比，即 AKc； 用已知标准物质作标准系列，其浓度由小到大依次为c1、c2，。在波长下，测得相应的吸光度A1、 A2 ； 以浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，做出工作曲线； 最后将待测溶液在波长下

18、测出吸光度Ax ，在工作曲线上查出浓度cx。,定量方法,原子吸收分光光度分析法,1.原子的能级与跃迁 基态第一激发态：吸收一定频率的辐射能量。产生共振吸收线（简称共振线） 吸收光谱 激发态基态：发射出一定频率的辐射。 产生共振发射线（也简称共振线） 发射光谱,原子吸收光谱的产生,元素的特征谱线,各种元素的原子结构和外层电子排布不同 基态第一激发态：跃迁吸收能量不同具有特征性。 各种元素的基态第一激发态：最易发生，吸收最强，最灵敏线。特征谱线。 利用原子蒸气对特征谱线的吸收可以进行定量分析。,原子吸收光谱是利用待测元素的原子蒸气中基态原子与共振线吸收之间的关系来测定的。 需要考虑原子化过程中，原

19、子蒸气中基态原子与待测元素原子总数之间的定量关系。,非金属无机物的测定,氟化物的测定 氟是人体必需的微量元素，适量的氟有预防龋齿作用，但摄入过多的氟对机体有害，轻则造成斑釉牙，重则形成氟骨症，在低氟地区可采用在饮用水加氟和牙表面涂抹氟化物来防止龋齿。我国化妆品将氟化物列为限用物质，在牙膏中的最大允许浓度为0.15% 。,1、原理 将氟离子选择电极和外参比电极（如甘汞电极）浸入欲测含氟溶液，构成原电池。该原电池的电动势与氟离子活度的对数呈线性关系，故通过测量电极与已知F 浓度溶液组成的原电池电动势和电极与待测F浓度溶液组成原电池的电动势，即可计算出待测水样中F 浓度。,氟离子选择性电极法,2、氟

20、离子选择性电极 离子选择性电极是能正确测定溶液中特定离子活度的电极。它主要由膜、内参比液和内参比电极三部分组成。 氟离子选择电极是一种以氟化镧（LaF3）单晶片为敏感膜的传感器。由于单晶结构对能进入晶格交换的离子有严格地限制，故有良好的选择性。,氟化镧单晶对氟离子有选择性，被电极膜分开的两种不同浓度氟溶液之间存在电位差，这种电位差常称为膜电位。膜电位的大小与氟溶液的离子活度有关。,测量时，它与参比电极组成下列原电池： 电池的电动势（E）随溶液中氟离子的浓度的变化而改变，即 式中，K与内外参比电极，内参比溶液中F-活度有关，当实验条件一定时为常数。,氨氮的测定（NH3N） 氨氮以游离氨（或称非离

21、子氨，NH3）和离子氨（NH4+）形式存在于水中，两者的组成比决定于水的pH值。 对地面水，常要求测定非离子氨。非离子氨是引起水生生物毒害的主要因子，而氨离子相对基本无毒。,絮凝沉淀法 加适量的硫酸锌于水样中，并加氢氧化钠使呈碱性，放置使沉淀，生成氢氧化锌沉淀，再经用无氨水充分洗涤过的中速滤纸过滤，除去颜色和浑浊等。 蒸馏法 调节水样的pH使在6.07.4的范围，加入适量氧化镁使呈微碱性，（也可加入pH9.5的Na4B4O7-NaOH缓冲溶液使呈弱碱性进行蒸馏；pH过高能促使有机氮的水解，导致结果偏高。）蒸馏释出的氨，被吸收于硫酸或硼酸溶液中。采用纳氏比色法或滴定法时，以硼酸溶液为吸收溶液；采

22、用水杨酸-次氯酸比色法时，则以硫酸溶液为吸收液。,预处理,碘化汞和碘化钾的碱性溶液(纳氏试剂)与氨反应生成黄棕色胶态化合物，此颜色在较宽的波长范围内具强烈吸收。通常测量用波长在410-425nm范围。 2K2Hgl4 3KOH NH3 NH2Hg2IO 7KI 2H2O (黄棕色),纳氏试剂比色法,有机化合物的测定,综合指标：,类别指标：挥发酚、石油等,特定指标：苯系物、挥发性卤代烃、氯苯类、挥发性有机物,COD、BOD、TOC、TOD等,需氧有机物污染 在我们的生活环境中，特别是人口稠密的大都市里，经常会看到泛着恶臭的、混浊不堪的“臭水河”。这便是耗氧有机物污染的结果。 水体中的耗氧有机污染

