环境空气和废气监测培训课件

主要内容n一一空气污染基本知识空气污染基本知识n二二空气污染监测方案的制定空气污染监测方案的制定n三三空气样品的采样方法及采样仪器空气样品的采样方法及采样仪器n四四气态及蒸气态污染物的测定气态及蒸气态污染物的测定n五五颗粒物的测定颗粒物的测定n六六污染源监测污染源监测主要内容一空气污染基本知识1第一讲空气污染基本知识n一、大气、空气、环境空气及空气污染n二、空气污染物n三、空气污染源n四、空气污染的危害n五、环境标准第一讲空气污染基本知识一、大气、空气、环境空气及空气污染2一、基本概念n大气：包围在地球周围的混合气体，其厚度约为1000-1400km。n空气：对人类及生物生存起重要作用的是近地面约12km范围内的气体层，又称对流层，占大气总质量的95%左右。约12km.n环境空气：指人群、植物、动物和建筑物所暴露的室外空气。n空气污染(atmospherepollution)：略一、基本概念大气：包围在地球周围的混合气体，其厚度约为103二、空气污染物由于人类活动或自然过程产生的并对人和环境产生不利影由于人类活动或自然过程产生的并对人和环境产生不利影响的那些物质称为空气污染物。响的那些物质称为空气污染物。定义定义按空气污染物的形成过程和空气中污染物的存在状态分类按空气污染物的形成过程和空气中污染物的存在状态分类分类分类二、空气污染物由于人类活动或自然过程产生的并对人和环境4n直接直接从各种污染源排放到大气中的有害从各种污染源排放到大气中的有害物质，常见的有：物质，常见的有：nSOSO2 2,CO,NO,CO,NOX X(NO,NO(NO,NO2 2)n颗粒物，烟尘、粉尘等，其中包括有毒颗粒物，烟尘、粉尘等，其中包括有毒有害的重金属；有害的重金属；n有机物，有机物，3,4-3,4-苯并芘苯并芘(BaP)(BaP)等。等。一次污染物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：5二次污染物n一次污染物之间以及它们与大气正常组一次污染物之间以及它们与大气正常组分之间的反应产生的分之间的反应产生的新新的污染物。的污染物。n例如：臭氧，醛类，过氧乙酰硝酸酯，硫酸雾，例如：臭氧，醛类，过氧乙酰硝酸酯，硫酸雾，硝酸雾等。硝酸雾等。n例如：例如：硫酸烟雾硫酸烟雾SOSO2 2 SO SO3 3 H H2 2SOSO4 4 (NH (NH4 4)2 2SOSO4 4；光化学烟雾：光化学烟雾：NONOX X、COCO、CHCH化合物在阳光化合物在阳光紫外线照射下形成；氧化剂、自由基，反应活紫外线照射下形成；氧化剂、自由基，反应活性很强，是光化学烟雾引发剂。性很强，是光化学烟雾引发剂。二次污染物特点特点：种类多、毒性大。：种类多、毒性大。二次污染物一次污染物之间以及它们与大气正常组分之间的反6环境空气和废气监测培训课件7气态和蒸汽态污染物n沸点低，以沸点低，以气体分子气体分子形式存在，或者常温下液形式存在，或者常温下液体，但挥发性强，受热时易以蒸汽进入大气中。体，但挥发性强，受热时易以蒸汽进入大气中。n如：如：SO2,CO,NO2,HCN,汞，汞，NH3，H2S,等无等无机气体；机气体；n挥发性有机物以挥发性有机物以VOCS表示表示，如：烷烃、烯烃、如：烷烃、烯烃、苯系物、低分子醛、酮，卤代烃、有机胺、有苯系物、低分子醛、酮，卤代烃、有机胺、有机硫化物（甲硫醇、甲硫醚）等。机硫化物（甲硫醇、甲硫醚）等。气态和蒸汽态污染物沸点低，以气体分子形式存在，或者常8颗粒物n是分散在大气中的液态或固态颗粒。粒径大小在0.01-100微米之间，复杂的非均匀体系。n总悬浮颗粒物(TotalSuspendedParticulate)：指能悬浮在空气中，空气动力学直径100um的颗粒物，简称TSP。n空气动力学直径小于10um颗粒物，它可以通过呼吸进入人体的呼吸道，故又称可吸入颗粒物，简称PM10，微粒子PM1、PM2.5。n粒径10um称为降尘，仅为参考性指标。颗粒物是分散在大气中的液态或固态颗粒。粒径大小在09三、空气污染源分类：n自然源和人为源。自然源和人为源。n根据污染物的来源、污染源的几何形状、运动形式和根据污染物的来源、污染源的几何形状、运动形式和在大气中的影响范围来划分，可分为以下几种形式：在大气中的影响范围来划分，可分为以下几种形式：n工业企业污染源、生活炉灶污染源、工业企业污染源、生活炉灶污染源、交通运输污染源、农业污染源交通运输污染源、农业污染源、室内污染源。、室内污染源。n点源、线源、面源。点源、线源、面源。n固定源与流动源。固定源与流动源。n高架源与地面源。高架源与地面源。三、空气污染源分类：10工业企业排放源n煤和石油为燃料，在燃烧过程中排放的烟（粉)尘、SO2、NOX、CO、CO2等n其次是生产过程中排放的多种有机物和无机污染物质。n是空气污染物的主要来源。工业企业排放源11家庭炉灶与取暖设备排放源特点：这类污染源数量大、分布广、排放高度低，排放的气体不易扩散，在气象条件不利的时候会造成严重的大气污染，是低空大气污染不可忽视污染源。