大气环境监测技术

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2014/7/4,#,大气环境监测技术,1,环境监测特点,质量控制与质量保证,监测标准,布点、采样、前处理和分析技术,自动监测技术,目录,2,准确,、及时、全面地反映环境质量现状及发展趋势，为环境管理、污染源控制、环境规划等提供科学依据。,人类,健康、保护环境，合理使用自然资源,环境监测地目的,3,环境质量监测,大气环境质量监测、地表水监测、地下水监测、海洋监测、,噪声监测,污染源监测,废气监测、废水监测,应急监测,例行监测、应急监测、科研监测,环境监测分类,4,环境监测发展的三个阶段,1） 污染监测阶段：,20,世纪50年代被动监测阶段,2） 环境监测阶段：,20,世纪70年代主动监测阶段,3） 污染防治监测阶段：,20,世纪80年代自动监测阶段,环境监测技术的特点与发展,5,发展趋势,1,）由经典的化学分析向仪器分析发展；,2,）由手工操作向连续自动化迈进；,3,）微量分析,（,%,ppm,）,向痕量,（,ppt,）,、超痕量发展；,4,）由污染物成分分析发展到化学形态分析；,5,）仪器的联合使用和电子计算机化。,环境监测技术的特点与发展,6,质量保证是一系列行为和程序，在考虑数据的准确性、精密性、完整性、代表性和可比性的前提下，这些行为和程序确保监测数据满足相应的标准要求。,对监测全过程进行技术上、管理上的全面监督。,监测全过程：监测计划的制定，采样网络，采样频率、采样时段，样品的运输和保存，分析的方法，实验室条件，人员培训，数据处理和结果表达以及编写有关的文件指南和手册等。,质控控制与质量保证,7,准确性、精密性、完整性、代表性和可比性,质量,浓度、体积浓度、实际状态浓度、标态浓度,空白值、全程空白、旅行空白,质控样、加标质控、平行双样,方法检出限、灵敏度、,校准曲线：,校准曲线是用于描述待测物质的浓度或量与相应的测量仪器的响应量或其他指示量之间定量关系的曲线。校准曲线包括“工作曲线”（绘制校准曲线的标准溶液的分析步骤与样品分析步骤完全相同）和标准曲线（绘制校准曲线的标准溶液的分析步骤与样品分析步骤相比有所省略，如省略样品的前处理,),。,基本术语和概念,8,标准物质,标准物质具有一种或多种足够均匀和很好确定了的特性值，用以校准设备，评价测量方法或给材料赋值的材料或物质。,稳定性和均匀性,一级标准物质、二级标准物质,基本概念和术语,9,名 称,编 号,标准浓度,/(molmol,-1,),不确定度,/ %,标准气体,氮中甲烷,氮中一氧化碳,氮中二氧化碳,氮中二氧化硫,空中甲烷,氮中一氧化氮,氮中氧,氮中二氧化碳,空气中一氧化碳,BW0101,BW0106,BW0111,BW0116,BW0121,BW0122,BW0123,BW0124,BW0125,10,1000,10,1000,10,1000,300,3000,1,100,50,2000,21%,1,5,50,1,1,1,1.5,1,1,0.1,0.5,1,氮中丙烷,研制中,渗透管,二氧化硫,二氧化氮,硫化氢,BW0203,氨,BW0204,氯,BW0205,氟化氢,BW0206,BW0201,BW0202,0.1,1.0,0.1,1.0,0.25,2.0,0.1,1.0,渗透率,/ (,gmol,-1,),0.37,1.4,(25) 0.3,2.0,1%,2%,2%,2%,1,1,2,2,2,臭氧发生器,BW0207,60,80010,-9,(,V/V,),2,扩散管,苯,正戊烷,BW0801,BW0802,扩散率,30,0,16,20 / (g,min,-1,),25,0,18,20 / (g,min,-1,),1,我国气体标准物质,10,标准分析方法,标准分析方法又称分析方法标准，是技术标,准中的一种，它是一项文件，是权威机构对某项,分析所作的统一规定的技术准则和各方面共同遵,守的技术依据，它必须满足以下条件：,（,1,）按照规定的程序编制。,（,2,）按照规定的格式编写。,（,3,）方法的成熟性得到公认。通过协作试验，,确定了方法的误差范围。,（,4,）由权威机构审批和发布。,标准分析方法和分析方法标准化,11,分析方法,标准化,1,.,实验室的选择,2.,分析方法,3.,分析人员,4.,实验设备,5.,样品的类型和含量,6.,分析时间和测定次数,7.,协作试验中质量控制,标准分析方法和分析方法标准化,12,监测标准,13,14,15,气态无机污染物,SO2,、,NOx,、,O3,、,CO,、,H2S,、,NH3,颗粒物及元素,TSP,、,PM10,、,PM2.5,Pb,、,Cd,、,Hg,、,As,、,Cr,有机污染物,VOC,芳烃类化合物：苯并芘,醛酮类化合物：甲醛,主要监测污染物,16,颗粒物现有标准,标准名称,标准编号,环境空气质量标准,GB 3095,2012,环境空气质量监测点位布设技术规范（试行）,HJ 664-2013,环境空气颗粒物（,PM10,和,PM2.5,）连续自动监测系统技术要求及检测方法,HJ 653-2013,环境空气颗粒物（,PM10,和,PM2.5,）采样器技术要求及检测方法,HJ 93-2013,环境空气颗粒物（,PM10,和,PM2.5,）连续自动监测系统安装和验收技术规范,HJ 655-2013,部分代替,HJ/T 193-2005,环境空气颗粒物（,PM2.5,）手工监测方法（重量法）技术规范,HJ 656-2013,环境空气,PM10,和,PM2.5,的测定,重量法,HJ 618-2011,环境空气质量自动监测技术规范,HJ/T 193-2005,PM10,采样器技术要求及检测方法,HJ/T 93-2003,环境空气,总悬浮颗粒物的测定,重量法,GB/T 15432-1995,环境空气,降尘的测定,重量法,GB/T 15265-94,大气飘尘浓度测定方法,GB 6921-86,17,宏观,-,空气质量评价,评价,点,背景,点,区域,点,污染监控点,交通,点,信息点,具体单次监测,大气监测布,点,18,首先要根据监测目的进行调查研究，收集必要的基础资料，然后经过综合分析，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进度计划等,。