大气污染监测 （中）,环境监测技术,1 空气污染监测方案的制订,2 空气样品的采集方法和采样仪器,3 气态和蒸气态污染物质的测定,4 颗粒物的测定,5 降水监测,6 污染源监测,7 标准气体的配制,环境监测技术,一、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。,1 空气污染监测方案的制订,环境监测技术,二、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,环境监测技术,三、监测项目,空气污染常规监测项目,环境监测技术,（一）布设采样站(点)的原则和要求 （二）采样站(点)数目的确定,我国空气环境污染例行监测采样点设置数目,调查： （ 1 ）污染源调查 （ 2 ）主导风向调查 （ 3 ）人群调查 （ 4 ）已有监测资料调查,四、大气监测站(点)的布设,环境监测技术,WHO推荐的城市空气自动监测站(点)数目,三、采样点的布设 根据不同的监测目的，可设单独采样点和网络采样点。 单独采样点是某一点位代表一个区域的大气污染情况； 网络采样点是一群采样点形成一个网，代表一个区域范围的情况。,环境监测技术,采样点的布设原则和要求 （1）采样点应选择不同污染物及其同种污染物高、中、低不同浓度的地方。 （2）按工业密集的程度，人口密集的程度，城市和郊区增设采样点或减少采样点。 （3）采样点要选择开阔地带，要选则风向的上风口。 （4）采样点的高度由监测目的而定，一般为离地面 1.5 -2m ，常规监测采样口高度应据地面 315m ，或设置于屋顶。 （5）采样点的设置条件要尽可能一致或标准化，使获得的监测数据具有可比性。,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,环境监测技术,网格布点法,适用于监测地区的范围内有多个污染源且污染源分布较均匀的地区。,环境监测技术,同心圆布点法,适用于受单一污染源或多个污染源构成一个污染中心所影响的地区。,环境监测技术,扇形布点法,适用于孤立的高架点源以及主导风向明显的地区,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,环境监测技术,五、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。,人工采样监测应做到： 在采样点受污染最严重时采样； 每日监测次数不少于 3 次； 最高日平均浓度全年至少监测 20 天，最大一次浓度样品不得少于 25 个。,环境监测技术,国家环保局颁布的城镇空气质量采样频率和时间,环境监测技术,污染物监测数据统计有效性的规定,环境监测技术,环境监测技术,六、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）,环境监测技术,2 空气样品的采集方法和采样仪器,一、直接采样法 适用于大气中被测组分浓度较高或监测方法灵敏度高的情况，这时不必浓缩，只需用仪器直接采集少量样品进行分析测定即可。此法测得的结果为采样瞬间大气污染物浓度。 常用容器有注射器、塑料袋、采气管、真空瓶等。,（一）注射器采样 （二）塑料袋采样 （三）采气管采样 （四）真空瓶采样,常用 100mL 注射器采集有机蒸汽样品。采样时，先用现场气体抽洗 2-3 次，然后抽取 100mL ，密封进气口，带回实验室分析。样品存放时间不宜长，一般当天分析完。气相色谱分析法常采用此法取样。取样后，应将注射器进气口朝下，垂直放置，以使注射器内压略大于外压。,应选不吸附、不渗漏，也不与样气中污染组分发生化学反应的塑料袋，如聚四氟乙烯袋、聚乙烯袋、聚氯乙烯袋和聚酯袋等，还有用金属薄膜作衬里（如衬银、衬铝）的塑料袋。,（3）采气管采样 采气管容积一般为 100-1000mL 。采样时，打开两端旋塞，用二联球或抽气泵接在管的一端，迅速抽进比采气管容积大 6-10 倍的欲采气体，使采气管中原有气体被完全置换出，关上旋塞，采气管体积即为采气体积 。,（4）真空瓶采样 真空瓶是一种具有活塞的耐压玻璃瓶，容积一般为 500-1000mL 。采样前，先用抽真空装置把采气瓶内气体抽走，使瓶内真空度达到 1.33KPa ，之后，便可打开旋塞采样，采完即关闭旋塞，则采样体积即为真空瓶体积。,环境监测技术,二、富集（浓缩）采样法 富集（浓缩）采样法：是使大量的样气通过吸收液或固体吸收剂得到吸收或阻留，使原来浓度较小的污染物质得到浓缩，以利于分析测定。适用于大气中污染物质浓度较低（ ppm-ppb ）的情况。采样时间一般较长，测得结果可代表采样时段的平均浓度，更能反映大气污染的真实情况。 包括溶液吸收法、固体阻留法、液体冷凝法、自然积集法等。,（一）溶液吸收法,是采集大气中气态、蒸汽态及某些气溶胶态污染物质的常用方法。 采样时，用抽气装置将欲测空气以一定流量抽入装有吸收液的吸收管（瓶），使被测物质的分子阻留在吸收液中，以达到浓缩的目的。采样结束后，倒出吸收液进行测定，根据测得的结果及采样体积计算大气中污染物的浓度。 吸收效率主要决定于吸收速度和样气与吸收液的接触面积。,吸收液的选择原则： 1）与被采集的物质发生不可逆化学反应快或对其溶解度大； 2）污染物质被吸收液吸收后，要有足够的稳定时间，以满足分析测定所需时间要求； 3）污染物质被吸收后，应有利于下一步分析测定，最好能直接用于测定； 4）吸收液毒性小，价格低，易于购买，并尽可能回收利用。,环境监测技术,气体吸收管（瓶）示意图,常用吸收管 : 气泡式吸收管：适用于采集气态和蒸汽态物质，不宜采气溶胶态物质。 