23、物主要来自城市生活污水和化肥、化工、造纸、食品加工等工业废水排放。 常见的需氧有机污染物有碳水化合物、脂肪及蛋白质废弃物、纤维素等。,地表水的溶解氧含量，一般不低于4mg/L。水体中所含的碳氢化合物、脂肪、蛋白质等有机化合物在水中微生物等作用下，最终分解为二氧化碳、水等简单的无机物，同时消耗大量的氧；（而水体中的亚硫酸盐、硫化物、亚铁盐和氨类等还原性物质，在发生化学氧化时，也要消耗水中的溶解氧。这些物质统称为需氧污染) 。,水中溶解氧的下降，势必影响鱼类及其他水生生物的正常生活，一般来说，大多数鱼类要求生活在溶解氧在4mg/L以上的水中(如河鳟为312 mg/L ，鲤鱼为68 mg/L ，青、

24、草、鲢、鳙鱼为 5 mg/L克/升以上)。 当溶解氧 1 mg/L时，大部分鱼类会窒息死亡。溶解氧消失时，水中嫌气细菌（厌氧微生物）活跃起来，经发酵作用将有机物分解，生成大量硫化氢、氨等带恶臭的气体，水体便发臭了。造成水环境严重恶化。需氧有机物污染是水体污染中最常见的一种污染。,有机毒物污染 各种有机农药，有机染料及多环芳烃、芳香胺等，往往对人及生物体具有毒性，有的能引起急性中毒，有的则导致慢性病，有的已被证明是致癌、致畸、致突变物质。 有机毒物主要来自焦化、染料、农药、塑料合成等工业废水，农田径流中也有残留的农药。 这些有机物大多具有较大的分子和较复杂的结构，不易被微生物所降解，因此在生物处

25、理和自然环境中均不易去除。,一、化学需氧量(COD)测定 恒电流库仑滴定法是一种建立在电解基础上的分析方法。其原理为在试液中加入适当物质，以一定强度的恒定电流进行电解，使之在工作电极（阳极或阴极）上电解产生一种试剂（称滴定剂），该试剂与被测物质进行定量反应，反应终点可通过电化学等方法指示。依据电解消耗的电量和法拉第电解定律可计算被测物质的含量。,二、生化需氧量（BOD） 生化需氧量是指在有溶解氧的条件下，好氧微生物在分解水中有机物的生物化学氧化过程中所消耗的溶解氧量（以mg/L为单位）。生化需氧量愈高，表示水中需氧有机污染物质愈多。 BOD是反映水体被有机物污染程度的综合指标，也是研究废水的可

26、生化降解性和生化处理效果，以及生化处理废水工艺设计和动力学研究中的重要参数。,微生物分解有机物是一个缓慢的过程，并与环境温度有关，要把可分解的有机物全部分解掉常需要20天以上的时间。 目前国内外普遍采用在20温度下培养5天作为测定生化需氧量的标准时间，简称五日生化需氧量，以BOD5表示。,水体发生生物化学过程必须具备的条件： 好氧微生物 足够的溶解氧 能被微生物利用的营养物质,生化需氧量(BOD) 测定方法 五天培养法 微生物电极法 其他方法,直接测定,稀释后测定,BOD5未超过7mg/L,对于污染的地面水和大多数工业废水， 因含较多的有机物，需要稀释后再培 养测定,稀释目的 降低水样中有机物

27、浓度; 保证在培养过程中有充足的溶解氧。 稀释程度 应使培养过程中所消耗的溶解氧大于2mg/L， 而剩余溶解氧在1 mg/L以上。,稀释水,加入 营养物质等,蒸馏水,曝气28h,20下 放置数小时,接种稀释水,生活污水上层清液l10mL,或表层土壤浸出液2030mL,或河水、湖水10100mL,(每升 稀释水 中加入),由高锰酸盐指数估算稀释倍数乘以的系数,水样稀释倍数,地面水稀释倍数,工业废水的稀释倍数 由CODCr值分别乘以系数 0.075、0.15、0.25获得 通常同时作三个稀释比的水样。,测定结果计算 对不经稀释直接培养的水样： BOD5（mg/L）c1c2 式中:c1水样在培养前溶

