大气环境监测第三-四章课件

大气环境监测大气环境监测1第三章第三章 空气污染监测方案的制定空气污染监测方案的制定 制定空气污染监测方案时，首先要制定空气污染监测方案时，首先要根据监测目根据监测目的的进行调查研究，进行调查研究，收集相关资料收集相关资料，然后经过综合分，然后经过综合分析，确定析，确定监测项目监测项目，设计，设计布点布点网络，选定网络，选定采样频率采样频率、采样方法和监测技术采样方法和监测技术，建立，建立质量保证程序质量保证程序和措施，和措施，提出提出进度安排进度安排计划和对计划和对监测结果报告监测结果报告的要求等。的要求等。第一节第一节 资料收集与监测项目确定资料收集与监测项目确定一、监测目的一、监测目的 第三章 空气污染监测方案的制定21.通过对大气环境中主要污染物质进行定期或连续通过对大气环境中主要污染物质进行定期或连续地监测，地监测，判断大气质量是否符合国家制定地大气判断大气质量是否符合国家制定地大气质量标准，质量标准，并为编写大气环境质量状况评价报告并为编写大气环境质量状况评价报告提供数据。提供数据。2.2.为为研究大气质量地变化规律和发展趋势研究大气质量地变化规律和发展趋势，开展大，开展大气污染的预测预报工作提供依据。气污染的预测预报工作提供依据。3.3.为政府部门执行有关环境保护法规，开展环境质为政府部门执行有关环境保护法规，开展环境质量管理、环境科学研究及修订大气环境质量标准量管理、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。提供基础资料和依据。1.通过对大气环境中主要污染物质进行定期或连续地监测，判断大31.污染源分布及排放情况污染源分布及排放情况 污染源类型、数量、位置、排放的主要污染物及污染源类型、数量、位置、排放的主要污染物及排放量、所用原料、燃料及消耗量排放量、所用原料、燃料及消耗量2.气象资料气象资料 风向、风速、气温、气压、降水量、日照时间、风向、风速、气温、气压、降水量、日照时间、相对湿度、温度垂直梯度和逆温层底部高度。相对湿度、温度垂直梯度和逆温层底部高度。3.地形资料地形资料4.土地利用和功能分区情况土地利用和功能分区情况5.人口分布及人群健康情况人口分布及人群健康情况6.以往的空气监测资料以往的空气监测资料二、调研与资料收集二、调研与资料收集1.污染源分布及排放情况二、调研与资料收集4三、监测项目的确定三、监测项目的确定类别类别必测项目必测项目按地方情况按地方情况增加的必测项目增加的必测项目选测项目选测项目空气污染物监测空气污染物监测TSP、SO2、NOx、硫酸、硫酸盐化速率、灰化速率、灰尘自然沉降量自然沉降量CO、总氧化氧化剂、总烃、PM10、F2、HF、B(a)P、Pb、H2S、光化学氧、光化学氧化化剂CS2、Cl2、氯化氢、硫酸雾、氯化氢、硫酸雾、HCN、NH3、Hg、Be、铬酸雾、铬酸雾、非甲烷烃、芳香烃、苯乙烯、酚、非甲烷烃、芳香烃、苯乙烯、酚、甲醛、甲基对硫磷、异氰酸甲酯甲醛、甲基对硫磷、异氰酸甲酯等等 降水监测降水监测pH、电导率率K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH4+、SO42、NO3、Cl三、监测项目的确定类别必测项目按地方情况选测项目空气污染物监5第二节第二节 监测点的布设监测点的布设一、布设采样点的原则和要求一、布设采样点的原则和要求1.1.覆盖全部监测区：采样点应设在整个监测覆盖全部监测区：采样点应设在整个监测区域的区域的 高、中、低高、中、低三种不同污染物浓度的地方。三种不同污染物浓度的地方。2.2.在污染源比较集中，主导风向比较明显的情况下，在污染源比较集中，主导风向比较明显的情况下，应将应将污染源的下风向污染源的下风向作为主要监测范围，布设较多作为主要监测范围，布设较多的采样点；的采样点；上风向上风向布设少量点作为对照。布设少量点作为对照。3.3.工业集中地区多取点，农村可少些。工业集中地区多取点，农村可少些。4.4.人口密度大的地区多取点，少的地区可少些。人口密度大的地区多取点，少的地区可少些。5.5.超标地区多取点，未超标地区少些。超标地区多取点，未超标地区少些。6.6.