大气和废气监测.ppt

《大气和废气监测.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大气和废气监测.ppt（127页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、主讲：吴馥萍 教授,第三章 大气和废气监测,第三章 大气和废气监测,3-1 大气污染基本知识3-1-1大气 空气和大气污染1大气 指包围在地球周围的气体，厚度100014000km空气 对人类和生物的生存起重要作用是近地面的10km（对流层）称空气层，占大气总质量的95%。在环境科学领域内空气和大气常作为同义词使用，大气是指大范围的空气，如一个城市、一个区域。空气是指小范围，如一座工厂、一间房子的空气。2大气组成（1）清洁干燥的大气 N2 78.06%O220.95%Ar0.93%，其余尚有十多种气体占0.06%。不含水汽。（2）实际的空气都含有水汽。不同地区、时间含量不同。3.大气污染大气质

2、量恶化，改变了大气的组成，危害人的工作、生活和健康，损害自然资源和财产，这现象称为大气污染。,3-1-2大气污染对人和生物的危害,1对人体危害（1）急性危害 人体受到严重污染的空气侵袭后，在短 时间内即表现出不适和中毒症状。（2）慢性危害 长期生活在低浓度污染的空气中，危害不明显，难觉察。但长时间积累，使慢性支气管炎、咳嗽、哮喘、肺炎、肺癌发病率升高，死亡率增加。2对动物的危害与人体相似3对植物的危害（1）急性危害 使作物减产甚至枯死。（2）慢性危害 在低浓度污染物作用下，长时间内造成的危害。影响植物正常发育，有时出现危害症状，但大多不明显。（3）不可见危害：只造成植物生理上的障碍，使植物生长

3、在一定程度上受到抑制，但从外观看一般看不出症状。,3-1-3 大气污染物及其存在形态,（一）按其形成过程分类1一次污染物 指直接从污染源排放到大气中的污染物（SO2、NOX、CO、CnHm颗粒物、毒物）2二次污染物 一次污染物进入大气之后，污染物之间相互作用，或与空气中正常组分发生反应，生成的新污染物，多为气溶胶，常见的有O3、醛类物质、过氧化乙酰硝酸脂、硫酸雾、硝酸雾等污染更严重。（二）按存在的形态分类1分子态污染物 SO2、NOx、CO H2S、O3等。2粒子态污染物指分散在大气中的液体和固体颗粒物 粒径0.01100um之间（1）降尘 粒径10um（2）飘尘 粒径10um(a)烟 固体小

4、颗粒（0.011um）悬浮于大气中(b)雾 粒径10um 悬浮于大气中的微小液滴(c)烟雾 固液混合的气溶胶,3-1-4 大气污染物的时空分布特点,（一）气象条件的影响一次污染物受逆温层及气温、气压的限制，清晨和黄昏浓度较高，中午较低；二次污染物必须在阳光照射下才能形成，中午高、清晨黄昏低。（二）污染源的类型及污染物排放规律的影响（三）污染物性质的影响 质量轻的分子态及气溶胶高度分散在大气中，容易扩散和稀释，随时空变化快，而质量较重的尘、汞蒸汽等，扩散能力差，时空变化小些。（四）时间分辨率 两次采样监测的间隔时间根据不同的监测目的，采用不同的时间分辨率大气污染物的分布随时间和空间的分布是有规律

5、的。采样时要注意这一规律性，才能采到具有代表性的样品。,3-1-5 大气污染源,自然源 由于自然灾害造成的人为污染源 由人类的生产、生活活动所造成的。（一）工业企业排放的废气 P108表3-1（二）家庭炉灶与取暖设备排放的废气（三）汽车尾气（四）室内空气污染源 随着科技和信息技术的飞速发展，人们在室内的活动时间越来越长，特别是城市生活的人群。80%的时间是在室内度过的，因此对室内空气质量的监测评价越来越受重视。,1室内空气污染物的分类（1）化学性污染：主要由建筑材料，装饰材料带来的（有机挥发性毒物）；烹饪吸烟等带来的油烟污染物。（2）物理性污染：温度、相对湿度、通风率、新风量等（3）生物性污染

6、：真菌、霉菌、细菌、病毒（4）放射性污染：氡气及其子体（建材带来）。2室内空气的质量表征（1）有毒、有害污染因子指标：标准中规定最高限量舒适性指标：温度、湿度、大气压、新风量属主观性指标与人群生活习惯有关。,3-2 大气污染监测方案的剃订,明确监测目的调查研究收集必要的基础资料综合分析确定监测项目设计布点网络 选定采样频率（时间分辨率）采样方法监测技术。3-2-1 监测目的（一）判断大气质量是否符合国家制定的大气质量标准为编写大气环境质量评价报告提供数据。（二）为研究大气质量的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。为政府部门执行有关环境保护法规，开展环境质量管理，修订大气环

