第三章 空气和废气监测课件.ppt

第三章 空气和废气监测,Chapter3 空气和废气监测,空气和废气,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 气态和蒸气态污染物质的测定,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 标准气体的配制,第一节 空气污染基本知识,大气：包围在地球周围的气体，其厚度达1000-1400km。空气：对人类及生物生存起重要作用的是近地面约10km内的气体层（对流层），占大气总质量的95%左右。 空气污染(atmosphere pollution)：空气中有害物质浓度超过环境所能允许的极限并持续一定时间后，会改变大气特别是空气的正常组成，破坏自然的物理、化学和生态平衡体系，从而危害人们的生活、工作和健康，损害自然资源及财产、器物等，这种情况称为空气污染。,3.1.1、大气、空气和空气污染,对人类有影响的：距地面10km,地球半径,大气厚度,氮78.06%氧20.95%氩0.93% 其他气体0.1%,有害物质：烟尘、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物等,3.1.2、空气污染的危害,图片来源：国家地理杂志,空气污染对人体的危害途径：呼吸道吸入；随食物和饮水摄入；体表接触侵入。,1. 大气颗粒物,4. 氮氧化物,5. 光化学氧化剂,3. 一氧化碳,2. 二氧化硫,空气污染对人体健康的危害,臭氧对鼻子、咽喉、肺等呼吸器官有刺激作用，运动时则吸入更严重。,所有大气污染物中散布最广的一种，严重阻碍血液输氧，引起缺氧中毒。,NO2对呼吸器官有刺激性，可引起肺水肿、慢性支气管炎等疾病，若与SO2共存，则危害更重。,损害肝脏。且由于SO2通常与多种污染物共存，吸入之后产生的复合作用危害更大。,颗粒物的大小决定其沉积于呼吸道中的位置；化学组成决定沉积位置上对组织的影响。,（一）工业企业排放的废气,3.1.3、空气污染源,表3.1 各类工业企业向空气排放的主要污染物,（二）交通运输工具排放的废气,（三）室内空气污染源,3.1.4、空气中的污染物及其存在状态,按形成过程分类可分为 一次污染物和二次污染物； 按存在状态分类可分为 分子状态污染物和粒子状态污染物 粒径大于l0m的颗粒物能较快地沉降到地面上，称为降尘。 粒径小于10m的颗粒物(PM10)可长期飘浮在空气中，称为可吸入颗粒物或飘尘（IP）。,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： SO2 , CO, NOX (NO, NO2)颗粒物，其中包括毒重金属，3,4-苯并芘(BaP),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应产生的新的污染物 臭氧，醛类，过氧乙酰硝酸酯，(光化学氧化剂)，硫酸雾，硝酸雾等。(，美国洛杉基的光化学烟雾事件),分子状污染物,沸点低，气体分子形式存在，并以分子状态进入大气，或者常温下液体，但挥发性强，受热时易以蒸汽进入大气中。 如：SO2,CO,NO2,HCN,苯, 汞,NH3,H2S,Pb,Cd,氟化物等,粒子状污染物,是分散在大气中的液体和固体颗粒。粒径大小在0.01-100m之间，复杂的非均匀体系。直径10m为降尘直径10m为飘尘，又名气溶胶(雾，烟，尘),3.1.5、空气中污染物的时空分布特点,与其他环境要素中的污染物质相比较，空气中的污染物质具有随时间、空间变化大的特点。 空气污染物的时空分布及其浓度与污染物排放源的分布、排放量及地形、地貌、气象等条件密切相关。,3.1.6、空气中污染物浓度表示方法,（一）单位体积质量浓度 单位体积质量浓度是指单位体积空气中所含污染物的质量数，常用mg/m3或g/m3表示。 （二）体积比浓度 体积比浓度是指100万体积空气中含污染气体或蒸气的体积数，常用mL/m3和L/m3表示。 两种浓度表示方法之间的换算：,第二节 空气污染监测方案的制订,本节内容：1）大气污染监测的目的、有关资料的收集方法和范围、具体监测项目的确定原则和项目内容，2）监测网点的优化布点原则、要求和方法要点、采样时间和频率的确定原则与要求。