主要污染物：烟尘、SO2、CO、CO2等。家庭炉灶与取暖设备排放源12交通运输排放源n汽车数量大，排放的污染多，主要集中在大城市。n汽车排气中主要污染物：一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物和含铅化合物、芳烃化合物等。交通运输排放源13室内污染源n主要污染物及来源：n装饰材料及化学建材中含有的挥发性有机物、甲醛、苯、甲苯、二甲苯等有毒有害物质；n大理石、瓷砖中的放射性元素氡；n建筑材料中的氨气；n民用建筑工程室内环境污染控制规范 GB50325-2001;n室内空气质量标准GB18883-2002室内污染源主要污染物及来源：14四、空气污染的危害n对人体健康的危害n对动植物的危害n对材料的损坏n对大气的影响n全球性大气污染问题四、空气污染的危害对人体健康的危害15对人体健康的危害1.急性危害：在某种特定条件下(谷地，盆地，无风或微风)出现递温层，并且有排出大量污染物的污染源，以使排放污染物扩散不出去，或是发生某种污染物的泄露事故，以使大气污染物浓度骤然增加，造成大气污染急性危害。环境公害事件。2.慢性危害 定义：低浓度污染物长期作用于人体，会产生 慢性远期效应，这种效应对人体的危害叫慢性危害，不易引起人们注意，很难鉴别，潜在性。对人体健康的危害1.急性危害：16对动植物的危害n1.701.70年代初，美国空气污染造成经济损失年代初，美国空气污染造成经济损失250250亿美元亿美元/年年n2.2.臭氧使美国每年森林农作物经济损失超过臭氧使美国每年森林农作物经济损失超过3030亿美元亿美元n3.3.哥伦比亚的炼铜厂哥伦比亚的炼铜厂S0S02 2污染，使该厂南部污染，使该厂南部5252英里内英里内3030的树木，南部的树木，南部3333英里内英里内6060的树木的树木死亡或者严重受损。死亡或者严重受损。n4.4.恶风恶风一书的介绍一书的介绍对动植物的危害1.70年代初，美国空气污染造成经济损失217对材料的损坏n是城市地区经济损失的一大原因是城市地区经济损失的一大原因nSO2,H2O,H2SSO2,H2O,H2S使使PbSO4PbS PbSO4PbS 白白黑，油画变黑，油画变黄，腐蚀材料，腐蚀建筑材料，使橡胶制品脆黄，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。体造成短路。比如电视机爆炸。对材料的损坏是城市地区经济损失的一大原因18对大气的影响n大气中的污染物能改变大气的性质和气候大气中的污染物能改变大气的性质和气候n1.CO1.CO2 2吸收地面的辐射，颗粒物对阳光的散射作用能改变吸收地面的辐射，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；地面温度，使温度上升或者下降；n2.2.细的颗粒物可细的颗粒物可降低大气能见度，降低大气能见度，使降水增加，雾增加；使降水增加，雾增加；n3.3.改变大气的电学性质；改变大气的电学性质；n4.4.酸雨，已使世界上一些地区生态受到明显的伤害；酸雨，已使世界上一些地区生态受到明显的伤害；造成酸雨的原因：造成酸雨的原因：SOSO2 2,NO,NO2 2，我国南方酸雨比较严重，我国南方酸雨比较严重n总之，对整个生态系统，陆地、海洋、森林等，都产生不总之，对整个生态系统，陆地、海洋、森林等，都产生不同程度的危害。同程度的危害。对大气的影响大气中的污染物能改变大气的性质和气候19n全球性大气污染问题：温室效应、酸雨、臭氧层空洞 全球性大气污染问题：20硫酸硫酸、亚硫酸亚硫酸H2SO4、H2SO3硝酸硝酸、亚硝酸、亚硝酸HNO3、HNO2氮氧化物氮氧化物(NO和和NO2)二氧化硫二氧化硫SO2酸雨酸雨引起酸雨的化学物质引起酸雨的化学物质硫酸、亚硫酸硝酸、亚硝酸氮氧化物二氧化硫21环境空气和废气监测培训课件22环境空气和废气监测培训课件23环境空气和废气监测培训课件24酸雨使大量植物受损酸雨使大量植物受损酸雨使大量植物受损25湖泊湖泊由于由于水的流水的流动动量量低，湖泊很易低，湖泊很易变变酸酸水体变酸水体变酸，大部份水生，大部份水生物物种种便不能生存，生物便不能生存，生物多多样化会样化会減少減少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26五空气中污染物时空分布特点特点：与其他环境要素的其他污染物相比，特点：与其他环境要素的其他污染物相比，空气中的污染具有空气中的污染具有随时间、空间变化大随时间、空间变化大的特点。的特点。指导作用：选择正确的指导作用：选择正确的采样地点和采样时采样地点和采样时间，间，获得有代表性的数据。获得有代表性的数据。五空气中污染物时空分布特点特点：与其他环境要素的其他污27n首先要根据监测目的进行调研，收集资料，确定监测项目，设计布点网络，选定采样频率、采样方法和监测技术，建立质量保证程序和措施，提出监测结果报告要求及计划等。