7、境质量标准提供依据和基础资料,3-2-2 有关资料的收集,（一）污染源的分布及排放情况1污染源的类型、数量、位置、主要污染物、排放量。2所用原料、燃料及消耗量。（二）气象资料 风向、风速、气温、气压、降水量、日照时间、相对湿度、温度的垂直梯度和逆温层底部高度等。（三）地形资料 地形对当地的气象条件如风向、风速和大气稳定情况有影响，是设置采样网点必须考虑的因素。（四）土地利用和功能分区情况（五）人口分布及人群健康情况（六）收集以往的大气监测资料,3-2-3 监测项目,根据优先监测原则选择那些危害大，涉及范围广，已建立成熟的监测方法，并有标准可比的项目进行监测。3-2-4 采样点的布设（一）原则和

8、要求 P152（二）采样点数目的确定应根据监测范围的大小、污染物的空间分布特征，人口密度及分布、气象、地形、精度要求及经济条件等综合考虑确定。参见P153表3-3，3-4,（一）布点方法1功能区布点法 用于区域性常规监测2网格布点法 适用于有多个污染源且污染源分布较均匀的情况。3同心园布点法 适用于有多个污染源构成污染群，且大污染源集中，主导风向不明显的地区。4扇形布点法 适用于高架点源，且主导风向明显的地区。用同心园和扇形布点法应注意的问题。P154-155,3-2-5 采样时间和采样频率,采样时间是指每次采样从开始到结束所经历的时间，采样频率是指在一定时间范围内采样次数。二者要根据监测目的

9、，污染物分布特征，分析方法灵敏度等因素确定。（一）短时间一次性采样（10，20，30min）只能反映采样时的污染情况。（二）间歇性采样 每隔一定时间采样一次，测定一次用多次测定值的平均值作为代表值，采样频率越高越具代表性。（三）边续自动采样 在较长一段时间内连续自动采样，配与自动监测仪，其监测结果不仅反映污染物随时间的变化情况，而且能取得任何一段时间的代表值。,3-3大气样品的采集方法和采样仪器3-3-1直接采样法,适用于采集大气中被测组分浓度较高或监测方法灵敏度高的蒸气态，气态样品。（一）注射器采样 适用于抽取有机蒸气态样品，用于气相色谱分析，当天分析。（二）塑料袋采样 用二联球抽取现场气样

10、打进塑料袋充满后密封袋口，带回测定。（三）采气管采样 P157图3-4（四）真空瓶采样P158图3-5 3-6如果采气瓶内真空度达不到1.33Kpa，则应用压力计测瓶内剩余压力、关闭旋塞，到现场打开旋塞取气样，同时测现场的大气压力，进行计算求出体积。,（1）用闭口压力计测量剩余压力时，现场状态下的采样体积：（现场状态下气样体积）VO真空采气瓶容积 P采气现场的大气压力 PB闭口压力计读数（2）用开口压力计测量剩余压力时，现场状态下的采气体积：（现场状态下所采气样体积）Pk 开口压力计读数,3-3-2 富集（浓缩）采样法,（一）溶液吸收法1适用范围 采集气态、蒸汽态和能溶解于吸收液的气溶胶污染物

11、2方法要点:采样时，用抽气装置将欲测气样以一定流量抽入装有吸收液的吸收管。采样结束后，倒出吸收液进行测定。3决定吸收率的因素A 吸收速度是决定采样效率的关键因素,（1）气体被吸收的原理气一液界面上被测组分的分子溶解到吸收液中（2）吸收液与被测组分发生化学反应，其吸收速度快于只靠溶解性吸收。气体在液相中的吸收速度可用下式表示=AK（CgCL）气体被吸收速度A 气一液接能面积 K 气体分子扩散系数（Kg+KL）Cg 达到吸收平衡时，在气泡内气体浓度CL 达到吸收平衡时，在液体中气体浓度当伴有化学反应时，气液界面的被测组分气体立即与吸收液发生化学反应生成新物质扩散到溶液中。此时：CL=0=AKCg

12、AKCgAK(CgCL)说明发生化学反应的吸收速度更快，所以一般选用能与被测组分发生化学反应的溶剂作为吸收液。,（1）增大气一液接触面是提高吸收速度的另一因素。设采样的流量为Q，气泡平均半径为r，则单位时间内 气泡的总表面积为A 如果吸收液高度为H，气体流速为V，则气泡接触液体的时间为H/V，则气体在通过吸收液的时间内，气液总接触面积为 A总=3Q/rH/V 从上式看出，当气体流量一定时，吸收液高度越高，气泡半径越小，流速越慢，则气液总接触面越大。吸收速度越快，增大气液接触面积要选择合适的吸收管。B 被测组分在吸收液中的溶解度越大吸收率越高。,1选择吸收液的原则（1）与被测组分发生化学反应快，

13、或溶解度大。（2）污染物被吸收后要有足够的稳定时间。（3）污染物被吸收后应有利于下一步的分析。（4）吸收剂毒性小，价格低，易于购买，且尽可能可回收。2几种常用吸收管（1）气泡吸收管 P159图3-7适于采集气态和蒸气态物质。这种吸收管可装510ml吸收液，采样流量为0.52.0 L/min.（2）冲击式吸改管 P159图3-7 只适宜采集气溶胶态物质。装吸收液510ml的吸收管采样流量为3.0 l/min;装吸收液为50100ml的吸收管采样流量为30 l/min.,（3）多孔筛板吸收管（瓶）P159图3-7 适于采集气态蒸气态、气溶胶物质。采样效率高。吸收管装510ml吸收液，采样流量0.1