,3.2.1制定大气污染监测方案的程序,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。,3.2.2监测目的,通过对环境空气中主要污染物质进行定期或连续地监测，判断空气质量是否符合环境空气质量标准或环境规划目标的要求，为空气质量状况评价提供依据。为研究空气质量的变化规律和发展趋势、开展空气污染的预测预报以及研究污染物迁移转化情况提供基础资料。为政府环保部门执行环境保护法规、开展空气质量管理及修订空气质量标准提供依据和基础资料。,3.2.3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,3.2.4监测项目,表3.2 空气污染常规监测项目,3.2.5监测站(点)的布设,（一）布设采样站(点)的原则和要求（二）采样站(点)数目的确定,表3.3 我国空气环境污染例行监测采样点设置数目,布设采样点的原则和要求,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,（三）采样站(点)布设方法 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,表3.4 WHO推荐的城市空气自动监测站(点)数目,图3.1 网格布点法,图3.2 同心圆布点法,图3.3 扇形布点法,表3.5 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关系,3.2.6采样频率和采样时间,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。,表3.6 国家环保局颁布的城镇空气质量采样频率和时间,表3.7 污染物监测数据统计有效性的规定,3.2.7采样方法、监测方法和质量保证,根据污染物的存在状态、浓度、理化性质及监测方法选择采样方法和仪器。 尽可能选择国家标准方法空气和废气监测分析方法（第四版）,第三节 空气样品的采集方法和采样仪器,本节内容1）掌握大气样品的采集方法和采样仪器，方法包括直接采样法、富集浓缩采样法（其中富集浓缩采样法是重点和难点）；2）大气采样的仪器，其中大气颗粒物的采样仪器是重点和难点；了解采样的效率和采样记录；,第三节 空气样品的采集方法和 采样仪器,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常用的采样方法 采样仪器,3.3.1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,图3.4 采气管示意图,3.3.2富集(浓缩)采样法,3.3.2.1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,图3.7 气体吸收管（瓶）示意图,3.3.2.2填充柱阻留法 吸附型填充柱，分配型填充柱，反应型填充柱。,。,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,3.3.2.3滤料阻留法,图3.9 颗粒物采样夹和滤料采样装置示意图,3.3.2.4低温冷凝法,图3.10 低温冷凝采样装置示意图,3.3.2.5静电沉降法3.3.2.6扩散(或渗透)法3.3.2.7自然积集法,3.3.2.8综合采样法,图3.11 标准集尘器示意图,图3.12 干法采样集尘器示意图,1. 降尘试样采集,2. 硫酸盐化速率试样的采集,3.3.3采样仪器,（一）组成部分 收集器，流量计，采样动力。,图3.13 几种常用的流量计示意图,皂膜流量计,孔口流量计1.隔板；2.液柱；3.支架,转子流量计1.锥形玻璃管；2.转子,（二）专用采样器 1. 空气采样器,收集器,流量计,采样泵,定时器,图3.15 大气采样器实物照片,2. 