各采样点的设置条件要尽可能一致或标准化。各采样点的设置条件要尽可能一致或标准化。第二节 监测点的布设6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7二、监测点数目的确定二、监测点数目的确定 根据监测范围大小、污染物的空间分布特征、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人口分布及密度、气象、地形及经济条件等因素综合考虑。合考虑。我国大气环境污染例行监测采样点设置数目我国大气环境污染例行监测采样点设置数目市区人口市区人口(万人万人)SO2、NOX、TSP灰尘自然降尘量灰尘自然降尘量硫酸盐硫酸盐化速率化速率4003456734-88-1112-2020-3066-1212-1818-3030-40二、监测点数目的确定 根据监测范围大小、污染8 WHO推荐的城市空气自动监测站推荐的城市空气自动监测站(点点)数目数目市区人口市区人口/万万人人可吸入颗可吸入颗粒物粒物SO2NOx氧氧化剂化剂CO风向、风速风向、风速100221111100 400552222400 80088434280010105453 WHO推荐的城市空气自动监测站(点)数目市区人口/万人可吸9三、采样点布设方法三、采样点布设方法一）经验法一）经验法 1.1.功能区布点法功能区布点法 2.2.网格布点法网格布点法 3.3.同心圆布点法同心圆布点法 4.4.扇形布点法扇形布点法二）统计法二）统计法三）模拟法三）模拟法三、采样点布设方法一）经验法10适用范围：适用范围：多用于区域性的常规监测。多用于区域性的常规监测。布点方法：布点方法：(1)(1)先将监测区域划分成工业区、商业区、居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；住区、工业和居住混合区、交通不同功能区；(2)(2)再按功能区的地形、气象、人口密度、建再按功能区的地形、气象、人口密度、建筑密度筑密度等，在等，在每个功能区每个功能区设若干采样点。设若干采样点。1.功能区布点法功能区布点法适用范围：多用于区域性的常规监测。1.功能区布点法11网格布点法网格布点法网格布点法12适用范围：适用范围：适用于多个污染源，且污染源分布适用于多个污染源，且污染源分布较均匀较均匀 的地区的地区布点方法：布点方法：1.将监测区域划分成若干均匀网状方格，采样点设在将监测区域划分成若干均匀网状方格，采样点设在 两条直线的两条直线的交点处或方格中心交点处或方格中心；2.优点：优点：(1)(1)随机性强，能较好地反映污染物的时空分布；随机性强，能较好地反映污染物的时空分布；(2)(2)得到的数据对今后的布点有效，并可为面源扩散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。模式提供合理的数据。2.2.网格布点法网格布点法适用范围：适用于多个污染源，且污染源分布较均匀2.网格布点法13 同心圆布点法同心圆布点法 同心圆布点法14适用范围：适用范围：主要用于多个污染源构成污染群，且大主要用于多个污染源构成污染群，且大 污染源比较污染源比较集中集中的地区。的地区。布点方法：布点方法：(1)(1)找出污染源中心，以此为圆心画同心圆；找出污染源中心，以此为圆心画同心圆；(2)(2)从从圆圆心心列列出出若若干干条条放放射射线线，射射线线与与圆圆的的交交叉叉点点为采样点位置为采样点位置(射线至少五条射线至少五条)；(3)(3)同同心心圆圆的的半半径径分分别别为为4 4，1010，2020，40km40km，每每个个圆圆上上再再分分别别设设4 4，8 8，8 8，4 4个个采采样样点点(可可视视上上风风下下风而灵活设定风而灵活设定)。3.3.同心圆布点法同心圆布点法适用范围：主要用于多个污染源构成污染群，且大3.同心圆布点法15图图 扇形布点法扇形布点法图 扇形布点法164.4.扇形布点法扇形布点法适用范围：适用范围：孤立的高架点源，且主导风向明显。孤立的高架点源，且主导风向明显。