14、1.0 l/min.小吸收瓶装吸收液1030ml。采样流量0.52.0 l/min。大吸收瓶装吸收液50100ml，采样流量30 l/min。（二）填充柱阻留法采样方法要点 用一根长612cm，内径35mm的玻管或塑料管内装颗粒填充剂而制成，采样时让气样以一定流速通过填充剂，被测组分因吸附，溶解或化学反应等作用被阻留在填充剂上达到浓缩采样目的，采样后通过解吸或溶剂洗脱，使被测组分从填充剂上释放出来便于测定。,1吸附型填充柱填充剂是固体颗粒状吸附剂（1）吸附力为分子间力，吸附力较弱，易解吸（2）吸附力为利余化学键力，吸附力较强，采样效率高，但难解吸。2分配型填充柱。类似于气相色谱粒的功能。3反应

15、型填充柱。气样通过此类填充柱时，被测组分与填充剂发生化学反应而被阻留下来。（1）填充剂本身是能与被测组分发生反应的纯物质。（2）填充剂是惰性多孔颗粒物或纤维状物，表面涂渍能与被测组分发生化学反应的试剂。填充柱阻留法采样的优点在于可长时间采样、富集效率高，适于测定微量组分和测定日平均浓度，浓缩在固体填充剂上的被测物质比较稳定，可放置几天，十几天。,（一）滤料阻留法 用于采集空气中固体颗粒物。将过滤材料放在采样夹上，用抽气装置抽气，则空气中的颗粒物被阻留在过滤材料上。称量滤料上阻留的物质的质量，根据采样体积可计算出空气中颗粒物的浓度。（二）低温冷凝法用冷冻剂冷凝提高采集效率。1采样方法 仪器装置P

16、162图3-92.常用冷冻剂 冰盐水（-10C）；干冰乙醇（-72C）；液态氧（-183C）；液态空气（-190C）液氮（-196 C）此种方法优点，可长时间较长流量采样，效率高，富集效果好，样品可稳定较长时间保存。,（一）自然积集法：利用物质的自身重力，空气动力和浓差扩散作用采集空气中被测物。1降尘试样的采集（1）湿法采样 P163（2）干法采样 P163图3-10 3-112硫酸盐化速率试样的采集（1）二氧化铅采样法后面介绍（2）碱片法后面介绍,3-3-3 采样仪器,（一）主要组成部分 由收集器，流量计，采样动力三部分组成。1收集器 用于捕集大气中欲测污染物质的装置。2流量计 用于测量气体

17、流量的仪器，而流量是计算采气体积的参数。（1）孔口流量计 P165图3-13（2）转子流量计 P165图3-14（3）皂膜流量计 P164图3-12（4）临界孔流量计P165,1采样动力(抽气装置)：根据采样流量、收集器类型及采样点条件进行选择。并要求抽气流量稳定，连续运行能力强、噪声小和能满足抽气速度要求。（1）非电力抽气动力 注射器、抽气筒、水抽气瓶、双连球等。应用于采气量小，无市电供给的情况。（2）电力抽气动力（a）真空泵 刮板泵，抽气速度较大，可用于大流量采样。（b）薄膜泵 适用于阻力不大的收集器采气，流量0.53.01/min的采样。（c）电磁泵 原理与薄膜泵相似。抽气量0.51.0

18、1/min.,（一）专用采样装置将收集器、流量计、抽气泵、气样预处理、流量调 节、自动定时控制等部件组装在一起就构成了专用采样器。1大气采样器 P166图3-15、16用于采集气态和蒸气态污染物，流量0.52.0L/min2颗粒物采样器 A总悬浮颗粒物（TSP）采样器（1）大流量采样器 P167图3-17采气流量1.11.7中流量采样器 P167图3-18采气流量50150 L/min,B飘尘采样器（1）二级旋风分尘器 P167图3-19（2）向心式分尘器 P168图3-20、21（3）撞击式分尘器 P169图3-22 C个体剂量器 为研究大气污染物对人体健康的危害而研制的采样器，随人的活动连

19、续采样，反映人体实际吸入的污染物的量，只能采集气态蒸气态物。,3-3-4 采样效率,在规定的采样条件下所采集到的污染物量占其总量的百分数。（一）采集气态、蒸气态污染物的评价方法。1绝对比较法 精确配制一个已知浓度为Co的标准气，用所选用的采样方法采集，测定被采集的污染物的浓度C1 采样效率K=C1/Co*100%2相对比效法 配剃一个恒定的但不知道待测物准确浓度的气体样品，用3个采样管串联起来采集所配制的样品，采样结束后，分别测定各采样管中污染物的浓度。采样效率K=C1C2C3*100%,（一）采集颗粒物效率的评价方法1用质量采样效率表示（最常用方法）要评价某 一个采样方法的采样效率，用另一个