n环境空气质量手工监测技术规范n（HJ/T194-2005）。n环境空气质量自动监测技术规范n（HJ/T193-2005）第二讲空气污染监测方案的制定首先要根据监测目的进行调研，收集资料，确定监测项目，设计布点28一监测目的n1.通过对环境空气中主要污染物质进行定期或连续地监测，判断环境质量是否符合国家的质量标准，为编写环境空气质量状况评价报告提供数据n2.为研究大气质量地变化规律和发展趋势，开展大气污染的预测预报工作提供依据n3.为政府部门执行有关环境保护法规，开展环境管理、环境科学研究及修订大气环境质量标准提供基础资料和依据。一监测目的1.通过对环境空气中主要污染物质进行定期29二监测项目n优先监测原则：大气中的污染物质多种多样，应选择那些危害大、涉及范围广、已建立成熟的分析方法，并有标准可比的项目进行监测。n1环境空气质量标准中监测项目 环境空气质量标准中规定了十项污染物：二氧化硫、总悬浮颗粒物、可吸入颗粒物、氮氧化物、二氧化氮、一氧化碳、臭氧、铅(Pb)、苯并(a)芘(BaP)、氟化物(以F计)。二监测项目30 2 环境空气质量手工监测 必测项目：SO2、NO2、PM10、CO、O3。选测项目：总悬浮颗粒物（TSP）、铅（Pb）、氟化物（F）、苯并a芘（BaP）、有毒有害有机物。居住区大气中有害物质的最高容许浓度 34种。3 空气质量自动监测系统 PM10、SO2、NO2、O3、CO及湿度、温度、风向、风速等。有的还配有挥发性有机物自动监测仪、微粒子PM2.5、PM1，降水自动采样器或监测仪。2环境空气质量手工监测31n济南市环境空气质量监控系统包括SO2、PM10、NO2、CO、O3连续实时监测，定期形成环境空气质量日报、周报、和预报。n PM2.5、，PM1,VOCS,OC、EC，温室气体济南市环境空气质量监控系统包括SO2、PM10、NO2、CO32三监测点布设（一）布设采样点的原则和要求：n1.覆盖全部监测区：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n2.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n3.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n4.采样的周围应开阔，无局地污染源。n5.超标地区多取点，未超标地区少些.n6.采样高度根据监测目的而定.三监测点布设（一）布设采样点的原则和要求：33污染物浓度污染物浓度污染源污染源工业分布工业分布人口密度人口密度超标情况超标情况监测类型监测类型优化优化布点布点基本基本原则原则污染物浓度污染源工业分布人口密度超标情况监测类型优化34 建成区城市人口(万人)建成区面积（km2）监测点数10300200按每25-30km2建成区面积设1个监测点，并且不少于8个点（二）国家环境空气质量评价点设置数量要求（二）国家环境空气质量评价点设置数量要求济南市环境空气自动监测点位分布图济南市环境空气自动监测点位分布图.jpg建成区城市人口(万人)建成区面积（km2）监测点数35n济南市已建16个环境空气自动监测站n泉城广场超级站n全运场馆子站济南市已建16个环境空气自动监测站36（三）布点方法：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、综合布点法在实际工作中，常采用一种布点法为主，兼用其他方法的综合布点法（三）布点方法：37四采样时间和频率监测项目采样时间和频率二氧化硫隔日采样，每天240.5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240.5小时，每月56天，每年12个月灰尘自然降尘量每月采样302天，每年12个月硫速盐化速率每月采样302天，每年12个月四采样时间和频率监测项目采样时间和频率二氧化硫38五数据统计的有效性规定1对环境空气中的 SO2、NO2、NOX、CO、O3、TSP、PM10、Pb、BaP及氟化物，其采样频次及采样时间应根据环境空气质量标准GB3095-1996中各污染物监测数据统计的有效性规定确定；大气废气标准20091118环境空气质量标准.doc2 对其它污染物的监测，其采样频次及采样时间，应根据监测目的、污染物浓度水平及监测分析方法的检出限确定。五数据统计的有效性规定对环境空气中的SO39举例举例 SO2SO2：n1 1小时平均：每小时至少有小时平均：每小时至少有4545分钟的采样时间分钟的采样时间 n日平均：每日至少有日平均：每日至少有1818小时的采样时间小时的采样时间 n年平均：每年至少有分布均匀的年平均：每年至少有分布均匀的144144个日均值个日均值 每月至少有分布均匀的每月至少有分布均匀的1212个日均值个日均值 举例SO2：40六空气污染物浓度的表示方法n(一）污染物浓度表示方法n（1）单位体积质量浓度用Cm表示，nmg/m3或g/m3，任何状态的污染物都适用。