布点方法：布点方法：(1)(1)顶点：顶点：点源点源(2)(2)轴线：轴线：烟云方向烟云方向(3)(3)范围：范围：扇形扇形 (4)(4)夹角：夹角：45456060，相邻夹角，相邻夹角10102020(5)(5)采样点：采样点：近密远疏近密远疏 ，每条弧线：，每条弧线：3 34 4个点个点4.扇形布点法适用范围：孤立的高架点源，且主导风向明显。17表表 50m高烟囱排放污染物最大地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面浓度出现位置与气象条件的关系大气大气稳定度定度最大最大浓度出度出现位置位置(相当于烟囱高度的倍数相当于烟囱高度的倍数)不不稳定定5 10中性中性20左右左右稳定定40以上以上表 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18现场设点要求现场设点要求n监测点周围应开阔：监测点周围应开阔：采样口水平线与周围建筑物高度的夹角采样口水平线与周围建筑物高度的夹角30采样口周围自由空间夹角采样口周围自由空间夹角270n周围无局地污染源影响；避开树木和吸附力强的建周围无局地污染源影响；避开树木和吸附力强的建筑物。筑物。n采样高度：视监测目的而定。采样高度：视监测目的而定。注意事项注意事项现场设点要求注意事项19 在实际工作中，为了使采样网点布设得完善合在实际工作中，为了使采样网点布设得完善合理，往往理，往往采用以一种布点方法为主，兼用其他方法采用以一种布点方法为主，兼用其他方法的综合布点法。的综合布点法。统计法统计法适用于已积累了多年监测数据的地区。适用于已积累了多年监测数据的地区。根据城市大气污染物浓度分布的时间与空间变化特根据城市大气污染物浓度分布的时间与空间变化特点，通过对点，通过对监测数据的统计分析监测数据的统计分析，对现有站对现有站(点点)进进行优化调整行优化调整，从中选择有代表性点站，从中选择有代表性点站(点点)。模拟法模拟法是根据监测区域污染源的分布、排放特是根据监测区域污染源的分布、排放特点和气象资料，以点和气象资料，以数学模型数学模型预测的污染物浓度时空预测的污染物浓度时空分布状况为基础，分布状况为基础，布设采样站布设采样站(点点)。在实际工作中，为了使采样网点布设得完善合20第三节第三节 采样时间、频率和方法采样时间、频率和方法一、采样时间与频率的确定一、采样时间与频率的确定 1.1.采样时间采样时间 指指每每次次采采样样从从开开始始到到结结束束所所经经历历的的时时间间，又又叫采样时段。叫采样时段。可分为：可分为：短期采样短期采样 长期采样长期采样 间歇性采样间歇性采样第三节 采样时间、频率和方法212.2.采样频率采样频率 指一定时间范围内的采样次数。指一定时间范围内的采样次数。1)1)依依浓浓度度分分布布的的时时间间特特性性、气气象象条条件件变变化化的的特特征征，高中低浓度高中低浓度都要包括。都要包括。2)2)依依对对监监测测数数据据要要求求的的精精确确程程度度。例例如如，日日平平均均浓浓度，每隔度，每隔2 24h4h采样一次。采样一次。2.采样频率22监测项目监测项目采样时间和频率采样时间和频率二氧化硫二氧化硫隔日采样，每天隔日采样，每天240.5小时，每月小时，每月1416天，每年天，每年12个月个月氮氧化物氮氧化物同二氧化硫同二氧化硫总悬浮颗粒物总悬浮颗粒物隔双日采样，每天连续隔双日采样，每天连续240.5小时，小时，每月每月56天，每年天，每年12个月个月灰尘自然降尘量灰尘自然降尘量每月采样每月采样302天，每年天，每年12个月个月硫酸盐化速率硫酸盐化速率每月采样每月采样302天，每年天，每年12个月个月我国城镇空气质量采样频率和时间我国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240.5小时23污染物监测数据统计的有效性规定污染物监测数据统计的有效性规定污染物染物取取值时间数据有效性数据有效性规定定SO2、NOx、NO2年平均年平均每年至少有分布均匀的每年至少有分布均匀的144个日均个日均值，每月，每月至少有分布均匀的至少有分布均匀的12个日均个日均值TSP、PM10、Pb年平均年平均每年至少有分布均匀的每年至少有分布均匀的60个日均个日均值，每月，每月至少有分布均匀的至少有分布均匀的5个日均个日均值SO2、NOx、NO2、CO日平均日平均每日至少有每日至少有18 