颗粒物采样器（1）总悬浮颗粒物采样器,图3.16 大流量采样器结构示意图,（2）可吸入颗粒物采样器,图3.17 TSP采样器实物照片,图3.18 旋风分尘器原理示意图,图3.19 向心式分尘器原理示意图,图3.20 三级向心式分尘器原理示意图,（3）个体剂量器,图3.21 撞击式分尘器示意图,3.3.4采样效率,（一）采集气态和蒸气态污染物质效率的评价方法 绝对比较法 相对比较法,（二）采集颗粒物效率的评价方法,3.3.5采样记录,被测污染物的名称及编号；采样地点和采样时间；采样流量和采样体积；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；采样者、审核者姓名。,第四节 气态和蒸气态污染物质的测定,大气污染监测的分类,1.对污染源的监测：排出口监测2.对大气的监测：以大气为对象3.职业暴露监测：在工作地点采样以上都可采用大气污染连续自动监测系统,3.4.1二氧化硫的测定,SO2是一种无色、易溶于水、有刺激性气味的气体，能通过呼吸进入气管，对局部组织产生刺激和腐蚀作用，是诱发支气管炎等疾病的原因之一，特别是当它与烟尘等气溶胶共存时，可加重对呼吸道黏膜的损害。来源于煤和石油等燃料的燃烧、含硫矿石的冶炼、硫酸等化工产品生产排放的废气。测定方法：分光光度法、恒电流库仑滴定法。,紫外荧光法测定SO2,方法原理 空气中的SO2 被吸入仪器反应室后，吸收紫外光生成激发态SO2，当它回到基态时，发射出荧光紫外线，其发射荧光强度与SO2 浓度成正比。用光电倍增管及电子测量系统测量荧光强度，即可测定SO2 的浓度。用紫外荧光法测定大气中的SO2 ，选择性好，不消耗化学试剂，适于连续自动监测，已被世界卫生组织用于全球监测系统。,溶液电导法测定SO2,原理：用酸性过氧化氢溶液吸收气样中的二氧化硫所生成的硫酸使溶液电导率增加，气样中二氧化硫的含量越高，其增加值越大，所以通过测量吸收液前后的电导率变化就可得知气样中二氧化硫的浓度。,恒电流库仑滴定法,（1）原理： 控制恒定电流进行电解产生滴定剂与被测组分反应（2）应用：连续自动监测大气中的SO2，低浓度SO2（3）反应式,四氯汞钾吸收盐酸副玫瑰苯胺光度法,评价：较经典的方法（GB），灵敏、可靠1） 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 H3PO4少，pH1.60.1，max548nm H3PO4多，pH1.20.1，max575nm,反应式：,2）计算方法：,四氯汞钾吸收盐酸副玫瑰苯胺光度法,3)注意事项：温度，酸度，显色时间等因素影响显色反应；标准溶液和试样溶液操作条件应保持一致氮氧化物，臭氧及锰，铁，铬等离子对测定有干扰。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或减少某些金属离子的干扰,3.4.2氮氧化物的测定,空气中的氮氧化物以一氧化氮、二氧化氮、三氧化二氮、四氧化二氮、五氧化二氮等多种形态存在，其中二氧化氮和一氧化氮是主要存在形态，为通常所指的氮氧化物(NOx)。NO为无色、无臭、微溶于水的气体，在空气中易被氧化成NO2。NO2为棕红色具有强刺激性臭味的气体，毒性比NO高4倍，是引起支气管炎、肺损害等疾病的有害物质。测定方法：盐酸萘乙二胺分光光度法、原电池库仑法。,盐酸萘乙二胺分光光度法,1）特点采样和显色同时进行，操作简便，灵敏度高，是国内外普遍采用的方法。可分别测定NO、NO2、和NOx总量。2）原理用冰乙酸、对氨基苯磺酸和盐酸萘乙二胺配成吸收液。采样时大气中的NOX经氧化管后以NO2的形式被吸收，生成亚硝酸和硝酸，再与吸收液中的对氨基苯磺酸起重氮化反应，最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NO2浓度成正比，可用分光光度法定量。,盐酸萘乙二胺分光光度法,3）酸性高锰酸钾溶液氧化法,盐酸萘乙二胺分光光度法,4）三氧化铬石英砂氧化法该方法是在显色吸收液瓶前接一内装三氧化铬石英砂(氧化剂)管，当用空气采样器采样时，气样中的NO在氧化管内被氧化成N02和气样中的N02一起进入吸收瓶，与吸收液发生吸收、显色反应，于波长540 nm处测量吸收度，用标准曲线法进行定量测定，其测定结果为空气中NO和N02的总浓度。,盐酸萘乙二胺分光光度法,5）注意事项(1)吸收液应为无色，宜密闭避光保存；如显微红色，说明已被污染，应检查试剂和蒸馏水的质量。