空气理化检验 教学ppt课件.ppt

1,卫生检验专业,空气理化检验,(physicochemical analysis for air),2,第三章 气象参数的测定,3,第一节 概述,气象参数(meteorological parameter)属于自然环境的物理因素，是描述空气物理性状和特征的重要指标,气温气压气湿气流,4,气象参数测定的意义,采样时必须测定气温、气压等气象参数，换算为标准状态下体积。,气压,采样体积,影响,气流,空气污染物扩散空气污染程度,烟雾强度系数评价气流影响,影响,卫生学意义,空气理化检验中的意义,气温,气湿,5,一、测定地点的选择,进行空气污染监测时，应选择采样点为气象参数的测定地点单独测定工作环境的气象参数时，必须根据生产过程、热源分布、工作场所和建筑物的特征等实际情况确定测定地点,6,二、测定时间的选择,空气理化检验工作中，采样时间就是气象参数的测定时间单独测定工作环境中的气象参数时，应根据生产周期、劳动特点和测定目的选择测定时间。,7,第二节 气温的测定,一、气温（air temperature）温度（temperature）是表示物体冷热程度的物理量气温：空气的温度称为气温。一般是指距离地面1.5 m左右，处于通风、防辐射条件下 用温度计测得的温度。,8,气温测定的意义,15.621是人体感觉最舒适的温度区段，最适宜于人们的生活和工作,具有重要的 卫生学意义,在空气理化检验工作中的意义,是用于换算采样体积了解气温变化 与空气污染程度的关系,9,二、气温的测定方法,（一）玻璃液体温度计法1仪器及原理温度计：有水银温度计、酒精温度计，它们由球部（温包）和玻璃细管组成原理：热胀冷缩，当气温变化时，玻璃细管内的液柱高度随之变化。,10,水银温度计：测定范围大（-35350），结果准确，适合测高温酒精温度计：测定范围小（-10075），适合测较低温。,11,2测定方法,选择适当的测定地点，将温度计垂直悬挂于1.5 m高处测定气温。测定510 min后读数，读数方法：暂停呼吸，迅速读数，先读小数，后读整数。视线与液柱上端平行，水银温度计读取凸出弯月面最高点对应的数字酒精温度计则读取凹月面最低点对应的数字,12,（二）数显示温度计法,数显示温度计采用温度传感器作为感温部件，将温度变化转换为相应的电信号，经放大、转换后，在显示器上直接显示温度数值，方便读取。一般可测定4090范围的气温。,13,三、方法说明,1使用前要检查温度计的完好性 2要根据现场气温的高低 选择合适的温度计3要正确使用温度计 4要求准确测定温度时，应先校正温度计,14,四、温度计的校正,温度计的读数刻度是等分刻制的，而测温物质（如水银、乙醇）的感温属性与温度示值之间并不呈现严格的线性关系温度计在使用前应进行校正，减免等分刻度等因素引起的误差,15,四、温度计的校正,常用方法标准温度计法水沸点-冰点法,16,标准温度计法校正温度计,标准温度计B0待校正的温度计B1,测定水的沸点,测定水的冰点,标准温度计M0待校正的温度计M1,用待校正的温度计测得现场气温Mx,气温的校正值M=？要校正！方法：,17,具体方法及公式推导：,Mx,(B0 M0)(B1 M1)=M(Mx-M1)格格,B0B1,M0M1,18,2.校正公式推导,(B0 M0)(B1 M1)=M(Mx-M1)格格,19,当M0=0时，公式为,20,公式应用,将每一次测定的现场气温“Mx”代入公式计算校正后的现场气温“M”,21,水沸点冰点法,没有标准温度计时用此法!1.同前法测得B1(=98.8)、M1(=0.5)2.测定现场M(=22)、测定现场气压P（=100kPa）,22,3.建立公式,4.利用下表，用内插法计算 现场P条件下的理论沸点（B0）,标法有：,无标时：,23,表3-1不同气压下水的沸点、冰点,内插,24,表3-1不同气压下水的沸点、冰点,内插,P=100,理论沸点B0=?,25,(100.415-99.75):(99.8-99.6)=(100-99.75):(B1-99.6)B1=99.7,26,第三节 气压的测定,一、气压定义：包围在地球表面的大气层，以其自身的重量对地球表面产生的压力称为大气压强，简称气压（atmospheric pressure）。