h的采的采样时间TSP、PM10、B(a)P、Pb日平均日平均每日至少有每日至少有12 h的采的采样时间SO2、NOx、NO2、CO、O31小小时平均平均每小每小时至少有至少有45 min的采的采样时间Pb季平均季平均每季至少有分布均匀的每季至少有分布均匀的15个日均个日均值，每月，每月至少有分布均匀的至少有分布均匀的5个日均个日均值F月平均月平均每月至少采每月至少采样15 d以上以上植物生植物生长季平均季平均每一个生每一个生长季至少有季至少有70%个月平均个月平均值日平均日平均每日至少有每日至少有12 h的采的采样时间1小小时平均平均每小每小时至少有至少有45 min的采的采样时间污染物监测数据统计的有效性规定污染物取值时间数据有效性规定S24二、采样方法、监测方法和质量保证二、采样方法、监测方法和质量保证 采集空气样品的方法和设备要根据空气中污染采集空气样品的方法和设备要根据空气中污染物的物的存在状态、浓度、物理化学性质存在状态、浓度、物理化学性质以及所用监测以及所用监测方法选择。在各种污染物的监测方法中都规定了相方法选择。在各种污染物的监测方法中都规定了相应的采样方法。应的采样方法。为了获得准确可靠和具有可比性的监测结果，为了获得准确可靠和具有可比性的监测结果，应采用规范化的监测方法。应采用规范化的监测方法。对监测过程的对监测过程的每个环节进行质量控制，每个环节进行质量控制，是保证是保证获得准确监测数据的必备条件。因此，应该建立相获得准确监测数据的必备条件。因此，应该建立相应的质量保证程序和方法。应的质量保证程序和方法。二、采样方法、监测方法和质量保证25第四章第四章 采样方法与采样仪器采样方法与采样仪器 选择采样方法要考虑的因素：选择采样方法要考虑的因素：1.污染物的污染物的存在存在状态状态2.污染物的污染物的浓度浓度3.污染物的污染物的理化特性理化特性4.所用分析方法的所用分析方法的灵敏度灵敏度第四章 采样方法与采样仪器 26常用的采样方法：常用的采样方法：1.直接采样法直接采样法 被测组分浓度高被测组分浓度高 分析方法灵敏度高分析方法灵敏度高2.浓缩采样法浓缩采样法 被测组分浓度低被测组分浓度低 分析方法灵敏度不够高分析方法灵敏度不够高常用的采样方法：27第一节第一节 直接采样法直接采样法1.注射器采样注射器采样2.采气袋采样采气袋采样3.采气管采样采气管采样4.真空瓶采样真空瓶采样第一节 直接采样法1.注射器采样28采气袋采气袋采气袋29采气管采气管采气管30真空采气瓶真空采气瓶 真空采气罐真空采气罐真空采气瓶 真空采气罐31第二节第二节 富集采样法富集采样法1 1、溶液吸收法、溶液吸收法2 2、填充柱阻留法、填充柱阻留法3 3、滤料阻留法、滤料阻留法4 4、低温冷凝法、低温冷凝法5 5、静电沉降法、静电沉降法6 6、扩散（渗透）法、扩散（渗透）法7 7、自然积集法、自然积集法8 8、综合采样法、综合采样法第二节 富集采样法1、溶液吸收法32一、溶液吸收法一、溶液吸收法1.吸收液的选择吸收液的选择1)对被采集物质对被采集物质溶解度溶解度要大或要大或化学反应速度化学反应速度要快；要快；2)污染物被吸收后有足够的污染物被吸收后有足够的稳定时间稳定时间；3)污染物被吸收后污染物被吸收后有利于分析有利于分析测试；测试；4)吸收液吸收液毒性小毒性小、价格低、易于购买和回收利用。、价格低、易于购买和回收利用。2.适用采集样品适用采集样品 采集空气中气态、蒸汽态及其采集空气中气态、蒸汽态及其气溶胶气溶胶态污染物。态污染物。一、溶液吸收法333.3.溶液吸收法使用的仪器溶液吸收法使用的仪器 气泡吸收管气泡吸收管 冲击式吸收管冲击式吸收管 多孔筛板吸收管多孔筛板吸收管3.溶液吸收法使用的仪器34大气环境监测第三-四章课件35 （1）气泡吸收管：）气泡吸收管：这种吸收管可装这种吸收管可装510mL吸收吸收液，采样流量为液，采样流量为0.52.0L/min，适用于采集气态和适用于采集气态和蒸气态物质。蒸气态物质。对于气溶胶态物质，因不能象气态分子对于气溶胶态物质，因不能象气态分子那样快速扩散到气液界面上，故吸收效率低。