n（2）体积比浓度用CV表示，mL/m3或L/m3，ppm或ppb，仅适于气态或蒸汽态物质。n(二）气体体积换算两种单位换算关系：CV=22.4Cm/M把现场状态下的体积换算成标准状态下的体积:Vo=Vt273P/(273+t)101.325六空气污染物浓度的表示方法(一）污染物浓度表示方法41公式中各个符号的意义nM-污染物的摩尔质量，污染物的摩尔质量，g/molnV0-标准状态下的采样体积，标准状态下的采样体积，nVt-采样状态下的采样体积，采样状态下的采样体积，nP-采样状态下大气压力，采样状态下大气压力，kpant-采样状态下大气温度采样状态下大气温度，nVt=QSQ-气体的流量，气体的流量，L/min，m3/h。S-采样时间，采样时间，min或或h。公式中各个符号的意义M-污染物的摩尔质量，g/mol42(三)气体状态方程nPV=nRTnP:大气压KPanV:气体体积LnN:气体摩尔数nR:气体常数8.314kJ/kg.knT；热力学温度K(三)气体状态方程PV=nRT43七监测技术n1 化学分析法（1）重量分析法n （2）容量分析法 n2 仪器分析法（1）光谱法 n （2）电化学分析法 n （3）色谱分析法 n （4）色谱-质谱联机n3 生物技术七监测技术1化学分析法（1）重量分析法44n无机物有机物n化学分析仪器分析n手工采样-实验室分析自动监测n单一分析技术多种检测分析技术n粗粒子细粒子源解析n突发性监测技术4 监测技术的发展趋势监测技术的发展趋势4监测技术的发展趋势45环境空气和废气监测培训课件46八环境标准n作用n原则n分类n分级八环境标准作用47环境空气和废气监测培训课件48n一、质量：GB3095-1996环境空气质量标准n二、排放：nGB16297-1996大气污染物综合排放标准nGB14554-93恶臭污染物排放标准nGB13271-2001锅炉大气污染无排放标准nGB18483-2001饮食业油烟排放标准n水泥厂、工业炉窑、炼焦炉、火电厂、加油站、储油库、煤层气和电镀、人造革合成革、煤炭及流动源等行业标准。国家标准国家标准一、质量：GB3095-1996环境空气质量标准国家标准49山东省地方标准n1山东省海河流域水污染物综合排放标准n2山东省小清河流域水污染物综合排放标准n3山东省南水北调沿线水污染物综合排放标准(山东省地方标准DB37/5992006)n4山东省半岛流域水污染物综合排放标准（DB37/676-2007）n造纸、钢铁、淀粉、纺织染整、生活垃圾填埋5个水污染物排放山东省地方标准。山东省地方标准1山东省海河流域水污染物综合排放标准50n5火电厂大气污染物排放标准(DB37/6642007)6饮食业油烟排放标准(DB37/5972006)n7水泥工业大气污染物排放标准（DB37/5322005）n8点燃式发动机轻型汽车排气污染物排放限值(简易瞬态工况法)DB37/657-20065火电厂大气污染物排放标准(DB37/6642007)51三、监测方法标准1手工采样-实验室分析（短时间、24h连采）n按环境空气质量标准GB3095-1996中表2各项污染物的分析方法；大气废气标准20091118环境空气质量标准.docn环境空气二氧化硫的测定甲醛吸收-副玫瑰苯胺分光光度法HJ4822009；n环境空气二氧化硫的测定四氯汞盐吸收-副玫瑰苯胺分光光度法HJ4832009。n环境空气氮氧化物(一氧化氮和二氧化氮)的测定HJ4792009代替GB/T15436-1995和GB8969-88三、监测方法标准1手工采样-实验室分析（短时间、24h连采）52n2空气质量自动监测系统空气质量自动监测系统nSO2-紫外荧光法；紫外荧光法；nNOX-化学发光法；化学发光法；nCO-非分散红外吸收法；非分散红外吸收法；nO3-紫外吸收法；紫外吸收法；nPM10-射线或石英振荡天平射线或石英振荡天平nDOAS-长光程差分光度法；长光程差分光度法；n可测多组分，可测多组分，SO2、NOX、O3、CO、CO2等等2空气质量自动监测系统53n空气和废气监测方法空气和废气监测方法n目前应用最多的方法是分光光度法和气相色谱。n1990年出版了（第三版），提出了80个监测项目，150多种监测方法；n2003年出版了（第四版），新增无机和物理监测项目20多个，新增有机污染物200余种，新增监测分析方法62个；n2007年出版空气和废气监测方法（第四版增补版）；增加应急监测技术及颗粒物源分析、模型等。n技术规范：大气废气监测技术规范00911183 监测方法及技术规范监测方法及技术规范空气和废气监测方法3监测方法及技术规范54第二讲空气样品的采集方法和空气样品的采集方法和 采样仪采样仪器器选择采样方法要考虑的因素：1.污染物的存在状态2.污染物的浓度3.污染物的理化特性4.所用分析方法的灵敏性第二讲空气样品的采集方法和采样仪器选择采样方法要考虑的55一、采样方法1.直接采样法被测组分浓度高分析方法灵敏度高2.浓缩采样法被测组分浓度低分析方法灵敏度不够高一、采样方法1.