20、已知采样效率高的方法同时采样进行比较。2颗粒采样效率的测定 采集到颗粒物的粒数占总颗粒数的百分比，用一个灵敏度很高的颗粒计数器测量进入滤料前后空气中的颗粒数来计算。3-3-5 采样记录 记录被测物名称、编号、采样地点、采样时间、流量、采样体积、采样时的温度和大气压，吸收液和采样时的天气状况、环境状况、采样者及审核者姓名,3-3-6 大气中污染物浓度的表示方法与气体体积换算P149,（一）污染物浓度表示方法1单位体积内所含污染物的质量数。mg/m3（标），g/m3（标）2污染物体积与气样总体积的比值 PPm 在100万单位体积的空气中含有害污染物气体或 蒸气的体积数。PPb=1/1000PPm

21、1PPm=1000PPb PPm=1/106 PPb=1/1093两种表示方法可以相互换算 Cp=(22.4/M)*C Cp 以PPm表示的气体浓度 C 以mg/m3表示的气体质量浓度 22.4 标准状态下（0C，101.325Kpa）气体摩尔体积（L）M 污染物质的摩尔质量,（一）气体体积的换算为了使监测结果具有可比性，需将采样状态下的气体体积换算为标准状态下（0C，101.325Kpa，R=22.4L）或参比状态下（25C，101.325Kpa，R=24.5L）的体积。根据状态方程PV=nRT（标准状态下气体体积）P采样现场大气压力；t采样现场温度,3-4 气态和蒸气态污染物的测定3-4-

22、1 SO2的测定,（一）盐酸副玫瑰苯胺分光法GB1原理 用四氯合汞酸钾为吸收液吸收大气中SO2生成稳定的亚硫酸二氯合汞络离子，再与甲醛反应生成羟甲基磺酸再与盐酸副玫瑰苯胺反应生成稳定的紫色络合物。,1测定方法（A）溶液pH值的影响 当配制盐酸副玫瑰苯胺溶液加H3PO4量较少显色的pH值为1.60.1显色后溶液显红紫色入max=548nm，空白值较高548=4.77*104当采气30L时最低检出浓度0.025mg/m；当H3PO4量多些显色PH=1.20.1，显色后溶液呈蓝紫色。入max=575nm。试剂空白值较低，采样10L时最低检出浓度为0.04mg/gm灵敏度较前者低。其575=3.70*

23、104,(B)测定要点(a)标准曲线的绘制。（1）用亚硫酸钠配制标准系列溶液。（2）往标液中加0.5mL 1.2%的氨磺酸溶液摇匀，放置10分钟（消除氮氧化物的干扰）（3）加0.5mL 0.2%甲醛溶液和1.5mL 0.4%的盐酸副玫瑰苯按溶液摇匀放置显色。（4）显色15min后于575nm（或548nm）处用1cm光程测吸光度。（5）扣除试剂空白后用A对C做标准曲线。（b）气样的测定。用四氯合汞酸钾（加EDTA）为吸收液采足够量气体；（2）将吸收液加入比色管中，用少量蒸馏水洗采样瓶；（3）往试液中加0.5Ml 1.2%氨磺酸，以下操作与测制标准曲线相同。,（四）结果计算 SO2(mg/m)=

24、W/VaVb/Vo W测定时所取样品溶液中SO2的含量（g）；Va测定所取样品溶液体积；Vb样品溶液总体积；Vo标准状态采样体积。（D）注意事项（1）温度、酸度及显色时间都影响溶液的颜色，因此作标准曲线和测试 样品所有条件应保持一致。（2）作为研究性质的测定可用下式计算：SO2（mg/m）=(A-Ao)/Vo*Bs Bs：单位吸光度所表征SO2 的含量,（一）钍试剂分光法1原理 SO2+H2O2H2SO4 Ba2+SO4BaSO4 Ba2+（剩余）+钍试剂钍试剂钡络合物入max=52Onm最低检出限为0.4g/mL2.测定（A）标准曲线的绘制 配制H2SO4标准系列溶液，各加入定量高氯酸钡乙醇

25、溶液，再加钍试剂显色，得标准色列。以蒸馏水代替标准溶液，配制试剂空白溶液。于520nm处以水作参比，测A，并调至0.700，以试剂空白作参比，测定标准系列溶液的吸光度，以A对CSO2 做标准曲线。,（B）气样的测定 将采样后的吸收液定容，按上述方法测A，从标准曲线上查相对于SO2的浓度（C）SO2(mg/m)=CVL/Vo(三)定电位电解法1原理 仪器装置：P174图323 当在工作电极上施加一大于被测物质的氧化还原电位时（+0.17v）=+0.17v 则扩散到电极表面的SO2发生氧化反应，同时在对电极上发生O2的还原反应。工作电极:2SO2+2H2OSO42-+8H+4e 对电极上：总反应：