法定计量单位：帕（Pa）；百帕（hPa）千帕（kPa）、兆帕（MPa）,27,第三节 气压的测定,一、气压通常把北纬45度的海平面上，0 时的正常气压（101.325 kPa）称为一个大气压或一个标准大气压,28,气压测定的意义,卫生学意义,潜涵病（减压病）,理化检验意义,换算采样体积影响污染物浓度,29,二、气压的测定,测定气压的常用仪器有空盒气压计动槽式水银气压计（杯状水银气压计）数字显示式气压计月记型或周记型自记气压计（连续测量、记录气压的变化情况）,30,1空盒气压计,（1）结构 原理空盒内为真空！大气压变化时，引起盒壁下陷或隆起，通过杠杆传递使指针摆动,31,1空盒气压计,特点：携带方便，使用简便，适用于室外和现场的测定精确度差,32,（2）测定方法,平放仪器，先读取气温值，准确到0.1用手指轻扣仪器表面数次，以克服传递部分的机械摩擦误差再读取气压值,33,器差修正：修正仪器本身的读数误差。从气压计附表的刻度订正曲线中查得订正值,测定方法,34,测定方法,温度修正 把现埸气温下测量的气压值换算为0时的气压值，以便于比较：p=t p：温度订正值，hPa；:温度系数，,35,t 0时，从气压读数中减去气温订正值t 0时，则加上气温订正值,表示温度改变1时,空盒气压计的改变值。从仪器检定证中查得,温度修正,p=t,36,2动槽式水银气压计,结构感应部分 水银槽 水银 玻璃内管 上部真空,37,刻度部分,固定刻度尺 读整数游标尺 读小数象牙针,38,测定方法,测定气温旋转水银面调整螺旋，使水银面刚好与象牙针尖接触移动游标尺，使其“0”刻度与水银面相切：,39,读固定标尺刻度值（读整数部分）图中游标尺零刻度线切于固定标尺1004与1005之间，读取“1004”,40,同时，游标尺上必然有一刻度线与固定标尺上某刻度线水平吻合游标尺“8”刻度线与固定标尺的一刻度线水平吻合由游标尺读取小数部分0.81004+0.8=1004.8,41,读数订正,测定时因地点位置、气温不同，存在测定误差，仪器误差，必须校正！将所测定的气压校正为0、纬度45度海平面条件下的气压,42,器差订正 按仪器说明书订正，0.0，很小，可忽略不计,43,按订正表计算：测定值气温订正值温度0时：温度0时：,温度订正,44,所以 气压值=测定值 器差订正值 气温订正值,45,方法说明：,动槽式水银气压计要垂直悬挂，固定在墙上，避免日光直射，周围无热源、冷源，空气畅通、无风测定完毕后，调节螺旋降低水银液面，使象牙针尖脱离水银面,46,3.数字大气压力表,略,47,第四节气湿的测定,一、气湿空气的湿度称为气湿(air humidity)，表示空气的含水量。气湿变化较大，一般随气温升高而增大。气湿与地理位置有关。,48,空气湿度对空气污染物的扩散有较大的影响,气温较低湿度较大时，空气中的水蒸气容易以烟尘、微尘为凝结核形成雾，使污染物粒子增重下沉，积聚在低层空气中，阻碍了烟气的扩散，加重了空气的污染。伦敦烟雾事件和美国多诺拉的空气污染公害事件都是在有雾的情况下形成的严重空气污染事件。,49,卫生学中用以下五种物理参数表征气湿，其中相对湿度应用最多。,1绝对湿度（absolute humidity）一定气温下，单位体积空气中所含水汽的质量，通常用g/m3或mg/m3表示，也可用水蒸气的分压（kPa）来表示,50,2最大湿度（maximum humidity）一定气温下，单位体积空气中所含水汽的最大量，又称为空气的饱和湿度。,51,3饱和差（saturated difference）,一定气温下，空气的最大湿度与绝对湿度之差。它反映在某气温下，单位体积空气中还能容纳水汽的量，即单位体积空气中实际含有水汽的量距离饱和状态的程度，差距越大，说明单位空气中还可容纳越多的水汽,52,4生理饱和差（physiological saturated difference）,37时空气的最大湿度与绝对湿度之差生理饱和差愈大，表明人体散热愈容易，反之愈难。