直接采样法56（一）直接采样法采样容器：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）直接采样法采样容器：57注射器注射器58塑料袋塑料袋59真空瓶采气管真空瓶采气管60（二）浓缩采样法(1)溶液吸收法 (5)静电沉积法(2)填充柱阻留法 (6)自然积集法(3)滤料阻留法 (7)扩散渗透法(4)低温冷凝法 (8)综合采样法大气和废气图片及演示NOxSO2.swf（二）浓缩采样法(1)溶液吸收法(5)静电沉积61n常用仪器1.气泡吸收管2.冲击式吸收管3.多孔筛板吸收管（瓶）(1)溶液吸收法常用仪器(1)溶液吸收法62环境空气和废气监测培训课件63（2）填充柱阻留法）填充柱阻留法 吸附型填充柱，分配型填充柱，反应型填充柱。吸附型填充柱，分配型填充柱，反应型填充柱。吸附型填充柱，分配型填充柱，反应型填充柱。吸附型填充柱，分配型填充柱，反应型填充柱。颗粒状填充剂颗粒状填充剂颗粒状填充剂颗粒状填充剂抽气泵抽气泵抽气泵抽气泵组分组分组分组分空气空气空气空气填充柱阻留法示意图填充柱阻留法示意图填充柱阻留法示意图填充柱阻留法示意图（2）填充柱阻留法。颗粒状填充剂抽气泵64（3）滤料阻留法）滤料阻留法颗粒物采样夹和滤料采样装置示意图颗粒物采样夹和滤料采样装置示意图颗粒物采样夹和滤料采样装置示意图颗粒物采样夹和滤料采样装置示意图（3）滤料阻留法颗粒物采样夹和滤料采样装置示意图65（4）低温冷凝法（4）低温冷凝法66n n（五）静电沉降法（五）静电沉降法n n（六）扩散（六）扩散(或渗透或渗透)法法n n（七）自然积集法（七）自然积集法（五）静电沉降法67（8）综合采样法n用于采集气态和尘态两种状态共存的污染物采样方法，例如氟化物。（8）综合采样法68二、采样仪器二、采样仪器（一）组成部分（一）组成部分（一）组成部分（一）组成部分收集器，流量计，采样动力。收集器，流量计，采样动力。收集器，流量计，采样动力。收集器，流量计，采样动力。几种常用的流量计示意图几种常用的流量计示意图几种常用的流量计示意图几种常用的流量计示意图皂膜流量计皂膜流量计皂膜流量计皂膜流量计孔口流量计孔口流量计1.隔板；2.液柱；3.支架转子流量计转子流量计1.锥形玻璃管；2.转子二、采样仪器（一）组成部分几种常用的流量计示69（二）专用采样仪器（二）专用采样仪器n（1）空气采样器：主要用于采集空气中气态和蒸气态物质。n包括恒温恒流式大气采样器和携带式大气采样器两种类型。n（2）颗粒物采样器：主要用于采集空气中颗粒物质n根据采样流量不同，颗粒物采样器又分为n大流量颗粒物采样器（1.1-1.7m3/min）；n中流量颗粒物采样器(50-150L/min)；n小流量颗粒物采样器（13L/min）。（二）专用采样仪器（1）空气采样器：主要用于采集空气中气态和70环境空气和废气监测培训课件71携带式采样器工作原理示意图携带式采样器工作原理示意图携带式采样器工作原理示意图携带式采样器工作原理示意图1空气采样器原理示意图空气采样器原理示意图收集器收集器收集器收集器流量计流量计流量计流量计采样泵采样泵采样泵采样泵定时器定时器定时器定时器携带式采样器工作原理示意图收集器流量计采样泵定时器72空气采样器实物图空气采样器实物图732.颗粒物采样器颗粒物采样器（1）总悬浮颗粒物采样器）总悬浮颗粒物采样器图图图图3.163.16大流量采样器结构示意图大流量采样器结构示意图大流量采样器结构示意图大流量采样器结构示意图2.颗粒物采样器（1）总悬浮颗粒物采样器图3.1674（2）可吸入颗粒物采样器）可吸入颗粒物采样器TSPTSP采样器实物照片采样器实物照片采样器实物照片采样器实物照片（2）可吸入颗粒物采样器TSP采样器实物照片75三、采样记录n被测污染物的名称及编号；被测污染物的名称及编号；n采样地点和采样时间；采样地点和采样时间；n采样流量和采样体积；采样流量和采样体积；n采样时的温度、大气压力和天气情况，采样时的温度、大气压力和天气情况，采样仪器和所用吸收液；采样仪器和所用吸收液；n采样者、审核者姓名采样者、审核者姓名三、采样记录被测污染物的名称及编号；76第四讲第四讲 气态和蒸汽态污染物的测定气态和蒸汽态污染物的测定nSO2的测定的测定nNOX的测定的测定nCO的测定的测定n总氧化剂（总氧化剂（O3）的测定）的测定n总烃及非甲烷烃的测定总烃及非甲烷烃的测定第四讲气态和蒸汽态污染物的测定SO2的测定77 一、一、二氧化硫的测定二氧化硫的测定n测定意义：测定意义：首要污染物，总量控制指标首要污染物，总量控制指标n性质性质：无色、易溶于水、有刺激性气味的：无色、易溶于水、有刺激性气味的 气体气体n危害危害：1.对人体的影响对人体的影响n 2.对建筑物的影响对建筑物的影响n 3.对森林的影响对森林的影响n 4.对水体的影响对水体的影响一、二氧化硫的测定测定意义：首要污染物，总量控制指标78 测定方法测定方法n1.四氯汞钾吸收四氯汞钾吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光度法盐酸副玫瑰苯胺分光度法An2.