28、解氧的浓度(mg/L)； c2水样经5天培养后，剩余溶解氧浓度 (mg/L)。,对稀释后培养的水样：,B1稀释水(或接种稀释水)在培养前的溶解氧的浓度(mg/L)； B2稀释水(或接种稀释水)在培养后的溶解氧的浓度(mg/L)； f1稀释水(或接种稀释水)在培养液中所占比例 f2水样在培养液中所占比例。,3 大气污染监测,大气污染物及其存在状态 大气污染物的种类繁多，而排放量大、污染范围广、危害严重的有几十种。 依照形成过程可将其分为一次污染物与二次污染物； 依照污染物的存在形态，可将其分为分子态污染物与颗粒污染物；,采样点的布设,布点方法,功能区布点法,网格布点法,同心圆布点法,扇形布点法,

29、三、采样方法,直接采样法,富集（浓缩）采样法,注射器采样,塑料袋采样,采气瓶采样,真空瓶采样,溶液吸收法,固体阻留法,低温冷凝法,无动力采样法,滤料阻留法,静电沉降法,溶液吸收法的吸收效率主要决定于吸收速度和样气与吸收液的接触面积。欲提高吸收速度,必须根据被吸收污染物的性质选择效能好的吸收液。 按照它们的吸收原理可分为两种类型： 一种是气体分子溶解于溶液中的物理作用 另一种吸收原理是基于发生化学反应,固体阻留法,填充柱阻留法,滤料阻留法,吸附型,分配型,反应型,颗粒物采样夹和滤料采样装置示意图,采样装置,大气采样器,收集器,流量计,采样动力,污染源监测采样,固定污染源监测,固定污染源系指烟道、

30、烟囱及排气筒等。它们排放的废气中既包含固态的烟尘和粉尘，也包含气态和气溶胶态的多种有害物质。,进行监测时，要求生产设备处于正常运转状态下，对因生产过程而引起排放情况变化的污染源，应根据其变化特点和周期进行系统监测。 监测内容包括废气排放量、污染物质排放浓度及排放速率(kg/h)等。 在计算废气排放量和污染物质排放浓度时，都使用标准状态下的干气体体积。,烟尘颗粒物的等速采样,原理 在选定的采样点上，通过采样管从烟道中按等速采样原则抽取一定量的含尘烟气，经捕集装置将尘粒收集，根据捕集的烟尘量和抽取的烟气量，计算得出烟气中的烟尘浓度。,等 速 采 样,为了从烟道中取得有代表性的烟尘样品，需等速采样，

31、即烟气进入采样嘴的速度应与采样点的烟气速度相等。 采样速度大于或小于采样点的烟气速度都将使采样结果产生偏差。当采样速度大于采样点烟气速度时，所采样品浓度低于采样点的实际浓度。当采样速度小于采样点烟气速度时情况恰好相反，样品浓度高于实际浓度。 只有采样速度等于采样点的烟气速度时，样品浓度才与实际浓度相等。,烟道气采样装置,烟尘采样装置由采样、冷凝、干燥、流量测量及采样动力等部件构成，还附有温度、压力、湿度等状态参数的仪表。使用这些状态参数来计算烟气的体积流量，从而得到烟尘浓度。 烟尘采样管必须能耐高温和耐腐蚀，常见的有玻璃纤维滤筒采样管和刚玉滤筒采样管，前者适用于500以下的烟气，后者适用于10

32、00以下的烟气。,大气降水采样,大气降水监测的目的是为了获得大气降水中污染物的主要组成、性质及有关组分的含量，为治理大气污染和提出控制污染途径、方法提供基础资料和依据。 特别是酸雨对土壤、森林和湖泊等生态系统的危害及对材料的腐蚀作用，已引起人们的极大关注，为此，各国都加强了对大气降水的监测工作。,1.采样点的布设,（1）采样地点的选择 采样点设置位置应考虑区域的环境特点，如地形、气象条件、工农业分布等。 采样点应尽可能避开排放酸、碱物质和粉尘的局地污染源、主要街道交通污染源，四周应无遮挡雨、雪的高大树木或建筑物。 （2）采样点数目 降水采样点的设置数目应视区域具体情况确定。我国技术规范中规定，