,调研及资料,收集,（一）污染源分布及排放情况,（二）气象资料,（三）地形资料,（四）土地利用和功能分区情况,（五）人口分布及人群健康情况,单次监测活动布点,19,1,.,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,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,4.,采样的周围应开阔，无局地污染源。,5.,超标地区多取点，未超标地区少些,6.,采样高度根据监测目的而定,布设采样点的原则和要求,20,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,布点,基本,原则,21,1,.,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,采样站,(,点,),布设,方法,22,图,3.1,网格布点法,23,图,3.2,同心圆布点法,24,图,3.3,扇形布点法,25,采样频率系指在一个时段内的采样次数。,采样时间指每次采样从开始到结束所经历的时间。,二者要根据监测目的、污染物分布特征、分析方法灵敏度等因素确定。,采样频率和采样时间,26,监测项目,采样时间和频率,二氧化硫,隔日采样，每天连续采样,240.5 h,，,每月,14,16 d,，每年,12,个月,二氧化氮,(,或氮氧化物,),同二氧化硫,总悬浮颗粒物,隔双日采样，每天连续采样,240.5 h,，,每月,5,6 d,，每年,12,个月,灰尘自然沉降量,每月采样,302 d,，每年,12,个月,硫酸盐化速率,每月采样,302 d,，每年,12,个月,27,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,样品的采集,28,直接采样法,（一）注射器采样,（二）塑料袋采样,（三）采气管采样,（四）真空瓶采样,图,3.5,真空采气瓶示意图,图,3.6,真空采气瓶抽真空装置示意图,29,溶液吸收法,吸收,液的选择对被采集物质溶解度要大或与被采集物质的化学反应速度快稳定时间长有利于下一步分析毒性小，价格低，易购买，可回收,富集,(,浓缩,),采样,图,3.7,气体吸收管（瓶）示意图,30,填充柱阻留,法,吸附型填充柱，分配型填充柱，反应型填充柱。,富集,(,浓缩,),采样,。,颗粒状填充剂,抽气泵, ,组分,空气,图,3.8,填充柱阻留法示意图,31,滤料阻留法,富集,(,浓缩,),采样,图,3.9,颗粒物采样夹和滤料采样装置示意图,32,富集,(,浓缩,),采样,低温,冷凝法,静,电,沉降,法,扩散,(,或渗透,),法,自然,积集法,33,颗粒物采样,34,35,污染物分析技术,36,四氯汞钾吸收盐酸副玫瑰苯胺光度法,方法,原理和测定条件,溶液吸收法的吸收液：四氯汞钾,光度法的显色剂：对品红,+,甲醛,H,3,PO,4,少，,pH1.6,0.1,，,max,548nm,红紫色,H,3,PO,4,多，,pH1.2,0.1,，,max,575nm,蓝紫色,污染物分析技术,-SO2,37,盐酸萘乙二胺,分光光度法,原理,用冰乙酸、对氨基苯磺酸和盐酸萘乙二胺配成吸收液采样,空气中的,NO,2,被吸收，转变成亚硝酸和硝酸，在冰乙酸存在条件下,亚硝酸与吸收液中的对氨基苯磺酸起重氮化反应，然后与盐酸萘乙二胺偶合，生成玫瑰红色的偶氮化合物，其颜色深浅与气样中,NO,2,浓度成正比，可用分光光度法定量。,Nox,分析,38,臭氧：,硼酸碘化钾分光光度法、靛蓝二磺酸钠,分光光度法,汞：金膜富集,-,冷原子吸收法、巯基棉富集,-,冷原子荧光,法,总烃及非甲烷烃：气相色谱法、光电离检测,法,挥发性有机物,(VOCs,),：冷冻吸附采样，热解析进样，毛细管,色谱法,苯系,物,:,富集采样，解吸，用,气相色谱法,其它污染物分析,39,40,自动监测技术,SO2 ,紫,外荧光法,41,点式连续监测系统,NO,2,化学发光,法,42,CO ,非,分散,红外吸收法,CO,对,以,4.5,m,为中心段,的红外辐射,具有选择性吸收,在一定浓度,范围内,吸收值,与,CO,浓度,呈,线性关系,计算,公式,43,O,3,紫外吸收法,O,3,对,253.7nm,波长的紫外光有特征,吸收，在,一定浓度范围内,吸收值,与,O,3,浓度,呈,线性关系,计算公式,44,DOAS,O,3,NO,2,SO,2,分析,仪,D,ifferential,O,ptical,A,bsorption,S,pectroscopy,反射镜,发射,接收器,差分吸收光,谱,法,O,3,NO,2,SO,2,光,纤,45,射线吸收原理,源,探测器,滤纸带,46,47,振荡天平,48,谢谢！,49,