甲醛溶液吸收甲醛溶液吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光度法盐酸副玫瑰苯胺分光度法A 3.紫外荧光法（紫外荧光法（B）n4.定电位电解法（定电位电解法（C）n5.钍试剂法钍试剂法(ISO)测定方法1.四氯汞钾吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光度法A79 四氯汞钾溶液吸收盐酸副玫瑰苯胺光度法四氯汞钾溶液吸收盐酸副玫瑰苯胺光度法原理：原理：用氯化钾和氯化汞配制成四氯汞钾吸收液用氯化钾和氯化汞配制成四氯汞钾吸收液,大气大气中的二氧化硫用该溶液吸收中的二氧化硫用该溶液吸收,生成稳定的二氯亚硫酸盐生成稳定的二氯亚硫酸盐络合物络合物,该络合物再与甲醛和盐酸副玫瑰苯胺作用该络合物再与甲醛和盐酸副玫瑰苯胺作用,生成生成紫色络合物紫色络合物,其颜色深浅与其颜色深浅与SO2含量成正比含量成正比,用分光光度用分光光度法测定。法测定。A=KBC;C=m/v采样方法：溶液吸收法采样方法：溶液吸收法；采样仪器：空气采样器；采样仪器：空气采样器；分析方法：分光光度法；分析仪器：分光光度计。分析方法：分光光度法；分析仪器：分光光度计。四氯汞钾溶液吸收盐酸副玫瑰苯胺光度法原理：用氯化钾和氯80测定过程，步骤：n采样：短时间，5ml吸收，0.5l/min,1020l.n24h连采，50ml吸收，.2l/min,288l.n实验室分析：绘制标准曲线建立回归方程；测定空白、样品吸光度。计算：测定过程，步骤：采样：短时间，5ml吸收，0.5l/min,81n计算公式计算公式:nSO2(mg/m3)(A-A0)Bs/Vnn式中式中:A一试样溶液的吸光度；一试样溶液的吸光度；A0一试剂空白溶液的吸光度；一试剂空白溶液的吸光度；Bs一计算因子一计算因子,单位吸光度对应的单位吸光度对应的SO2的的 微克数，微克数，b/a,1/K Vn一换算至标准状态下的采样体积一换算至标准状态下的采样体积(L)。bmaA 计算公式:bmaA82注意事项：温度，酸度，显色时间等因素影响显色反温度，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应；标准溶液和试样溶液操作条件应保持一致一致氮氧化物，臭氧及锰，铁，铬等离子对测氮氧化物，臭氧及锰，铁，铬等离子对测定有干扰。定有干扰。采集后放置片刻，臭氧可自行分解；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可消除加入磷酸和乙二胺四乙酸二钠盐可消除或减少某些金属离子的干扰。或减少某些金属离子的干扰。注意事项：温度，酸度，显色时间等因素影响显色反应；标准溶液833.紫外荧光法测定SO2n原理：原理：n用波长用波长190230nm紫外光照射大气样品紫外光照射大气样品,则则SO2吸收紫外光被激发至激发态吸收紫外光被激发至激发态,即即 SO2+h 1 SO2*激发态激发态SO2*不稳定不稳定,瞬间返回基态瞬间返回基态,发射出波发射出波峰为峰为330nm 的荧光的荧光,即即 SO2*SO2+h 2 发射荧光强度和发射荧光强度和SO2浓度成正比浓度成正比,用光电倍增用光电倍增管及电子测量系统测量荧光强度管及电子测量系统测量荧光强度,即可得知大即可得知大气中气中SO2的浓度。的浓度。3.紫外荧光法测定SO2原理：84n仪器仪器：n空气中的空气中的SO2 被吸入仪器反应室后，吸收紫外光被吸入仪器反应室后，吸收紫外光生成激发态生成激发态SO2，当它回到基态时，发射出荧光，当它回到基态时，发射出荧光紫外线，其发射荧光强度与紫外线，其发射荧光强度与SO2 浓度成正比。用浓度成正比。用光电倍增管及电子测量系统测量荧光强度，即可光电倍增管及电子测量系统测量荧光强度，即可测定测定SO2 的浓度。的浓度。n用紫外荧光法测定大气中的用紫外荧光法测定大气中的SO2，选择性好，不，选择性好，不消耗化学试剂，适于连续自动监测，已被世界卫消耗化学试剂，适于连续自动监测，已被世界卫生组织用于全球监测系统。生组织用于全球监测系统。仪器：85二、NOX的测定物理化学性质 一氧化氮为无色、无臭、微溶于水的气一氧化氮为无色、无臭、微溶于水的气体体,在大气中易被氧化为在大气中易被氧化为NO2；NO2为棕为棕红色气体红色气体,具有强刺激性臭味。具有强刺激性臭味。二、NOX的测定物理化学性质86NOX的来源、存在状态及毒性的来源、存在状态及毒性n氮的氧化物有一氧化氮、二氧化氮、三氧化二氮的氧化物有一氧化氮、二氧化氮、三氧化二氮、四氧化二氮和五氧化二氮等多种形式。氮、四氧化二氮和五氧化二氮等多种形式。大气中的氮氧化物主要以一氧化氮大气中的氮氧化物主要以一氧化氮(NO)和二和二氧化氮氧化氮(NO2)形式存在。它们主要来源于石化形式存在。它们主要来源于石化燃料高温燃料高温 燃烧和硝酸、化肥等生产排放的废燃烧和硝酸、化肥等生产排放的废气气,以及汽车排气。以及汽车排气。