那样快速扩散到气液界面上，故吸收效率低。（2）冲击式吸收管）冲击式吸收管：这种吸收管有这种吸收管有小型（小型（装装510mL吸收液，采样流量为吸收液，采样流量为3.0L/min）和大型和大型（装（装50100mL吸收液，采样流量为吸收液，采样流量为30L/min）两种规两种规格，适宜采集气溶胶态物质。格，适宜采集气溶胶态物质。（3）多孔筛板吸收管：）多孔筛板吸收管：气样通过吸收管（瓶）的气样通过吸收管（瓶）的筛板后，被分散成很小的气泡，且筛板后，被分散成很小的气泡，且阻留时间长，大大阻留时间长，大大增加了气液接触面积，增加了气液接触面积，从而提高了吸收效率。从而提高了吸收效率。适合采适合采 （1）气泡吸收管：这种吸收管可装510mL吸收36集气态和蒸气态物质外，也能采集气溶胶态物质。集气态和蒸气态物质外，也能采集气溶胶态物质。二、填充柱阻留法二、填充柱阻留法 填充柱填充柱是用一根长是用一根长615cm、内径、内径35mm的玻的玻璃管、塑料管或金属管，内装璃管、塑料管或金属管，内装颗粒状或纤维状颗粒状或纤维状填充剂填充剂制成。根据填充剂阻留作用的原理，可制成。根据填充剂阻留作用的原理，可分为吸附型、分为吸附型、分配型和反应型分配型和反应型三种类型。三种类型。集气态和蒸气态物质外，也能采集气溶胶态物质。371.1.吸附型填充柱吸附型填充柱1）填充剂）填充剂 活性炭、硅胶、分子筛、高分子多孔微球等。活性炭、硅胶、分子筛、高分子多孔微球等。2）表面吸附作用）表面吸附作用 分子间引力引起的分子间引力引起的物理吸附物理吸附，吸附力较弱；，吸附力较弱；剩余价键力引起的剩余价键力引起的化学吸附化学吸附，吸附力较强。，吸附力较强。2.2.分配型填充柱分配型填充柱1）填充剂）填充剂 表面表面涂高沸点有机溶剂涂高沸点有机溶剂的惰性多孔颗粒物，的惰性多孔颗粒物，1.吸附型填充柱38如硅藻土。类似于如硅藻土。类似于GC中的固定相。中的固定相。2 2）当当被被采采集集气气样样通通过过填填充充柱柱时时，在在有有机机溶溶剂剂中中分分配配系数大系数大的组分保留在填充剂上而被富集。的组分保留在填充剂上而被富集。3.3.反应型填充柱反应型填充柱1 1）填填充充剂剂：由由惰惰性性多多孔孔颗颗粒粒物物(如如石石英英沙沙、玻玻璃璃微微球球)或或纤纤维维状状物物(如如滤滤纸纸、玻玻璃璃棉棉等等)表表面面涂涂渍渍能能与与被被测测组组分分发发生生化化学学反反应应的的试试剂剂制制成成。也也可可用用纯纯金金属属丝毛或细粒作填充剂。丝毛或细粒作填充剂。2 2）气气样样通通过过填填充充柱柱时时，被被测测组组分分在在填填充充剂剂表表面面因因发发生化学反应而被阻留。生化学反应而被阻留。如硅藻土。类似于GC中的固定相。393 3）采采样样量量和和采采集集速速度度大大，富富集集物物稳稳定定，对对气气态态、蒸蒸汽态和气溶胶态汽态和气溶胶态物质有较高的富集效率。物质有较高的富集效率。三、滤料阻留法三、滤料阻留法 该方法是将该方法是将过滤材料过滤材料放在采样夹上，用抽气装置放在采样夹上，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。出空气中颗粒物的浓度。常用滤料：常用滤料：纤纤维维状状滤滤料料滤滤纸纸、玻玻璃璃纤纤维维滤滤膜膜、过过氯氯乙乙烯烯滤滤膜等。膜等。筛孔状滤料筛孔状滤料微孔滤膜、核孔滤膜、银薄膜。微孔滤膜、核孔滤膜、银薄膜。3）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40玻璃纤维滤膜玻璃纤维滤膜玻璃纤维滤膜41颗粒物采样夹颗粒物采样夹 颗粒物采样夹 42四、低温冷凝法四、低温冷凝法1.应应用用范范围围常常温温下下难难于于被被固固体体吸吸附附剂剂完完全全阻阻留留的的一一些些低低沸沸点点气气态态化化合合物物，所所以以用用制制冷冷剂剂将将其其冷冷凝凝下下来。如苯乙烯，三氯乙醛等。来。如苯乙烯，三氯乙醛等。2.冷冻剂冷冻剂 冰（冰（0）、冰）、冰-盐水（盐水（-10）、干冰（）、干冰（-78.5）、液氮（）、液氮（-196）、）、半导体制冷器等。半导体制冷器等。3.仪器仪器 冷阱、选择性过滤器、浓缩管。