26、,气样中的SO2通过隔膜进入电解池后，在工作电极上迅速发生氧化反应，所产生的极限扩散电流与SO2浓度的关系服从菲克斯扩散定律：式中：iL极限扩散电流；n被测物质转移摩尔电子数；F法拉第常数（96500）；A气体扩散隔膜面积cm2；D气体扩散系数c/s;隔膜厚度；C被测气体浓度mol/ml 在一定的工作条件下n、F、A、D、均为常数，故极限扩散电流i与被测物的浓度C成正比。,2测定：先用零气和标准气分别调零和量程校正。再进气样测定，仪器直接显示测定结果。（四）紫外荧光法 荧光：指某些物质受某种光照射后能发出比入射光波长更长的光，当入射光停止照射时，能保持一段时间，随后才消失，这种光称为荧光。有紫

27、外荧光、红处荧光、X荧光。1荧光分析的一般原理 荧光通常发生于具有共轭体系的分子中，不同物质的结构不同，其激发光谱和发射光谱不同。这是定性分析的依据，在一定条件下物质发射的荧光强度与其浓度之间有定量关系这是定量分析的基础。,当荧光物质溶液浓度很稀时荧光强度与溶液浓度的关系符合比耳定律F=KC1荧光分光光度计P131图3-282紫外荧光法测定大气中的SO2 紫外荧光法测定大气中的SO2，具有选择性好，不消耗化学试剂，适用于连续自动监测，已被世界卫生组织在全球监测系统中采用。用波长190230nm紫外光照射大气样品，则SO2吸收紫外光，被激发至激发态。SO2+hV1SO2*发射光强度与SO2浓度成

28、正比FSO2用仪器测定SO2的含量，水蒸汽造成负干扰，芳香烃产生正干扰，样气进入反应室前必须把两者去除。监测仪器分为气路系统及荧光计两部分。,3-4-2 氮氧化物的测定,（一）盐酸苯乙二胺分光光度法GB 1原理 用冰乙酸对氨基苯磺酸和盐酸苯乙二胺配成吸收液采样，大气中NO2溶于水转化HNO3，HNO2 2NO2+H2OHNO3+HNO2 在冰乙酸存在下，HNO2与对氨基苯磺酸发生重氮化反应：,2测定 a.标准曲线的绘制（1）用NaNO2（基准）配制NO2标准系列溶液各10mL（2）加入定量吸收显色液（冰醋酸5%，对氨基苯磺酸0.5%，盐酸苯二胺0.005%）放置15mi显色。（3）于540nm

29、处以试剂空白为参比测A（4）以A对C作标准曲线，或计算出单位吸光度相应的NO2微克数。m A Bs=m/A=NO2g/单位吸收光度 b.气样的测定（1）取配制好的吸收一显色液5ml于采样管中，以0.5L/min的流量采气样20min（吸心液显玖瑰红色为止）（2）取吸收液于10mL具塞比色管中，用蒸馏水洗吸收管合并于比色管中、定容、测吸光度A,从反应式看出，NO2溶于水不是100生成亚硝酸，而是有一部分生成硝酸，因此计算结果时，要用校正系数f进行换算，而f是用NO2标准气进行多次实验测定的平均值。f值表征采样过程中被吸收液吸收生成偶氮染料的NO2的量与通过采样系统的NO2总量的比值，它受空气中N

30、O2浓度，采样流量，吸收瓶类型，采样效率等因素的影响。一般实验条件应保持一致。一般情况下f取值0.88。当空气中NO2浓度高于0.720mg/时取值0.77。,（二）酸性高锰酸钾溶液氧化法 可分别测定空气中NO2、NO及NOx（总氮氧化物）1采样装置 P176图3-24 2采样量:510ml吸收液。采样流量0.4 l/min采样体积424L.测短时间浓度；150500ml吸收液。采样流量0.2L/min采样体积288L。用于测定日平均浓度。3测定 第一个吸收显色瓶测定空气中NO2的含量 高锰酸钾氧化瓶把空气中NO转化为NO2 第二吸收显色瓶测定空气中NO的含量 两者之和即为空气中总氮氧化物的含

31、量 做空白试验对A进行校正。配亚硝酸盐标准系列溶液在相同条件下测A。,4定量方法 用最小二乘法标准曲线的回归方程，求出斜率b截距a，用下列式子计算各物质在空气中的浓度 A1、A2分别为第一瓶吸收显色液，第二瓶吸收显色液采样后的吸光度；A0试剂空白液显色后吸光度；D气样吸收液稀释倍数；V吸收显色液体积（视需要而定）（ml）；V0采气样体积换算为标态体积（L）；KNO氧化为NO2的氧化系数（0.68）。,（三）三氧化铬石英砂氧化法：测NOx 在显色吸收瓶液前接一内装三氧化铬石英砂管，采样时气样中的NO在氧化管内被三氧化铬氧化为NO2，与气样中NO2一起进入吸收瓶，被吸收显色，测定结果为气样中氮氧化