(2)三氧化铬石英砂氧化管适于相对湿度3070条件下使用，发现吸湿板结或变成绿色应立即更换。(3)空气中O3浓度超过0.250 mgm3时，会产生正干扰，采样时在吸收瓶入口端串接一段1520 cm长的硅橡胶管，可排除干扰。,恒电流库仑滴定法测定NOX,1).原理库仑滴定法测定氮氧化物的原理与测定SO2相似，区别是此法不施加直流电压。气样中的NO2与电解液中的I反应，将其氧化成I2 ，生成的I2 又立即在铂网阴极上还原为I，产生微电流。在一定条件下，微电流大小与气样中的NO2浓度成正比。将气样通过三氧化铬氧化管，可将NO氧化成NO2，即可测定总氮氧化物。图6-9恒电流库仑滴定法氮氧化物自动监测仪的气路系统。,图3.22 空气中NO2、NO、和NOx采样流程示意图,图3.23 原电池库仑法测定NOx原理示意图,图3.24 原电池库仑法NOx监测仪气路示意图,3.4.3一氧化碳的测定,一氧化碳(CO)是空气中主要污染物之一，它主要来自石油、煤炭燃烧不充分的产物和汽车排气。CO是一种无色、无味的有毒气体，燃烧时呈淡蓝色火焰。它容易与人体血液中的血红蛋白结合，形成碳氧血红蛋白，使血液输送氧的能力降低，造成缺氧症。测定方法：气相色谱法(GC)、汞置换法。,3.4.3.1气相色谱法（GC）,图3.25 色谱法测定CO流程示意图,3.4.3.2汞置换法,图3.26 汞置换法CO测定仪工作流程示意图,3.4.4光化学氧化剂的测定,总氧化剂是空气中除氧以外的那些显示有氧化性质的物质，一般指能氧化碘化钾析出碘的物质，主要有臭氧、过氧乙酰硝酸酯、氮氧化物等。光化学氧化剂是指除氮氧化物以外的能氧化碘化钾的物质，二者的关系为： 光化学氧化剂总氧化剂0.269氮氧化物测定空气中光化学氧化剂常用硼酸碘化钾分光光度法。,光化学氧化剂的测定,先用硼酸碘化钾分光光度法测定气样中的总氧化剂浓度，再扣除NOx 参加反应的浓度。方法灵敏、简便可行，检出限为0.19mg /L（按与0.01吸光度相对应的O3浓度计）；当采样体积30L时，最低检出浓度为0.006mg/m3。,3.4.5臭氧的测定,臭氧是最强的氧化剂之一，它是空气中的氧在太阳紫外线的照射下或受雷击形成的。臭氧具有强烈的刺激性，在紫外线的作用下，参与烃类和NOx的光化学反应。同时，臭氧又是高空大气的正常组分，能强烈吸收紫外线，保护人和生物免受太阳紫外线的辐射。但是，如O3超过一定浓度，对人体和某些植物生长会产生一定危害。测定方法：硼酸碘化钾分光光度法、靛蓝二磺酸钠分光光度法。,3.4.6氟化物的测定,空气中的气态氟化物主要是氟化氢，也可能有少量氟化硅(SiF4)和氟化碳(CF4)。含氟粉尘主要是冰晶石(Na3A1F6)、萤石(CaF2)、氟化铝(A1F3)、氟化钠(NaF)及磷灰石3Ca3(PO4)2CaF2等。氟化物属高毒类物质，由呼吸道进入人体，会引起黏膜刺激、中毒等症状，并能影响各组织和器官的正常生理功能。对于植物的生长也会产生危害。测定方法：滤膜采样-离子选择电极法、石灰滤纸采样-氟离子选择电极法,3.4.7硫酸盐化速率的测定,污染源排放到空气中的SO2、H2S、H2SO4蒸气等含硫污染物，经过一系列氧化演变和反应，最终形成危害更大的硫酸雾和硫酸盐雾，这种演变过程的速度称为硫酸盐化速率。测定方法：二氧化铅-重量法、碱片-重量法、碱片-离子色谱法。,硫酸盐化速率的测定,原理大气中的SO2、硫酸雾、硫化氢等与二氧化铅反应生成硫酸铅，用碳酸钠溶液处理，使硫酸铅转化为碳酸铅，释放出硫酸根离子，再加入氯化钡溶液，生成硫酸钡沉淀，用重量法测定，结果以每日在100cm2 pbO2面积上所含SO3的毫克数表示。最低检出浓度为0.05mg/（100cm2 d）,硫酸盐化速率的测定,2、测定要点（1）Pb02采样管制备（2）采样：将PbO2采样管固定在百叶箱中，在采样点上放置302d。注意不要靠近烟囱等污染源；收样时，将PbO2采样管放入密闭容器中。（3）测定按下式计算测定结果：,硫酸盐化速率的测定,3、影响测定结果的因素1）PbO2的粒度、纯度和表面活性度；2）PbO2涂层厚度和表面湿度；3）含硫污染物的浓度及种类；4）采样期间的风速、风向及空气温度、 湿度等。,3.4.8汞的测定,汞属极度危害毒物，具有易蒸发特性，被人体吸入后可引起中毒，危害神经系统。