冷阱、选择性过滤器、浓缩管。四、低温冷凝法43低温冷凝法采样低温冷凝法采样 低温冷凝法采样 44五、静电沉降法五、静电沉降法 空气样品通过空气样品通过12000120002000020000伏电压的伏电压的电场电场时，时，气体分子发生气体分子发生电离电离，所产生的离子附着在气溶胶颗，所产生的离子附着在气溶胶颗粒上，使粒子带电。带电粒子在电场的作用下粒上，使粒子带电。带电粒子在电场的作用下沉降沉降到收集电极上到收集电极上，将收集极表面的沉降物洗下，供分，将收集极表面的沉降物洗下，供分析用。析用。六、扩散（渗透）法六、扩散（渗透）法 该方法用在个体采样器中，该方法用在个体采样器中，采集气态和蒸气态采集气态和蒸气态有害物质。采样时不需要抽气动力，而是利用被测有害物质。采样时不需要抽气动力，而是利用被测污染物质分子污染物质分子自身扩散或渗透到达吸收层自身扩散或渗透到达吸收层（吸收剂、（吸收剂、吸附剂或反应性材料吸附剂或反应性材料)被吸附或吸收。被吸附或吸收。五、静电沉降法45七、自然积集法七、自然积集法 这种方法是这种方法是利用物质的自然重力、空气动力和利用物质的自然重力、空气动力和浓差扩散作用浓差扩散作用采集大气中的被测物质，如自然降尘采集大气中的被测物质，如自然降尘量、硫酸盐化速率、氟化物等大气样品的采集。量、硫酸盐化速率、氟化物等大气样品的采集。1.降尘试样采集降尘试样采集 采集大气中降尘的方法分为采集大气中降尘的方法分为湿法和干法湿法和干法两种，两种，其中，湿法应用更为普遍。其中，湿法应用更为普遍。（1）湿法）湿法 在一定大小的在一定大小的圆筒形玻璃圆筒形玻璃(塑料、瓷、不锈钢塑料、瓷、不锈钢)缸中加入一定量的缸中加入一定量的水水，放置在距地面，放置在距地面5-15m5-15m高，高，七、自然积集法46附近无高大建筑物及局部污染源的地方附近无高大建筑物及局部污染源的地方(如空旷的屋如空旷的屋顶上顶上),),采样口距基础面采样口距基础面1.5m1.5m以上，以避免顶面扬尘以上，以避免顶面扬尘的影响。我国的影响。我国集尘缸的尺寸为内径集尘缸的尺寸为内径15cm15cm、高、高30cm30cm，一般加水一般加水l00-300mL(l00-300mL(视蒸发量和降雨量而定视蒸发量和降雨量而定)，夏夏季季需加入少量需加入少量硫酸铜硫酸铜溶液溶液,以抑制微生物及藻类的生以抑制微生物及藻类的生长；长；冰冻冰冻季节季节需加入适量需加入适量乙醇或乙二醇乙醇或乙二醇，以免结，以免结冰。冰。采样时间为采样时间为3030士士2 2天天，多雨季节注意及时更换集，多雨季节注意及时更换集尘缸，防止水满溢出。尘缸，防止水满溢出。附近无高大建筑物及局部污染源的地方(如空旷的屋47大气环境监测第三-四章课件48(2)(2)干法干法 干法采样一般干法采样一般使用标准集尘器使用标准集尘器。夏季也需加除藻。夏季也需加除藻剂。我国干法采样用的集尘缸，在缸底放入塑料圆剂。我国干法采样用的集尘缸，在缸底放入塑料圆环，圆环上再放塑料筛板。环，圆环上再放塑料筛板。(2)干法49大气环境监测第三-四章课件50大气环境监测第三-四章课件512.2.硫酸盐化速率试样的采集硫酸盐化速率试样的采集1 1）二氧化铅采样法）二氧化铅采样法 将涂有将涂有二氧化铅糊状物二氧化铅糊状物的纱布绕贴在的纱布绕贴在素瓷管素瓷管上上,制成二氧化铅采祥管。将其放置在采样点上制成二氧化铅采祥管。将其放置在采样点上,则大气则大气中的二氧化硫、硫酸雾等与中的二氧化硫、硫酸雾等与二氧化铅二氧化铅反应生成反应生成硫酸硫酸铅铅。2 2）碱片法）碱片法 将用将用碳酸钾溶液碳酸钾溶液浸渍过的浸渍过的玻璃纤维滤膜玻璃纤维滤膜置于采置于采样点上样点上,则大气中的二氧化硫、硫酸雾等与则大气中的二氧化硫、硫酸雾等与碳酸盐碳酸盐反反应生成应生成硫酸盐硫酸盐而被采集。而被采集。2.硫酸盐化速率试样的采集52八、综合采样法八、综合采样法 空气中的污染物并不是以单一状态存在的，可空气中的污染物并不是以单一状态存在的，可采用采用不同采样方法相结合不同采样方法相结合的综合采样法，将的综合采样法，将不同状不同状态的污染物同时采集下来态的污染物同时采集下来。例如，在。