33、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。采样点位置要兼顾城市、农村或清洁对照区。,2.样品采样,（1）从每次降雨(雪)开始，要采集全过程(开始到结束)雨(雪)样。如遇连续几天降雨(雪)，每天上午8:00开始，连续采集24 h为一次样。 （2）采样器应高于基础面1.2m以上。 （3）样品采集后，应贴上标签，编好号，记录采样地点、日期、采样起止时间、雨量等。,大气中污染物浓度表示方法与气体体积换算,Qn t = Vo Vo 换算为标准状态下的采样体积（m3） 为何换算？ 因为气体的体积受温度和大气压力的影响，为了使计算出的浓度具有可比性，须将现场状态下的体积换算成标准状态下的体

34、积。,根据气体状态方程，换算如下：,V0 标准状态下的采样体积（L或m3) 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),气态和蒸气态物质的测定,二氧化硫的测定,二氧化硫是一种常见的、重要的大气污染物，是一种无色的刺激性气体。 二氧化硫主要来源于含硫燃料(如煤和石油)的燃烧；含硫矿石(特别是含硫较多的有色金属矿石)的冶炼；化工、炼油和硫酸厂等的生产过程。,用氯化钾和氯化汞配制成四氯汞钾吸收液，气样中的二氧化硫用该溶液吸收，生成稳定的二氯亚硫酸盐络合物，该络合物再与甲醛和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

35、测定。,原 理,先用亚硫酸钠（Na2SO3）标准溶液配制标准色列，在最大吸收波长575nm处以蒸馏水为参比测定吸光度，用经试剂空白修正后的吸光度对SO2含量绘制标准曲线，然后以同样方法测定显色后的样品溶液，经试剂空白修正后， 计算样气中SO2含量：,氮氧化物（NOx）的测定,氮氧化物是一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、三氧化二氮(N2O3)和五氧化二氮(N2O5)等氮的氧化物的总称。其中，五氧化二氮是固体。 在环境空气中，除二氧化氮比较稳定，一氧化氮稍稳定外，其他氮氧化物都不稳定，而且浓度很低，故仅NO2和NO有实际意义。,二氧化氮,基本原理 空气中的NO2与吸收液中的对氨基苯磺酸发生重氮

36、化反应，再与盐酸萘乙二胺作用，生成玫瑰红色的偶氮染料，于波长540nm处用分光光度计测定其吸光度。,吸收液的配制: 称取对氨基苯磺酸于烧杯中，分数次加入冰醋酸与水的混合液，搅拌使其溶解，迅速移入棕色容量瓶内，加入盐酸萘乙二胺，振荡使其溶解后，加水至1000毫升，置于冰箱中冷藏。使用时，按4份上述溶液加1份水的比例进行稀释，作为采样吸收液。,用亚硝酸盐标准溶液绘制标准曲线 用二氧化氮标准气体绘制工作曲线,氮氧化物-酸性高锰酸钾溶液氧化法,氮氧化物-酸性高锰酸钾溶液氧化法,基本原理：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

37、收瓶时，二氧化氮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。空气中的一氧化氮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二氧化氮，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540nm处测定两支吸收瓶中吸收液的吸光度。,一氧化碳的测定,CO 是一种无色、无味、无臭、无刺激性的有毒气体，几乎不溶于水，在空气中不容易与其它物质产生化学反应，故可在大气中停留很长时间。如局部污染严重，可对健康产生一定危害。一氧化碳属于内窒息性毒物。空气中一氧化碳浓度到达一定高度，就会引起种种中毒症状，甚至死亡。,CO的测定方法有

38、非色散红外吸收法、气相色谱法、定电位电解法、间接冷原子吸收法、检气管法等。,大气中的CO、CO2和甲烷经TDX-01碳分子筛柱分离后，于氢气流中在镍催化剂（36010）作用下，CO、CO2皆能转化为CH4，然后用氢火焰离子化检测器分别测定上述三种物质，其出峰顺序为：CO、CH4、CO2。,Ni CO + 3H2 CH4 + H2O 340 ,颗粒物的测定,可吸入颗粒物的测定,空气中粒径小于10m的颗粒物称为可吸入颗粒物。测定可吸入颗粒物的方法有重量法(GB/T 17095-1997)、压电晶体震荡法、射线吸收法及光散射法。其中，重量法应用比较广泛。,基本原理,使一定体积的空气进入切割器，将粒径