生理饱和差为负值时，人体不能借助蒸发汗水来散热，对人体健康不利最大湿度、饱和差和生理饱和差的单位 与绝对湿度的单位相同。,53,是绝对湿度与最大湿度的比值，即空气中实际含水汽的量与同一温度条件下饱和水汽量的比值，用百分比表示。,人们常用相对湿度来表示空气湿度。相对湿度大于80%时为高气湿，小于30%时为低气湿。,5相对湿度（relative humidity）,54,二、气湿的测定,通风温湿度计干湿球温湿度计,通风干湿计法,这两种仪器结构相似，测湿原理相同，操作方便，应用广泛。,55,1通风温湿度计测定气湿,（1）仪器结构：通风温湿度计分电动和手动两种,湿球温度计,干球温度计,56,干球温度计，它可以单独测定气温，与湿球温度计配合又可用于测定气湿 仪器顶端有一个小风机，风机与风管相连，开动时抽吸空气从风管下端进入，以恒定流速（24 m/s）流过干、湿球表面。风速的稳定使湿球表面始终处在一定的风速、温度条件下蒸发水分，排除了风速变化对水分蒸发速度的影响。,57,（2）测定原理：,被测空气愈干燥，湿球水分蒸发越快，干、湿球温度计温差越大，利用温差值可以测定空气的湿度。,干球温度计,显示空气的温度,一定温度的气流匀速通过干湿球温湿度计时，,湿球温度计,温度示值低于干球温度计,温差值越大，说明空气越干燥，湿度越小。,湿球水分蒸发,58,（3）测定方法,取适量蒸馏水湿润纱布条，开动风机，将通风温湿度计悬挂在测定地点，35 min后分别读取干球、湿球温度计的读数计算温差。从仪器附有的专用湿度表上查得测定风速下的相对湿度；也可按公式计算相对湿度,59,A为空气的绝对湿度，kPa；F1为 t2时空气的最大湿度，kPa；a为温湿度计系数,查表!t1为干球温度计所示温度，；t2为湿球温度计所示温度，；P为测定时的大气压，kPa；RH为空气的相对湿度；F为t1时空气的最大湿度，kPa；,60,（4）方法说明,温度计球部要清洁；干球球部要干燥无水滴；纱布湿润前，两支温度计的状态相同，温度读数差值不超过0.1,61,2干湿球温湿度计测定气湿,与通风温湿度计相比，测定气湿的原理相同，方法相似，简单，但准确性较差。,62,2干湿球温湿度计测定气湿,它没有小风机，在测定地点实际风速条件下测定气湿；没有防止热辐射的金属套管，自身不能防止热辐射的干扰。测定地点应通风良好，没有热辐射，以免影响测定结果,63,（二）电湿度计法,电湿度计由传感器感应环境湿度的变化，引起传感器的某一特性改变，产生相应的电信号，自动转化处理后在仪器上直接显示空气湿度数值。,64,第五节 气流的测定,一、气流空气的流动称为气流（air current），又称为风。空气作水平运动时具有方向和速率。水平气流的来向称为风向（wind direction），风的速率称之为风速（wind velocity），是指单位时间内空气在水平方向流过的距离，单位为m/s，或km/h等。,65,二、气流的测定,可以测定微风，当风速小于0.5 m/s时也可用,测定气流就是测定风向和风速。,三杯风向风速表,翼状风速计,热球式电风速计,风速大于0.5 m/s时使用,测量范围为0.510 m/s,66,（一）三杯风向风速表测定法,1仪器结构原理 该仪器由风向仪和风速表两部分组成，可同时测定风向和风速。,测风速,测风向,67,2测定方法,测定风向测量风速,根据指示风速从风速校正曲线上找出现场实际风速实际风速是测定时间范围内的平均风速,68,（二）翼状风速计测定法,翼状风速计,不能测定风向，只能测定风速。,轻质铝片翼片,测量范围为0.510 m/s，因轻质铝翼容易变形，不能测定大于10 m/s的风速。,69,数字式风速仪,略,70,（三）热球式电风速计测定法,国产热球式电风速计测定风速范围为0.0510 m/s，可以测定低风速。以普通干电池为电源，使用方便，适用于室外测定。