例如，在滤料采样夹后滤料采样夹后接上液体接上液体吸收管或填充柱采样吸收管或填充柱采样管，则颗粒物收集在管，则颗粒物收集在滤料上，而气体污染物收集在吸收管中。滤料上，而气体污染物收集在吸收管中。八、综合采样法53第三节第三节 采样仪器采样仪器一、仪器组成一、仪器组成 空气污染物监测多空气污染物监测多采用动力采用动力采样法采样法,其其由收集由收集器、流量计和采样动力器、流量计和采样动力组成。组成。1.1.收集器收集器 收集器是收集器是捕集大气中欲测物质的装置捕集大气中欲测物质的装置。前面介。前面介绍的气体吸收管（瓶）、填充柱、滤料采样夹、低绍的气体吸收管（瓶）、填充柱、滤料采样夹、低温冷凝采样管等都是收集器。要根据被捕集物质的温冷凝采样管等都是收集器。要根据被捕集物质的存在状态、理化性质等选用适宜的收集器。存在状态、理化性质等选用适宜的收集器。第三节 采样仪器542.2.流量计流量计 流量计是测量气体流量的仪器。常用的流量计流量计是测量气体流量的仪器。常用的流量计有有皂膜皂膜流量计、孔口流量计、流量计、孔口流量计、转子转子流量计、临界孔流量计、临界孔稳流、质量流量计等。稳流、质量流量计等。2.流量计55大气环境监测第三-四章课件563.3.采样动力采样动力 采样动力为抽气装置采样动力为抽气装置，应根据所需采样流量、，应根据所需采样流量、收集器类型及采样点的条件进行选择。收集器类型及采样点的条件进行选择。常用的有常用的有薄薄膜泵、电磁泵、真空泵、刮板泵等。膜泵、电磁泵、真空泵、刮板泵等。二、专用采样器二、专用采样器1.大气采样器大气采样器2.颗粒物采样器颗粒物采样器 总悬浮总悬浮颗粒物采样器、颗粒物采样器、飘尘飘尘采样器、采样器、多级多级采样采样器。器。3.采样动力57 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 1.1.大气采样器大气采样器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 1.大气采样器收集器流量计58大气环境监测第三-四章课件592.2.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 这种采样器按采气流量大小这种采样器按采气流量大小分为大流量分为大流量（1.11.7m3/min）、）、中流量中流量（50150L/min）和）和小流量小流量(1015 L/min)三种类型三种类型。2.颗粒物采样器60大气环境监测第三-四章课件61大流量采样装置大流量采样装置大流量采样装置62中流量中流量TSP采样器采样器中流量TSP采样器63（2 2）可吸入颗粒物采样器）可吸入颗粒物采样器 采集可吸入颗粒物广泛使用大流量采样器。采集可吸入颗粒物广泛使用大流量采样器。分分尘器有尘器有旋风式、向心式、撞击式旋风式、向心式、撞击式等多种。它们等多种。它们又分又分为二级式和多级式。为二级式和多级式。（2）可吸入颗粒物采样器64大气环境监测第三-四章课件65大气环境监测第三-四章课件66大气环境监测第三-四章课件67安德森多级采样器安德森多级采样器安德森多级采样器68（3 3）个体剂量器）个体剂量器 个体剂量器主要用于研究大气污染物对人体个体剂量器主要用于研究大气污染物对人体健康的危害。这种剂量器健康的危害。这种剂量器有扩散式、渗透式有扩散式、渗透式等类等类型，都只能采集挥发性较大的型，都只能采集挥发性较大的气态和蒸气态物质气态和蒸气态物质。扩散式剂量器由外壳、扩散层和收集剂三部分扩散式剂量器由外壳、扩散层和收集剂三部分组成组成，其工作原理是，空气通过剂量器外壳通气孔，其工作原理是，空气通过剂量器外壳通气孔进入扩散层，则被收集组分分子也随之通过扩散层进入扩散层，则被收集组分分子也随之通过扩散层到达收集剂表面被吸附或吸收到达收集剂表面被吸附或吸收。收集剂为吸附剂、。收集剂为吸附剂、化学试剂浸渍的惰性颗粒物质或滤膜等。化学试剂浸渍的惰性颗粒物质或滤膜等。渗透式剂量器由外壳、渗透膜和收集剂组成渗透式剂量器由外壳、渗透膜和收集剂组成。渗。渗透膜为有机合成薄膜，如硅酮膜等。透膜为有机合成薄膜，如硅酮膜等。