冲击式吸收管：适宜采集气溶胶态物质和易溶解的气体样品，而不适用于气态和蒸汽态物质的采集。管内有一尖嘴玻璃管作冲击器。 多孔筛板吸收管（瓶）：是在内管出气口熔接一块多孔性的砂芯玻板，当气体通过多孔玻板时，一方面被分散成很小的气泡，增大了与吸收液的接触面积；另一方面被弯曲的孔道所阻留，然后被吸收液吸收。所以多孔筛板吸收管既适用于采集气态和蒸汽态物质，也适于气溶胶态物质。,环境监测技术,（二）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,填充柱阻留法示意图,填充柱是用一根 6 -10cm 长,内径 3 -5mm 的玻璃管或塑料管,内装颗粒状填充剂制成。,环境监测技术,1）吸附型填充柱：所用填充剂为颗粒状固体吸附剂，如活性炭、硅胶、分子筛、氧化铝、素烧陶瓷、高分子多孔微球等多孔性物质，对气体和蒸气吸附力强。 2）分配型填充剂：所用填充剂为表面涂有高沸点有机溶剂（如甘油异十三烷）的惰性多孔颗粒物（如硅藻土、耐火砖等），适于对蒸气和气溶胶态物质（如六六六、DDT 、多氯联苯等）的采集。气样通过采样管时，分配系数大的或溶解度大的组分阻留在填充柱表面的固定液上。,3）反应型填充柱：其填充柱是由惰性多孔颗粒物（如石英砂、玻璃微球等）或纤维状物（如滤纸、玻璃棉等）表面涂渍能与被测组分发生化学反应的试剂制成。也可用能与被测组分发生化学反应的纯金属（如金、银、铜等）丝毛或细粒作填充剂。采样后，将反应产物用适宜溶剂洗脱或加热吹气解吸下来进行分析。,固体阻留法优点： 用固体采样管可以长时间采样，测得大气中日平均或一段时间内的平均浓度值；溶液吸收法则由于液体在采样过程中会蒸发，采样时间不宜过长； 只要选择合适的固体填充剂，对气态、蒸气态和气溶胶态物质都有较高的富集效率，而溶液吸收法一般对气溶胶吸收效率要差些； 浓缩在固体填充柱上的待测物质比在吸收液中稳定时间要长，有时可放置几天或几周也不发生变化。所以，固体阻留法是大气污染监测中具有广阔发展前景的富集方法。,环境监测技术,（三）滤料阻留法,颗粒物采样夹和滤料采样装置示意图,将过滤材料（滤纸、滤膜等）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，称量过滤材料上富集的颗粒物质量，根据采样体积，即可计算出空气中颗粒物的浓度。 常用滤料：纤维状滤料：如定量滤纸、玻璃纤维滤膜（纸）、氯乙烯滤膜等；筛孔状滤料：如微孔滤膜、核孔滤膜、银薄膜等。各种滤料由不同的材料制成，性能不同，适用的气体范围也不同。,环境监测技术,低温冷凝法,采样装置示意图,静电沉降法；扩散(或渗透)法； 综合采样法,自然沉集法 利用物质的自然重力、空气动力和浓差扩散作用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。 优点：不需动力设备，简单易行，且采样时间长，测定结果能较好反映大气污染情况。,标准集尘器示意图,干法采样集尘器示意图,环境监测技术,三、采样仪器,通用组成： 收集器（前已简要介绍），流量计，采样动力（一般要求抽气动力的流量范围较大，抽气稳定，造价低，噪声小，便于携带和维修）。 现在一般都做成了成套的专用采样装置，供选择。,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,环境监测技术,再如可吸入颗粒物采样器,TSP采样器实物照片,旋风分尘器原理示意图,环境监测技术,四、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,环境监测技术,五、采样记录,采样记录与实验室记录同等重要，在实际工作中，若对采样记录不重视，不认真填写采样记录，会导致由于采样记录不全而使一大批监测数据无法统计而作废。 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。,环境监测技术,一、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。 SO2的阈值是 0.3ppm, 达30-40ppm 时 , 人会感到呼吸困难。 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。 SO2是大气主要污染物之一 ,为大气环境污染例行监测的必测项目。 常用测定方法有：分光光度法、紫外荧光法、电导法、库仑滴定法、火焰光度法等。 国家制定了两个标准方法 , 一是 GB/T8970-1988 四氯汞盐 - 盐酸副玫瑰苯胺比色法 , 另一是 GB/T15262-1994 甲醛吸收 - 副玫瑰苯胺比色法。,3 气态和蒸气态污染物质的测定,环境监测技术,四氯汞盐盐酸副玫瑰苯胺比色法 该方法是国内广泛采用的测定环境空气中 SO2的方法，具有灵敏度高，选择性好等优点。最低检出浓度为 0.4 g/5mL 。 （1）原理 用氯化钾（ KCl ）和氯化汞（ HgCl2 ）配制成四氯汞钾溶液，气样中的二氧化硫用该溶液吸收，生成稳定的二氯亚硫酸盐络合物，该络合物再与甲醛和盐酸副玫瑰苯胺作用，生成紫色络合物，其颜色深浅与 SO2 含量成正比，可用分光光度法测定。,（2）测定要点： 先用亚硫酸钠标准溶液配制标准色列，在最大吸收波长处以蒸馏水为参比测定吸光度，用经试剂空白修正后的吸光度对 SO2 含量绘制标准曲线，然后以同样方法测定显色后的样品溶液，用试剂空白修正。,（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（NOx）、臭氧（o3）及 Mn2+ 、 Fe3+、Cr6+ 等对测定有干扰。采样后放