空气中的汞来源于汞矿开采和冶炼、某些仪表制造、有机合成、染料等工业生产过程排放和逸散的废气和粉尘。测定方法：金膜富集-冷原子吸收法、巯基棉富集-冷原子荧光法。,图3.27 金膜富集-冷原子吸收法测汞流程示意图,（一）金膜富集-冷原子吸收法,（二）巯基棉富集-冷原子荧光法,3.4.9总烃及非甲烷烃的测定,污染环境空气的烃类一般指具有挥发性的碳氢化合物(C1C8)，常用两种方法表示：一种是包括甲烷在内的碳氢化合物，称为总烃(THC)，另一种是除甲烷以外的碳氢化合物，称为非甲烷烃(NMHC)。空气中的碳氢化合物主要来自石油炼制、焦化、化工等生产过程中逸散和排放的废气及汽车尾气，局部地区也来自天然气、油田气的逸散。测定方法：气相色谱法、光电离检测法。,图3.28 色谱法测定总烃流程示意图,（一）气相色谱法,图3.29 除烃净化装置示意图,图3.30 用除烃净化空气作载气色谱流程示意图,（二）光电离检测法,3.4.10挥发性有机物(VOCs)和甲醛的测定,VOCs是指室温下饱和蒸气压超过133.32Pa的有机物，如苯、卤代烃、氧烃等。VOCs和甲醛是人们关注的室内空气污染的主要有机物，具有毒性和刺激性，有的还有致癌作用。,（二）甲醛的测定 酚试剂分光光度法，4-氨基-3-联氨-5-巯基三氮杂茂(AHMT)分光光度法，气相色谱法。,（一）挥发性有机化合物(VOCs)的测定冷冻吸附采样，热解析进样，毛细管色谱法。,图3.31 热解析进样色谱分析流程示意图,3.4.11其他污染物质的测定,（一）苯系物的测定 苯系物包括苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯、对 二甲苯、间二甲苯等，可经富集采样，解吸，用气相色谱法测定。 （二）挥发酚的测定 常用气相色谱法或4-氨基安替比林分光光度法测定空气中的挥发酚(苯酚、甲酚、二甲酚等)。 （三）甲基对硫磷和敌百虫的测定 甲基对硫磷(甲基1605)是国内广泛应用的杀虫剂，属高毒物质。常用的测定方法有气相色谱法和盐酸萘乙二胺分光光度法。,3.4.12空气污染指数计算,空气污染指数(API)是一种向社会公众公布的反映和评价空气质量状况的指标。它将常规监测的几种主要空气污染物浓度经过处理简化为单一的数值形式，分级表示空气质量和污染程度，具有简明、直观和使用方便的优点。根据我国城市空气污染的特点，以SO2、NOx和TSP作为计算API的暂定项目，并确定API为50、100、200时，分别对应于我国空气质量标准中日均值的一、二、三级标准的污染浓度限值，500则对应于对人体健康产生明显危害的污染水平。,某种污染物的污染分指数(Ii)按下式计算： 式中： Ci，Ii分别为第i种污染物的浓度值和污染分指数值； ci,j，Ii,j 分别为第i种污染物在j转折点的极限浓度值和污染分指数值(查表3.8 )； ci,j+1，Ii,j+1 分别为第i种污染物在j+1转折点的浓度极限值和污染分指数值。,空气污染指数的计算,表3.8 空气污染指数分级浓度限值,表3.9 空气污染指数范围及相应的空气质量级别,第五节 颗粒物的测定,本节内容：1）了解颗粒物污染的来源、危害和颗粒物污染的防治； 2）需要掌握的大气中颗粒物质的测定项目有：总悬浮颗粒物的测定、可吸入颗粒物浓度及粒度分别的测定、自然降尘量及其组分的测定、总悬浮颗粒物中主要化学组分的测定。,3.5.1颗粒物污染的来源,污染源包括自然源和人为源人为源分为固定源（燃料燃烧、工业生产过程等）和流动源（交通运输等）自然源包括植物花粉和孢子、土壤场尘、海盐等,3.5.2颗粒物污染的危害,导致癌症、畸形和基因突变、死亡 城市大气能见度降低 （沙尘暴） 全球气候变化 大气光化学烟雾事件 酸沉降 臭氧层破坏 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,3.5.3颗粒物污染的防治与监测,防治 可吸入颗粒物的防治重点是工业企业 减少可吸入颗粒物的排放监测 总悬浮颗粒物(TSP)的测定 飘尘的测定 自然降尘量的测定 总悬浮颗粒物中主要组分的测定,颗粒物的测定,TSP采样器,3.5.3.1总悬浮颗粒物(TSP)的测定,1、测定方法：滤膜捕集重量法GB/T 15432-1995中测定总悬浮颗粒物的方法，适合于大流量或中流量总悬浮颗粒物采样器进行空气中总悬浮颗粒物的测定。