39、10m以上的微粒分离，小于这一粒径的微粒随着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，计算出PM10浓度，以mg/m3表示(m3指标准状况下，以下同)。,式中：C可吸入颗粒物浓度，mg/m3； G2采样后滤膜的质量，g； G1采样前滤膜的质量，g； Vr换算成标准状况下的采样体积，m3；,结果计算,简称降尘，指大气中自然降落于地面上的颗粒物，粒径大多数在10 m以上。,自然降尘的测定,采样：分为干法和湿法两种：,标准集尘器,干法,湿法,集尘缸,连续采样30天,较为常用,加适量水，使缸内经常保持湿润，同时防止落入的尘土被风吹走。 夏季需加少量CuSO4溶液，

40、用以抑制藻类及微生物的生长。 冰冻季节需加入适量乙醇或乙二醇，以免结冰。,湿法集尘,剔除集尘缸里面的树叶、小虫等异物，其余部分定量转移到1000mL烧杯中，加热蒸发浓缩至1020mL后，再转移到已恒重的瓷坩埚中，在电热板上蒸干后，于1055烘箱内烘至恒重。,式中：m降尘总量，t /（km2 30d）； W1降尘、瓷坩埚和乙二醇水溶液蒸发至干 并在(1055)下恒重，g； W0在(1055)烘干的瓷坩埚质量，g； Wc与采样操作等量的乙二醇水溶液蒸发至 干并在(1055)下恒重，g； s集尘缸缸口面积，cm2； n采样天数，准确到0.1d。,总悬浮颗粒物（TSP）是指漂浮于空气中的粒径小于100

41、m的微小固体颗粒和液粒。,总悬浮颗粒物的测定,总悬浮颗粒物的测定方法,通过具有一定切割特性的采样器，以恒速抽取定量体积的空气、空气中粒径小于100m的悬浮颗粒物，被截留在已恒重的滤膜上。 根据采样前、后滤膜重量之差及采样体积，计算总悬浮颗粒物的浓度。 滤膜经处理后，可进行化学组分分析。,计算,式中：W1采样后滤膜的质量，g； W0采样前滤膜的质量，g； t 累计采样时间，min； Qn采样器平均抽气流量，m3/min； K常数，大流量采样器K1106； 中流量采样器K1109。,TSP（g/m3）,大气降水监测,测定项目,我国环境监测技术规范中对大气降水例行监测要求测定项目如下： I级测点为：

42、pH、电导率、K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH4+、SO42、NO2、NO3、F、Cl。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十二个项目。 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。,大气降水电导率的测定方法 -GB 13580.3-92 大气降水pH值的测定 电极法 -GB 13580.4-92 大气降水中氟、氯、亚硝酸盐、硝酸盐、硫酸盐的测定 离子色谱法 - GB 13580.5-92 大气降水中硫酸盐测定 -GB 13580.6-92（硫酸钡浊度法和铬酸钡-二苯 碳酰二肼光度法 ） 大气降水中亚硝酸盐测定 N-（1-萘基）-乙二胺光度法 -GB 13

43、580.7-92 大气降水中硝酸盐测定-GB 13580.8-92（紫外光度法和镉柱还原） 大气降水中氯化物的测定 硫氰酸汞高铁光度法 -GB 13580.9-92 大气降水中氟化物的测定 新氟试剂光度法 -GB 13580.10-92 大气降水中氨盐的测定 -GB 13580.11-92（分光光度法） 大气降水中钠、钾的测定 原子吸收分光光度法 -GB 13580.12-92 大气降水中钙镁的测定 原子吸收分光光度法 -GB 13580.13-92,污染源监测,污染源监测内容,1污染源的废气排放量，m3/h； 2污染源的有害物质排放量，kg/h； 3污染源排放的废气中有害物质的浓度，mg/m