32、物总量。,3-4-3 CO的测定,（一）非分散红外吸收法 1原理 CO、CO2、水蒸汽、CH4、SO2、NH3等气态分子受到红外辐射（125m）照射时，有很强的吸收作用。但吸收各自特征波长的光。如CO入max=4.5m.CO2 4.3m，水汽 3m CH4 6m。在一定浓度范围内。AC（气态物质浓度）CO虽然吸收峰值很窄，但空气中CO2、水汽浓度远大于CO会掩盖CO的吸收，所以必须消除CO2和水汽的干扰，方法是将气样先进入干燥管（碱石灰）；也可用干燥剂除水，用窄常光学滤光片或气体滤波室将进入吸收室的红外光仅限制在CO吸收的窄带光范围内。,2.非分散红外吸收法CO监测仪 P139图3-36（二）

33、气相色谱法 色谱分析法是一种分离测定多组分混合物的极其有效的分析方法，它基于不同物质在相对运动的两相中具有不同的分配系数，当这些物质随流动相移动时，就在两相之间反复多次分配，使原来分配系数只有微小差异的各组分得到很好的分离，依次进入检测器测定，从而达到分离，测定各组分的目的。CO的测定是用氢火焰离子化检测器（FID）1原理 大气中CO、CO2、CH4经TDX01碳分子筛色谱柱分离后，于氢气流中在镍催化剂（36010C）作月用下，CO、CO2皆能转化为甲烷，然后用FID检测器分别测定上述三种物质，其出峰顺序为CO，CH4，CO2。,2测定（a）进标准气样测峰高，计算定量校正值K 测量峰高，按下式

34、计算定量校正值：（表示每mm峰高代表的CO浓度（mg/m3）标准气样出峰时CO的峰高（mm）CS 标准气样中CO浓度（mg/m3）（b）含CO污染物气样的测定 在与测定标准气样相同条件下测气样的峰高值，从定量管（7）进气样，测得峰高值按下式计算其浓度CX=hxK（三）汞置换法（间按冷原子吸收法）1原理 气样中的CO与活性HgO在180200C发生反应，置换出汞蒸气：,CO+HgOHg+CO2 带入冷原子吸收测汞仪，测定汞的含量，换算成CO浓度。2测定仪的工作流程P179图328（a）仪器调零（b）进标准气测AS（AS 标准气所显示的吸光度）（c）气样中CO的测定。用零气清选气路后，进气样进行测

35、定，得吸光度AX。（d）结果计算：因为AS=bCs Ax=bCx 所以AX/AS=CX/CS CX=AX/ASCS,3-4-4 光化学氧化剂和O3的测定,光化学氧化剂是与形成光化学烟雾有关的污染物，是总氧化剂的主要组成部分。总氧化剂是指大气中能氧化KI，析出I2的物质，包括O3，过氧乙酰硝酸脂、氮氧化物等。光化学氧化剂是指除NOX以外能氧化KI的氧化剂。高空O3是大气的正常组分，能强烈吸收紫外光保护人类和地球生物免受太阳紫外光的辐射。（一）光化学氧化剂的测定。1测总氧化剂浓度（以O3表示）用硼酸KI作为吸收液采气样，则气样中总氧化剂被吸收，其反应式如下：,O3+2I-+2H+I2+O2+H2O

36、 反应置换出I2，与O3有定量关系，于352nm下比色测得I2的浓度，便可知O3的浓度。（a）标准曲线的建立。以H2SO4酸化的KIO3（准确量）KI混合液作O3的标准溶液（以O3计）配制标准系列（O3的分子量47.9982；I2的分子量253.809）KIO3+5KI+3H2SO43I2+3H2O+3K2SO4 5.2879mgI2相当1mgO3，要得到5.2879mg，I2需0.1486mg，KIO3参与反应。在352nm波长处以蒸馏水为参比测吸光度，然后以A对C作标准曲线或以最小二剩法建立标准曲线的回归方程。,（b）气样的测定 吸收管中加入一定量硼酸碘化钾吸收液，在采样管前连接一个CrO

37、3石英砂氧化管（把SO2、H2S、NO等氧化，排除干扰）采集一定量的气样，倒出吸收液定容（与标准溶液同体积）在相同条件下测吸收液的吸光度。2测定NOX 同时测定气样中NOX的浓度C（mg/m3）气样中的NOX（NONO2）采集后在46小时内只有26.9%与KI发生反应.3定结果计算。光化学氧化剂 A1气样吸光度；A0试剂空白吸光度；Vn标准状态下采样体积。,（c）吸收率K的测定：用两支结构相同的吸收管装吸收液后串联采样分别测各管吸收液中O3的浓度，设第一管为C1，第二管为C2 A C K=（A1-A2）/（A1-A0）100%（二）O3的测定 1硼酸碘化钾分光法。A装准确量的吸收液于吸收管中（

38、吸收液由准确量的Na2S2O3与硼酸，碘化钾按一定比例混合而成，采集一定体积的气样，为了消除SO2，H2S等到还原性物质的干扰，并将NONO2，在吸收管前连接CrO3石英砂氧化管。吸收液中发生如下反应：O3+2I-+2H+O2+I2+H2O 产生的碘：I2+2Na2S2O3Na2S4O6+2NaI,倒出吸收液定容后加入准确量的过量碘标准液，碘与过量Na2S2O3反应：2Na2S2O3+I2Na2S4O6+2NaI 过量的碘于352nm测吸光度A1B零气（不含O3的气体）的测定。采空气时在氧化管和吸收管之间串入O3过滤器（装粉状MnO2和玻璃纤维滤膜碎片）除去空气中O3，所采集的气体即为零气，在