2、测定原理：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，即可计算TSP的质量浓度。滤膜经处理后，可进行化学组分测定。,3.5.3.1总悬浮颗粒物(TSP)的测定,用抽气动力抽取一定体积的空气通过已恒重的滤膜，则空气中的悬浮颗粒物被阻留在滤膜上，根据采样前后滤膜质量之差及采样体积，即可计算TSP的浓度。根据采样流量不同分为大流量、中流量和小流量采样法。,3.5.3.1总悬浮颗粒物(TSP)的测定,大流量采样(1.1-1.7m3/min)使用大流量采样器连续采样24h。按下式计算TSP浓度：,式中：W阻留在滤膜上的TSP重量(mg)； Qn标准状态下的采样流(m2/min)； t采样时间(min)。,图3.32 采样器流量校准示意图,3.5.3.2可吸入颗粒物(PM10)的测定,可吸入颗粒物主要是指通过人的咽喉进入肺部的气管、支气管区和肺泡的那部分颗粒物，具有D50(质量中值直径)=10m到上截止点30m的粒径范围，常用PM10表示。测定方法：重量法、压电晶体差频法、光散射法。,（二）压电晶体差频法,（三）光散射法,图3.33 石英晶体PM10测定仪工作原理示意图,（一）重量法,3.5.3.3灰尘自然沉降量及其组分的测定,该指标系指在空气环境条件下，单位时间靠重力自然沉降落在单位面积上的颗粒物量(简称降尘)。灰尘自然沉降量用重量法测定。有时还需要测定降尘中的可燃性物质、可溶性和非水溶性物质、灰分以及某些化学组分。,（一）灰尘自然沉降量的测定,（二）降尘中可燃物的测定,图3.34 光散射法PM10监测仪工作原理示意图,（三）降尘中其他组分的测定,图3.35 降尘组分分析过程示意图,3.5.3.4总悬浮颗粒物(TSP)中污染组分的测定,（一）某些金属元素和非金属化合物的测定 1. 样品预处理方法 2. 测定方法简介（二）有机化合物的测定,2. 多环芳烃的分离,1. 多环芳烃的提取,图3.36 真空升华法提取装置示意图,图3.37 纸层析示意图,3. 苯并(a)芘的测定,图3.38 高效液相色谱分析流程示意图,第六节 降 水 监 测,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，样品的采集，水样的保存，降水中的主要组分：PH值，电导率，硫酸根，硝酸根，氯离子，铵离子，钾、钠、钙、镁等离子的测定方法、原理、操作要点、注意事项等。,3.6.1采样点的布设,根据我国大气降水样品的采集与保存(GB13580.292)标准中规定：（1）采样点数目，根据研究的目的和需要来确定。一般常规监测，人口在五十万以上的城市布三个点，人口在五十万以下的城市布设二个点，采样点的布设应兼顾城区、农村和清洁对照点。要尽可能照顾到气象地形、地貌。（2）采样点位应尽可能的远离局部污染源，四周无遮挡雨、雪的高大树木或建筑物。,3.6.2样品的采集,（一）采样器,图3.40 降水采样器实物照片,图3.39 雨水自动采样器示意图,（二）采样方法,（三）水样的保存,（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。,采样后应尽快测定；如需要保存，一般不主张添加保存剂，水样密封后放于冰箱中。,（一）测定项目和测定频次,I级测点为：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。,3.6.3降水组分的测定,（二）测定方法,1. pH的测定2. 电导率的测定3. 硫酸根的测定4. 亚硝酸根和硝酸根的测定5. 氟离子的测定6. 氯离子的测定7. 铵根离子的测定8. 钾、钠、钙、镁离子的测定,第七节 污染源监测,3.7.1监测目的和要求,监测目的：检查排放的废气中有害物质含量是否符合国家或地方的排放标准和总量控制标准；评价净化装置及污染防治设施的性能和运行情况，为空气质量评价和管理提供依据。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)。