收集剂一般用收集剂一般用（3）个体剂量器69吸收液或固体吸附剂吸收液或固体吸附剂，装在具有渗透膜的盒内，气，装在具有渗透膜的盒内，气体分子通过渗透膜到达收集剂被收集。体分子通过渗透膜到达收集剂被收集。三、采样效率三、采样效率 指在规定的采样条件下所指在规定的采样条件下所采集到的污染物量占采集到的污染物量占其总量的百分数。其总量的百分数。一）气态和蒸汽态污染物质采集效率的评价方法一）气态和蒸汽态污染物质采集效率的评价方法 绝对比较法绝对比较法 相对比较法相对比较法 吸收液或固体吸附剂，装在具有渗透膜的盒内，气 701、绝对比较法、绝对比较法 用标准气测定采样效率，采样效率用标准气测定采样效率，采样效率K按按下式计算：下式计算：式中：式中：C1实测浓度实测浓度 C0配制浓度配制浓度1、绝对比较法 用标准气测定采样效率，采样效率K按下式71 用这种方法评价采样效率虽然比较理想，但因用这种方法评价采样效率虽然比较理想，但因配制已知浓度的标准气有配制已知浓度的标准气有定困难定困难，往往在实际应，往往在实际应用中受到限制。用中受到限制。2 2、相对比较法、相对比较法 配制一定浓度范围的待测气体，配制一定浓度范围的待测气体，串联串联2 23 3个采个采样管样管，采集所配制的样品。采样后，按下式计算采，采集所配制的样品。采样后，按下式计算采样效率样效率K：用这种方法评价采样效率虽然比较理想，但因72式中：式中：C1、C2、C3分别为第一、第二、第三个采样管中分别为第一、第二、第三个采样管中污染物的实测浓度。污染物的实测浓度。K应大于应大于90，若，若K小于小于90，应串三个管应串三个管使用。使用。用此法计算采样效率时，用此法计算采样效率时，要求第二管和第三管的要求第二管和第三管的浓度之和与第一管比较是极小的浓度之和与第一管比较是极小的。这样三个管浓度之。这样三个管浓度之和就近似于所配制的气样浓度。和就近似于所配制的气样浓度。二）颗粒物采集效率的评价方法二）颗粒物采集效率的评价方法 颗粒物的采集效率有颗粒物的采集效率有两种表示方法两种表示方法。一种是用采集一种是用采集颗粒数效率表示颗粒数效率表示，即所采集到的颗粒物粒数占总颗粒，即所采集到的颗粒物粒数占总颗粒物粒数的百分数；物粒数的百分数；另一种是质量采样效率另一种是质量采样效率，即所采集，即所采集式中：C1、C2、C3分别为第一、第二、第三个采样管中73到的颗粒物质量占颗粒物总质量的百分数。到的颗粒物质量占颗粒物总质量的百分数。只有当只有当全部颗粒物的大小相同时，这两种采样效率在数值全部颗粒物的大小相同时，这两种采样效率在数值上才相等，上才相等，但实际上这种情况是不存在的。粒径在但实际上这种情况是不存在的。粒径在几微米以下小颗粒物的颗粒数总是占大部分，而按几微米以下小颗粒物的颗粒数总是占大部分，而按其质量却只占很小部分，故质量采样效率总是大于其质量却只占很小部分，故质量采样效率总是大于颗粒数采样效率。在空气监测中，评价采集颗粒物颗粒数采样效率。在空气监测中，评价采集颗粒物方法的采样效率方法的采样效率多用质量采样效率表示多用质量采样效率表示。评价评价采集采集颗粒物颗粒物方法的效率与评价采集方法的效率与评价采集气态和气态和蒸汽态物质采样效率的方法有很大不同蒸汽态物质采样效率的方法有很大不同。一是配制一是配制已知颗粒物浓度的气体已知颗粒物浓度的气体在技术上比配制气态和蒸汽在技术上比配制气态和蒸汽到的颗粒物质量占颗粒物总质量的百分数。只有当74 态物质标准气体要复杂得多，而且颗粒物粒度范围态物质标准气体要复杂得多，而且颗粒物粒度范围很大，很难在实验室模拟现场存在的各种气溶胶状很大，很难在实验室模拟现场存在的各种气溶胶状态。态。二是滤料采样就像滤筛一样二是滤料采样就像滤筛一样，能漏过第一张滤，能漏过第一张滤料的细小颗粒物，也有可能会漏过第二张或第三张料的细小颗粒物，也有可能会漏过第二张或第三张滤料，因此滤料，因此用相对比较法评价用相对比较法评价颗粒物的采样效率就颗粒物的采样效率就有困难有困难。为此，。为此，评价滤料的采样效率评价滤料的采样效率般用另一个般用另一个已知采样效率高的方法同时采样，或串联在它的后已知采样效率高的方法同时采样，或串联在它的后面进行比较得知。面进行比较得知。态物质标准气体要复杂得多，而且颗粒物粒度范围75