39、测气样相同条件下测吸光度A2。A1-A2=A即为气样中O3氧化KI产生的I2的吸光度。C标准曲线的建立。（1）以KIO3标准溶液配制标准系列溶液，加入采气样等量的吸收液，再加入与测气样等量的碘标准溶液于352nm处测吸光度A。,（1）以蒸馏水代替KIO3标准液显色，测试剂空白的吸光度A0。标准溶液中：1mol KIO33molO3（2）以（A-A0）对CO3作标准曲线，或以最小二乘法求回归方程的截距a，斜率b（吸光度/gO3），f样品溶液最后体积与标准溶液体积之比。D结果计算 Vn标准状态下气样体积（L）,2化学发光法。A乙烯法的原理 气样中O3与过量乙烯发生均相反应，生成激发态的甲醛，而激发

40、态的甲醛瞬间回到基态以光形式释放出能量，波长范围300600nm，峰值波长435nm，发光强度与O3浓度成正比。2O3+2C2H42C2H4O34HCHO*+O2 HCHO*HCHO+hv 上述反应是特效的，不受SO2、NOX、CI2等的干扰；测定O3浓度的线性范围是0.01200PPm。B乙烯法化学发光O3监测仪的工作原理。测量过程需通入四种气体P147图3-44 乙烯由钢瓶供给,（1）空气A经活性炭净化器（4）净化后作为零气经三通阀（6）、（9）进入反应室（10）（不含O3不发生化学光反应）仪表调零，关闭。（2）空气 B经计量后进入气路，经过滤器（7）净化后进入O3发生器（8）产生标准浓度

41、的O3经三通阀（9）进入反应室（10），在此与乙烯进行光化学反应，其发射的光经滤光片（11）滤光，投射到光电倍培管（12）上，把光信号转变为电信号经阻抗转变和放大（14）后送入显示仪表，校准仪器刻度，反应后的废气经抽气泵（13）抽入催化燃烧装置，将废气中剩余的乙烯烧掉排出。（3）开通空气A的系统，洗净气路和反应器（关闭）。（4）测量时把（B）、（A）两个三通都旋至测量档气样经粉尘过滤器进入反应室与乙烯发生反应。后面过程与标准气样相同，最后在显示仪表上显示测定结果，并记录下来 乙烯是易燃易曝气体，应特别注意不要漏气，注意防火，安全,3-4-5 硫酸盐化速率的测定,硫酸盐化速率是指大气中含硫污染物

42、演变为硫酸雾和硫酸盐雾的速度。（一）二氧化铅重量法 1原理 空气中的含硫污染物与PbO2反应生成PbSO4用Na2CO3溶液处理使PbSO4PbCO3释放出SO42-加入BaCI2溶液，生成BaSO4沉淀用重量法测定：SO2+PbO2PbSO4H2S+PbO2PbO+H2O+SPbO2+S+O2PbSO4,2测定要点。a制备PbO2采样管，涂PbO2面积约100cm2b采样 上述采样管固定在百叶箱中，采样302dc测定 测定采样管和涂PbO2的空白管。1计算 硫酸盐化速率0.343SO3/BaSO4 分子量之比值.（二）碱片重量法1原理 将用碳酸钾浸渍并干燥的玻璃纤维滤膜曝露于大气中，碳酸钾与

43、空气中的SO2等含硫污染物发生反应，生成硫酸盐，加入BaCI2溶液，让其生成BaSO4沉淀，测重量。,2测定要点。a制备碱片。b采样。c测定。1结果计算 与PbO2法相同（三）碱片铬酸钡分光法 碱片的制备，采样的前处理与碱片一重量法相同，滤液加BaCrO4悬浮液，在氨乙醇溶液中分离除去过量BaCrO4、BaSO4、反应释放出的CrO42-离子浓度与SO42-浓度存在定量关系，测得CrO42-浓度知SO42-浓度,黄色铬酸根离子在420nm处有最大吸收峰，可用分光光度法测定，标准曲线法定量。结果表述同重量法。,3-4-6 总烃及非甲烷烃的测定,总烃（THC）大气中所有的碳氢化合物。非甲烷烃（NM

44、HC）除甲烷以外的碳氢化合物。（一）气相色谱法 用氢火焰离子化检测器发别测定气样中的总烃和甲烷烃，两者之差即为非甲烷烃。1以氮气为载气测定流程图。P186图3-30 测总烃时先进除烃净化后的空气（含氧）测得峰高ha，再进用甲烷配制的标准气（用氮气为稀释气体）测得的峰高hs，用净化空气洗气路，最后进气样测得峰高ht。,总烃测定：N2净化器六通阀色谱柱（空）FID放大器记录仪（零气ha，标准气hs气样ht）零气 标准气 气样 H2 空气 甲烷测定：N2净化器六通阀色谱柱（GDX5O2）FID放大器记录仪（除非甲烷烃）甲烷标气 气样 H2 空气测得峰高 标准气hs气样hm结果计算：总烃 以CH4计（