运输运输酸性气体酸性气体的来源的来源,主要是主要是氮氧化物氮氧化物NOX的来源、存在状态及毒性氮的氧化物有一氧化氮、二氧化氮、87 毒性毒性呼吸器官：在肺泡表面的水份中成呼吸器官：在肺泡表面的水份中成HNOHNO3 3，HNOHNO2 2对肺组织强烈刺激和腐蚀：肺水肿对肺组织强烈刺激和腐蚀：肺水肿NONO，NONO2 2-进入血液中，与血红蛋白结合成高铁血进入血液中，与血红蛋白结合成高铁血红蛋白，引起组织缺氧红蛋白，引起组织缺氧对中枢神经系统损坏，心、肾、肝，造血组织的对中枢神经系统损坏，心、肾、肝，造血组织的损坏损坏二次污染物的生成：光化学烟雾二次污染物的生成：光化学烟雾其他：其他：氮氧化物在环境中被氧化成硝酸，与硫酸氮氧化物在环境中被氧化成硝酸，与硫酸一起造成酸雨危害；还是温室气体。一起造成酸雨危害；还是温室气体。毒性88n1.盐酸萘乙二胺分光光度法盐酸萘乙二胺分光光度法n2.化学发光法化学发光法n3.恒电流库仑滴定法恒电流库仑滴定法n4.酸碱滴定法（高浓度氮氧化物）酸碱滴定法（高浓度氮氧化物）监测方法监测方法1.盐酸萘乙二胺分光光度法监测方法89（一）盐酸萘乙二胺分光光度法 1原理原理 用冰乙酸、对氨基苯磺酸和盐酸萘乙二胺用冰乙酸、对氨基苯磺酸和盐酸萘乙二胺配成吸收液采样配成吸收液采样,大气中的大气中的N02被吸收转变成被吸收转变成亚硝酸和硝酸亚硝酸和硝酸,在冰乙酸存在条件下在冰乙酸存在条件下,亚硝酸与亚硝酸与对氨基苯磺酸发生重氮化反应对氨基苯磺酸发生重氮化反应,然后再与盐酸然后再与盐酸萘乙二胺偶合萘乙二胺偶合,生成玫瑰红色偶氮染料生成玫瑰红色偶氮染料,其颜色其颜色深浅与气样中深浅与气样中NO2浓度成正比浓度成正比,因此因此,可用分光可用分光光度法进行测定。光度法进行测定。（一）盐酸萘乙二胺分光光度法1原理90n2.测定测定(1)标准曲线的绘制标准曲线的绘制:用亚硝酸纳标准溶液配用亚硝酸纳标准溶液配制系列标准溶液制系列标准溶液,各加入等量吸收液显色、定各加入等量吸收液显色、定容容,制成标准色列制成标准色列,于于540nm处测其吸光度及处测其吸光度及试剂空白溶液的吸光度试剂空白溶液的吸光度,以经试剂空白修正后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的标准色列的吸光度对亚硝酸根含量绘制标准曲线准曲线,或计算出单位吸光度相应的或计算出单位吸光度相应的NO2微克微克数数(Bs)。2.测定(1)标准曲线的绘制:用亚硝酸纳标准溶液配制91n(2)试样溶液的测定试样溶液的测定:按照绘制标准曲线的条件按照绘制标准曲线的条件和方法测定采样后的样品溶液吸光度和方法测定采样后的样品溶液吸光度,按下式按下式计算气样中计算气样中NOx的含量的含量 NOx(NO2,mg/m3)=(A-A0)*Bs/(0.76*Vn)式中式中:A-试样溶液的吸光度；试样溶液的吸光度；A0一试剂空白溶液的吸光度；一试剂空白溶液的吸光度；Vn一换算至标准状态下的采样体积一换算至标准状态下的采样体积(L)。(2)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92n3.注意事项注意事项(l)吸收液应为无色吸收液应为无色,如显微红色如显微红色,说明已被亚硝说明已被亚硝酸根污染酸根污染,应检查试剂和蒸馆水的质量。应检查试剂和蒸馆水的质量。n(2)吸收液长时间暴露在空气中或受日光照射吸收液长时间暴露在空气中或受日光照射,也会显色也会显色,使空白值增高使空白值增高,应密闭避光保存。应密闭避光保存。n(3)氧化管适于相对湿度氧化管适于相对湿度30一一70%条件下使条件下使用用,应经常注意是否吸湿引起板结或变成绿色应经常注意是否吸湿引起板结或变成绿色而失效。而失效。3.注意事项(l)吸收液应为无色,如显微红色,说明已被93(二)化学发光法n原理原理 某些化合物分子吸收化学能后某些化合物分子吸收化学能后,被激发到激发态被激发到激发态,再由激再由激发态返回至基态时发态返回至基态时,以光量子的形式释放出能量以光量子的形式释放出能量,这种化学反应这种化学反应称为化学发光反应称为化学发光反应,利用测量化学发光强度对物质进行分析测利用测量化学发光强度对物质进行分析测定的方法称为化学发光分析法。定的方法称为化学发光分析法。化学发光现象通常出现在放热化学反应中化学发光现象通常出现在放热化学反应中,包括激发和发光包括激发和发光两个过程两个过程,即即 A+BM一一C*D C*一一C+h式中式中:A和和B反应物；反应物；C*激发态产物；激发态产物；D其余产物；其余产物；M参预反应的第三种物质；参预反应的第三种物质；h普朗克常数；普朗克常数；发射光子的频率。发射光子的频率。(二)化学发光法原理某些化合物分子吸收化学能后,被激发94n1).原理原理生成激发态化合物，回到基态生成激发态化合物，回到基态时发光的现象称为化学发光时发光的现象称为化学发光 NO+O3NO2*+O2 NO2*NO2+h NO2NOn化学反应化学反应发光强度与气样中发光强度与气样中NO的浓度成正的浓度成正比，可通过发光强度的测定确定比，可通过发光强度的测定确定NO的含量。