44、3。 监测时需要注意的是,对有害物质排放浓度和废气排放量进行计算时，气样体积要采用现行监测方法中推荐的标准状态（温度为0，大气压力为101.325kPa）下的干燥气体的体积。,1 基本状态参数的测定,烟气的基本状态参数:,通过这几个基本状态参数，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 = 测点烟道断面积 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。,体积,温度,压力,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

45、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,压力的测量,所以，只要测出三项中的任意两项，即可求出第三项。,烟气压力测量装置包括：,皮托管,压力计,1.皮托管,常用的有二种，即标准皮托管和S型皮托管，它们都可以同时测出全压和静压。其中，标准皮托管具有较高的精度，但由于测孔小，易被烟尘堵塞，因此只适用于含尘量少的烟气；而S型皮托管因开口较大，适用于测烟尘含量较高的烟气。,2.压力计,常用的压力计有U形压力计和斜管式微压计。,3.测定方法,先把仪器调整到水平状态，检查液柱内是否有气泡，并将液

46、面调至零点，然后，将皮托管与压力计连接，把测压管的测压口伸进烟道内测点上，并对准气流方向，从U形压力计上读出液面差，或从微压计上读出斜管液柱长度，按相应公式计算测得压力。,2 烟尘浓度的测定,基本原理,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。,注意事项,烟道内粉尘浓度的分布是不均匀的，为了测出具有代表性的含尘浓度，监测时必须注意： 多点采样求平均值确定烟尘浓度； 采样必须采用等速采样法。,第四章 环境噪声的监测,4.1.1 噪声定义,噪声是声波的一种，具有声波的一切

47、特性。物理学上把噪声定义为振幅和频率杂乱、断续或统计上无规则的声振动。 从广义来讲，凡是人们不需要的、使人厌烦的、干扰人们正常休息、学习和工作、对人类生活和生产有妨碍的声音统称为噪声。如机器的轰鸣声、各种交通工具的马达声、鸣笛声、人的嘈杂声及各种突发的响声等。,4.1.2 噪声的特点,噪声污染属于感觉性公害 它与人们的生活状态、主观感受有关； 噪声污染是能量流污染，其影响范围有限，声波的传播过程是声能量传播的过程，声能量随距离逐步衰减，所以其影响范围有限； 噪声源广泛而分散，噪声污染不能像污水、固体废物那样集中处理； 噪声源一旦停止发声，噪声即会消失，噪声污染不再持续，但噪声已产生的危害不一定

48、消除，如突发性噪声造成的突发性耳聋。,4.2 声音的量度及相关计算,4.2.1 描述声音的基本物理量,声波的产生 声音是由物体振动而产生的，一个物体来回运动或振动时，会扰动邻近的空气，使空气随之来回运动，这种运动从一个质点到另一个质点，交替形成疏密不同的层，这样空气中就激起声波，在一定距离内，当这种声波到达人们的耳朵时，就产生了声音的感觉。,4.2.4 声压级的“加”“减”计算及平均声压级,1、声压级的“相加”,公式法：能量叠加 查表（或曲线）法,噪声的叠加公式法 当n个声源声波叠加时，不能简单的把各自的声压级直接相加得总的声压级，而应该利用叠加公式进行计算，即： 式中：LPT 叠加后的总声压

49、级，dB； LPi 第i个声源的声压级，dB。 n 声源的个数。,当只有两个声源叠加时，总声压级为：,噪声的叠加查表法,分贝和增值表,图 两噪声源的叠加曲线,4.3 噪声的表征,声压级、声强级、声功率级能够表示出人耳对声能量的反应，是评价噪声强度的常用量，但人耳对声音的感觉，不仅与声能量有关，还与声音的频率、持续时间等因素有关。 在不同声波频段，人耳的感受力并不一致。强度相同，但频率不同，人耳感觉到声音的高低就不同。 为了科学考虑这些因素，提出了在噪声评价时常用的几个重要的考虑了人耳对声音主观感觉的评价量来表征噪声。,4.3.1 响度和响度级,1、响度 又称音量。人耳对声音的感觉，不仅和声压有关，还和频率有关。声压级相同，频率不同的声音，听起来响亮程度也不同。如空压机与电锯，同是 100分贝声压级的噪声，听起来电锯声要响得多。,我们把人耳对声音的主观感觉，即声音“响”的程度，称为响度。 响度是人耳判别声音由轻到响的强度等级的概念，用N表示。它是