45、mg/m3）=甲烷（mg/m3）=非甲烷烃浓度=总烃浓度-甲烷烃浓度,2用除烃后的净化空气做载气。P187图331 先配制含氧量与大气样品相近的甲烷标准气（用氮气稀释）或者用除烃后的净化空气为稀释气，配制甲烷标准气测总烃：空气除烃装置（2、3、4、5、6、7都是除烃装置及净化装置）标准气 气样 H2六通阀色谱柱FID放大器记录仪 H2 进标准气测峰高hs，进气样测峰高ht。测甲烷烃：空气除烃装置（同上）六通阀 标准气 气样色谱柱（GDX5O2）FID放大器 H2,标准气峰高HS2 气样峰高hm结果计算：非甲烷烃浓度=总烃浓度-甲烷浓度,3-4-7 氟化物的测定,（一）滤膜采样氟离子选择电极法

46、1采样方法的选择 a.测气样中总氟化物，用KH2PO4溶液浸渍的玻璃纤维滤膜采样，气态氟化物被吸附固定，尘态氟化物被阻留在滤料上。b分别测定气态和尘态氟化物。第一层用具0.8m孔径,柠檬酸溶液浸渍的纤维素脂微孔膜先阻留尘态污染物，第二、三层用经KH2PO4浸渍过的玻璃纤维滤膜采集气态氟化物。采样滤膜分别测定。,2测定 气态氟化物F（mg/m3）=尘样用酸溶解后测定得W3 酸溶性尘态氟化物F mg/m3=W3-W0/V0（二）石灰滤纸采样氟离子选择电子法 用浸渍了Ca（OH）2溶液的滤纸在固定点用采样支架支撑自然采样7天至一个月。采样滤纸用总离子强度调节液浸取把氟化物溶解到溶液中，定容后用氟离子

47、选择电极法测定。测定方法及计算方法同上。,3-4-8 汞的测定,（一）金膜富集冷原子吸收分光光度法1测定装置 P185图3-292测定。3结果计算：Hg（mg/m3）=Wg/Vn（L）(二)硫基棉富集冷原子荧光法1原理：在酸性介质中，用硫基棉富集空气中的汞及其化合物，固定反应式如下,采样后用4.0mol/l盐酸-氯化钠饱和溶液解吸汞及其化合物，经氧化亚锡还原为金属汞，用冷原子荧光测汞仪测定总汞的浓度。2硫基棉采样管的制取：用一根长610,内径35mm的石英玻璃管。内装硫基棉（硫基棉由脱脂棉浸沉于硫代乙醇，乙酸酐及硫酸混合液中一定时间，经用水洗至中性，抽滤，烘干制得。）3设备安装：类似于金膜富集

48、-冷原子吸收法测汞。定量方法：标准曲线法。,3-5 颗粒物的测定3-5-1总悬浮颗粒物（TSP）的测定,（一）原理 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重量之差及采样体积，即可计算TSP的质量浓度 TSP（mg/m3）=W/(Q0t)（二）采样测定 1用大流量采样（1.11.7m3/min）采样24h。2中流量采样。用80mm滤膜采样时，流量7.29.6 m3/h；用100mm滤膜采样时流量为11.315 m3/h 3不管用那种采样方法，流量计要定时校准。,3-5-2 可吸入尘粒（飘尘IP）的测定（PM10）,粒径小于10m的颗粒物称飘尘。（PM

49、10）（一）重量法。1大流量采样法。P93 2小流量采样法。（二）压电晶体差频法。1工作原理 P193图3-35 2结果表示:K由石英晶体特性和温度等因素决定的常数；M测量的石英谐振器质量增值，即采样的IP质量。,在实际决定时是固定值,（三）射线吸收法 1基本原理 射线通过特定物质后，其强度衰减程度与所通过的物质质量有关，与物化性质无关。2射线飘尘测定仪的工作原理。P167 设强度相同的射线分别穿过清洁滤带和飘尘滤带后的强度分别为N0（计数）和N（计数）二者关系为：设滤带采尘面积为S，采气体积为V,3-5-3 自然降尘的测定,大气中自然降落于地面上的颗粒物，粒径多在10m以上。（一）自然降尘量

50、的测定 1、降尘试样采集 P163 2、测定 P195 3、计算降尘量（t/Km2月）W（g）、S（Cm2）、n天数（二）其它物质的测定 P196图3-52 可溶性物质，非可溶性物质，水溶性可燃物质，非水溶性可燃物质，总可燃性物质，水溶性物质灰分，非水溶性物质灰分，总灰分。,3-5-4总悬颗粒物中主要组分的测定,（一）某些金属元素和非金属化合物的测定 1样品的预处理 a湿式分解 用酸消解，溶解样品。盐酸硝酸、硫酸、磷酸、高氯酸和一些氧化剂KMnO4、K2S2O8、H2O2等。b干式灰化 高温法 样品于坩埚中，马弗炉内400800C分解样品，然后用稀酸溶解样品测金属，稀碱溶解样品测非金属无机物。