的含量。n气样中的气样中的NO2可先在炭钼催化剂的作用下可先在炭钼催化剂的作用下分解为分解为NO，再用发光法测定气样中氮氧化，再用发光法测定气样中氮氧化物总量。物总量。1).原理生成激发态化合物，回到基态时发光的现象称为95n灵敏度高，选择性强，响应快，用于连续自动监测，可测瞬时值。2）化学发光发NOX的连续自动监测仪灵敏度高，选择性强，响应快，2）化学发光发NOX的连续自96第五讲颗粒物污染与监测颗粒物污染的来源颗粒物污染的危害颗粒物污染的防治颗粒物污染的监测第五讲颗粒物污染与监测颗粒物污染的来源97颗粒物污染的来源n污染源包括自然源和人为源n人为源分为固定源（燃料燃烧、工业生产过程等）和流动源（交通运输等）n自然源包括植物花粉和孢子、土壤场尘、海盐等颗粒物污染的来源污染源包括自然源和人为源98颗粒物污染的危害n导致癌症、畸形和基因突变、死亡n城市大气能见度降低（沙尘暴）n全球气候变化n大气光化学烟雾事件n酸沉降n臭氧层破坏n在大气中可以停留7天到30天，能长距离传输造成大范围污染颗粒物污染的危害导致癌症、畸形和基因突变、死亡99颗粒物监测项目n（一）、（一）、总悬浮颗粒物总悬浮颗粒物(TSP)的测定的测定 n（二）、可吸入颗粒物（二）、可吸入颗粒物的测定的测定n (三）、自然降尘量的测定自然降尘量的测定n (四)、颗粒颗粒物中主要组分的测定物中主要组分的测定颗粒物监测项目（一）、总悬浮颗粒物(TSP)的测定100n GB/T 15432-1995n（1）采样方法：采样方法：滤料阻留法。滤料阻留法。n（2）采样仪器：采样仪器：颗粒物采样器。颗粒物采样器。n（3）测定方法：重量法。测定方法：重量法。n（4）测定原理测定原理:通过具有一定切割特性的采样器，以恒速抽通过具有一定切割特性的采样器，以恒速抽取一定体积的空气，则空气中粒径小于取一定体积的空气，则空气中粒径小于100m的悬浮颗粒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，即可计算采样体积，即可计算TSP的质量浓度。滤膜经处理后，可进的质量浓度。滤膜经处理后，可进行化学组分测定。行化学组分测定。n（5）计算公式：计算公式：TSP(mg/m3)=W/（Qn t）103n W采样前后滤膜重量之差，采样前后滤膜重量之差，mg；Qn标准状态下的采气流量；标准状态下的采气流量；L/min；n t-采样时间；采样时间；min。GB/T15432-1995101总悬浮颗粒物中主要组分的测定n某些金属元素和非金属化合物的测定某些金属元素和非金属化合物的测定n有机成分的测定总悬浮颗粒物中主要组分的测定某些金属元素和非金属化合物的1021、项目、项目:Cu,Zn,Pb,Fe,Co,Ni,Cr2、方法：含量少，灵敏、方法：含量少，灵敏3、预处理：、预处理：（1）干式灰化法）干式灰化法(破坏有机物破坏有机物)坩锅坩锅500900 高温灰化法：高温灰化法：玻璃纤维滤纸玻璃纤维滤纸500 低温灰化法：高频电场通氧气，在低温灰化法：高频电场通氧气，在150201502030min30min（2 2）湿式分解法：酸溶解并破坏有机物）湿式分解法：酸溶解并破坏有机物金属元素的测定1、项目:Cu,Zn,Pb,Fe,Co,Ni,Cr金属元素103水溶性物质的测定n预处理：水浸取法预处理：水浸取法n硫酸根的测定硫酸根的测定n硝酸根的测定硝酸根的测定水溶性物质的测定104 BaSO4沉淀法 原理：硫酸根的测定（氯冉酸）（氯冉酸）BaSO4沉淀法硫酸根的测定（氯冉酸）105测定范围230g/ml 30g/ml不稳定重现性不好，操作要求严格注意事项测定范围230g/ml30g/ml不稳定注意事106n多环芳烃：蒽、菲、芘等n来源：煤和石油的燃烧n危害：致癌n步骤：采样、提取、分离、测定四步有机成分的测定多环芳烃：蒽、菲、芘等有机成分的测定1071）提取（1）索氏提取法：笨、环己烷、氯仿、丙酮等（2）真空充氮升华法2）分离n（1）纸层析法原理：n滤纸条有吸附作用、毛细作用n乙酰化溶液固定相（苯乙酸酐浓硫酸）n展开剂（甲醇乙醇蒸馏水）流动相1）提取108试液点在滤纸条下端3cm处，风吹干悬于层析缸中沿缸口壁加入展开剂，至滤纸下端浸入1cm盖上缸盖，置于暗室，进行层析斑点剪下，用溶剂溶解，得到测定用的试液操作要点操作要点 纸层析法示意图.swf演示试液点在滤纸条下端3cm处，风吹干操作要点109（3）薄层层析法吸附剂均匀地涂在玻璃板上（固定相）用注射器将提取地样液点在层析板一端的一定距离处将层析板以1020度的倾斜角放入层析缸中，浸入展开剂（样点不能浸入）刮下斑点，处理，测定对斑点辨别：凭颜色，或特定光线下带色标液与试液同时点样（3）薄层层析法1103）多环芳烃的测定（1）荧光分光光度法0.001g/5ml（2）紫外分光光度法0.3g/5ml（3）高效液相色谱HPLC法（包括分离）3）多环芳烃的测定111