,71,第六节 新风量,一、新风量（air change flow）是指在门窗关闭的状态下，单位时间内由空调系统通道、房间的缝隙进入室内的空气总量，单位：m3/h。,72,室内空气质量卫生标准规定新风量为30m3/（h人），也就是说，空间为30 m3的房子中仅有一个人时，每小时要换气一次。,新风量不足是产生“不良建筑物综合征”的一个重要原因,73,二、室内新风量的测定方法,（一）风口风速和风量的测定方法原理 通风口的通风量等于通风口的风速与面积的乘积。,L 为每小时总风量，m3/h；为通风口有效截面上的平均风速，m/s；A 为通风口的有效截面积，m2。,74,测定了通风口的面积和风速，由上式计算室内通风量。当进入室内的空气完全是新风时，计算的总风量就是进入室内的新风量,75,测定步骤,（1）风速测定点的分布测定风速前应根据通风口横截面的特点，选择好风速的测定点,76,1）机械通风送风口的布点,这种送风口一般是矩形和圆形！,正方形，边长为150 mm,计算各圆半径，划出若干个同心圆。在圆周与正交线的每个相交处安排风速测定点,P62自学！,77,2）外界进风口的布点：布点方法与矩形截面风口的方法相同3）自然通风口的布点：可根据现场情况参照矩形截面风口布点,78,（2）通风口风速的测定,按照气流测定方法测定各分布点的风速！测定时要确保气流畅通；每个测定点的测定时间不得少于2 min，待风速计读数稳定后再读数,79,3结果计算,根据风速计的校正系数，先校正各测定点的风速，计算通风口的平均风速（V，m/s），然后按公式计算总风量或新风量（L）,80,（二）示踪气体法,在空气运动研究工作中，示踪气体（tracer gas）是能与空气混合，但本身不发生任何改变，并且在很低的浓度时就能被测出的气体的总称,81,（二）示踪气体法,示踪气体必须是无色、无味，使用浓度无毒、安全，环境本底值低，易采样、易分析常用的示踪气体有CO、CO2、SF6（六氟化硫）、八氟环丁烷和三氟溴甲烷,82,采用示踪气体浓度衰减法测定新风量！,公共场所室内新风量测定方法（GB/T18204182000）,83,1原理,在待测室内通入适量示踪气体，由于室内、外空气交换，示踪气体浓度呈指数衰减，根据其浓度随时间的变化值，计算室内的新风量,84,2测定步骤,（1）测定室内空气总量分别测定室内容积（V1，m3）室内物品的总体积（V2，m3）按下式计算室内空气体积（V，m3）,85,（2）调试仪器,按照仪器说明书校正示踪气体浓度测定仪，并在清净的环境中对仪器进行归零调整和感应确认,86,（3）采样与测定,1）示踪气体浓度的发生和测定：关闭门窗，在室内通入适量示踪气体后，将气源移至室外；用摇摆风扇搅动空气35 min，使示踪气体分布均匀,87,（3）采样与测定,1）示踪气体浓度的发生和测定：按对角线或梅花状布点采集空气样品，同时在现场测定、记录示踪气体的浓度,88,2）计算空气交换率（air change rate）,定义：单位时间内，由室外进入室内的空气总量与该室室内空气总量之比称为空气交换率，单位：h1。计算方法：平均法回归方程法,89,平均法：简便！,在室内通入示踪气体，浓度均匀时采样、测定开始时示踪气体的浓度c0 15 min或30 min时，再次采样、测定最终示踪气体的浓度ct,90,平均法：简便！,前后浓度自然对数之差除以测定时间就是平均空气交换率 A,91,回归方程法：较平均法复杂！,当示踪气体浓度均匀时，在30 min内按一定的时间（t）间隔测量示踪气体浓度（c），测量频次不少于5次。用浓度的自然对数与对应的时间作lnc-t图,92,30 min内，按一定的时间间隔，测量示踪气体浓度，不少于5次,t：t1,tn n，t一定！c：c1,cn lnc:lnc1,lncn作lnc-t图，进行回归计算 回归方程式的斜率即为空气交换率,93,（4）结果计算：,按下式计算新风量,Q：新风量，m3/hA：空气交换率，h-1V：室内空气容积，m3,94,谢谢！,The End,