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。,3.7.1固定污染源排气监测,3.7.2采样点的布,采样位置 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。 采样点数目 根据烟道的形状、尺寸和流速分布确定。 圆形烟道 矩形(或方形)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206页表3-9。,圆形烟道,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206页表3-10。,3.7.3基本状态参数的测量,温度的测量压力的测量,以下是采样管、测压管实物照片及剖面图。,采样头,采样管,S形皮托管,热电偶,滤筒,玻璃纤维滤筒采样管,刚玉滤筒采样管,流速和流量的计算,在测出烟气的温度、压力等参数后，按下式计算各测点的烟气流速(vs)：,式中：vs烟气流速，m/s；Kp皮托管校正系数；pv烟气动压，Pa；烟气密度，kg/m3。,烟道断面上各测点烟气平均流速按下式计算：,烟气流量按下式计算：,式中：Qs烟气流量，m3/h；S测定断面面积，m2。,式中：Qnd 标准状态下烟气流量，m3/h；ps烟气静压，Pa；pa大气压力，Pa；xw烟气含湿量体积分数，%。,标准状态下干烟气流量按下式计算：,3.7.4含湿量的测定,重量法,冷凝法干湿球温度计法,3.7.5烟尘浓度的测定,原理,图3.44 不同采样速度时颗粒物运动状况示意图,采样类型,常用的采样管有超细玻璃纤维滤筒采样管和刚玉滤筒采样管,等速采样方法,烟尘浓度计算,在采样装置的流量计前装有冷凝器和干燥器的情况下，干烟气的采样体积按下式计算：,式中：Vnd标准状态下干烟气体积，L；Q 采样流量，L/min；Msd干烟气气体相对分子质量，/kmol；tr 转子流量计前气体温度，；t采样时间，min。,烟尘浓度计算：根据采样类型不同，用不同的公式计算。移动采样时：,式中：烟气中烟尘浓度，mg/m3；G测得烟尘质量，g；Vnd标准状态下干烟气体积，L。,式中： 烟气中烟尘平均浓度，mg/m3；v1, v2、, vn各采样点烟气流速，m/s； 1, 2, ,n各采样点烟气中烟尘浓度，mg/m3； S1 , S2 , , Sn各采样点所代表的截面积，m2。,定点采样时：,3.7.6烟尘(或气态污染物)排放速率的计算,排放速率（/h）=,式中：烟尘（或气态污染物）的浓度，mg/m3；Qsn标准状态下干烟气流量，m3/h。,3.7.7烟气黑度的测定,林格曼黑度图法,图3.47 用林格曼烟气黑度计观测烟气示意图,图3.48 林格曼烟气黑度图,测烟望远镜法光电测烟仪法,3.7.8 烟气组分的测定,样品的采集,2.主要组分的测定 主要组分可采用奥氏气体分析器吸收法和仪器分析法测定。,图3.49 吸收法采样装置示意图,二、流动污染源监测,(一) 汽油车怠速排气中一氧化碳、碳氢化合物的测定,图3.51 汽车尾气测试照片,HC（碳氢化合物）体积浓度值以正己烷计。,表3.10 汽油车怠速污染物排放限量（摘自GB14761.593）,（二）汽油车排气中氮氧化物的测定（三）柴油车排气烟度的测定,图3.52 滤纸式烟度计整体工作原理示意图,第八节 标准气体的配制,本节内容： 熟练掌握标准气体的制取和标准气体的配制方法，主要包括：静态配气法、动态配气法的具体配气方法以及相应的计算过程。,3.8.1静态配气法,（一）注射器配气法（二）配气瓶配气法 1. 常压配气,图3.54 配气瓶配气装置示意图,正压配气,（三）高压钢瓶配气法,（一）连续稀释法,3.8.2动态配气法,图3.56 钢瓶气源连续稀释配气装置示意图,图3.57 气体混合器示意图,（二）负压喷射法（三）渗透管法,图3.58 负压喷射法配气原理示意图,图3.59 SO2渗透管示意图,图3.60 渗透管法配气装置示意图,（四）气体扩散法,图3.61 甲醛扩散管示意图,图3.62 甲醛标准气体配气装置示意图,（五）电解法,本 章 结 束谢 谢！,滤筒,玻璃纤维滤筒采样管,刚玉滤筒采样管,