环境空气与废气监测,曾 勇 遵义市环境监测中心站,2013年7月17日贵阳,环境监测概述,环境监测是环境科学的一个重要分支科学，是通过对影响环境质量因素代表值的测定，确定环境质量或污染程度及其变化趋势。环境监测是环境保护工作的基础，是贯彻执行环境保护法规的依据，是污染治理、 环境科研、设计规划、环境管理不可缺少的重要手段，也是环境质量评价以及厂矿企业全面质量管理的组成部分。,环境空气是指人群、植物、动物和建筑物所暴露的室外空气。,培训提纲,环境空气监测环境空气监测规范空气中的污染物及其形态环境空气监测目的环境监测工作的一般程序常用术语环境空气监测方案的制定空气样品的采样方法和采样仪器环境空气自动监测问题与总结“五性”环境监测的灵魂!关于测试烟道流速关于采样嘴与气流方向偏差关于滤筒负值问题关于锅炉出力的简化公式关于空气过剩系数,废气监测监测目的监测技术规范监测方案的制定出发前准备现场准备污染源的工况要求烟气状态参数测定烟尘测定烟气污染物测定数据整理与计算大气污染物综合排放及炉窑 采样相关规定无组织排放采样,环境空气监测,环境空气质量监测规范环境空气质量监测规范（国家环保总局公告 2007年第4号 ） 本规范适用于国家和地方各级环境保护行政主管部门为确定环境空气质量状况，防治空气污染所进行的常规例行环境空气质量监测活动。环境空气质量自动监测技术规范（HJ/T 193-2005） 本标准适用于各级环境监测站及其他环境监测机构采用自动监测系统对环境空气质量进行监测的活动。 环境空气质量手工监测技术规范（HJ/T 194-2005） 本标准规定环境空气质量手工监测的技术要求，适用于各级环境监测站及其他环境监测机构采用手工方法对环境空气质量进行监测的活动。空气和废气监测分析方法（第四版增补版），中国环境科学出版社，2007年11月。增加第七章“环境应急监测”。,环境空气监测,空气中的污染物及其存在形态（1）根据污染物的形成过程分一次污染物是指直接从各种污染源排放到大气中的有害物质。 例如，SO2、NOx、CO、碳氢化合物、颗粒性物质等。“十二五”期间，细颗粒物（PM2.5）和重金属将成为大气监控的重点； SO2、NOx被列为总量控制污染物。二次污染物是指一次污染物在大气中相互作用或它们与大气中正常组分发生反应所产生的新污染物。例如，硫酸盐、硝酸盐、臭氧、醛类、过氧乙酰硝酸酯（PAN）等。,环境空气监测,空气中的污染物及其存在形态（2）根据污染物存在状态分类分子状态污染物是指常温常压下以气体或蒸汽形式分散在大气中的污染物质。例如，SO2、NO2、硝酸盐、C1-C5化合物、酮、CO、CO2、HF、HCl等。粒子状态污染物（或是颗粒物）是指分散在大气中的微小液体和固体颗粒，粒径在100m之间，是一个复杂的非均匀体系。粒径大于10m的颗粒物能够较快的沉降到地面上，称为降尘；粒径小于10m的颗粒物可长期漂浮在大气中，称为飘尘，包括烟（0.011m）、雾（10m）、灰尘等形式。“霾”,环境空气监测,环境空气监测的目的（“三个依据”） 判断空气质量是否符合国家制定地大气质量标准，为编写空气环境质量状况评价报告提供数据；（现状？） 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工作提供依据；（未来？） 为执行有关环保法规，开展环境质量管理、环境科研及修订空气环境质量标准提供基础资料和依据。（行动！）,“环保工作的耳目”,“定量管理的尺度”,环境空气监测,实施方案：优化布点、样品采样、运送保存、分析测试、数据处理、综合评价。,环境空气监测,常用术语,年平均：一年的日均浓度的算术均值季平均：一季的日均浓度的算术均值月平均：一月的日均浓度的算术均值日平均：一日的平均浓度1h平均：1h的平均浓度植物生长季平均：一个植物生长季月均浓度的算术均值一次最高容许浓度：指任何一次测定结果的最大容许值,环境空气监测,环境空气监测方案的制订（8W） 监测目的与依据（why?） 有关资料的收集（wanted?） 监测项目（which?） 监测网点的布设（where?） 采样时间和采样频率（when?） 采样仪器和人员（worker?） 监测方法（way?） 质量保证及实施计划（warranty?）,环境空气是一种混合气体，平均分子量为28.966，标准状态下的密度为1.293kg/m3。,环境空气监测, 有关资料的收集污染源分布及排放情况气象资料地形资料土地利用和功能分区情况人口分布及人群健康情况以往空气监测资料,大气污染物是指由于人类的活动或是自然过程所直接排入大气或在大气中新转化生成的对人或环境产生有害影响的物质。,环境空气监测, 监测项目连续采样实验室：必测：SO2、NOx、TSP、硫酸盐化速率、灰尘自然降尘量选测：CO、飘尘、光化学氧化剂、氟化物、铅、汞、苯并(a)芘、总烃及非甲烷烃自动监测系统：必测：SO2、NOX、 PM10或PM2.5选测： CO 、O3、总HC,可吸入颗粒物是指悬浮在空气中，空气动力学当量直径小于2.5m的颗粒物。,总悬浮颗粒物是指悬浮在空气中，空气动力学当量直径小于100m的颗粒物。,环境空气监测, 监测网点的布设 布设采样点的原则和要求设在高、中、低三种不同污染物浓度的地方。主导风向明显，污染源下风向作为主要监测范围，上风向布设少量点位。工业密集或污染物超标地区，可增加采样点，郊区、农村或污染物浓度低，可减少样点。采样点周围环境要求：采样点设置条件一致。采样点相对高度：1.5-2m，连续采样，3-15m或屋顶。,环境空气监测, 监测网点的布设 采样点数目的确定考虑因素：人口分布及密度，监测范围、污染物的空间分布特征、气象、地形、经济条件。,环境空气监测, 监测网点的布设 布点方法功能区布点法：按功能区划分布点 功能区：工业区、商业区、居住区、工业和居住混合区、交通稠密区、清洁区等,环境空气监测, 监测网点的布设 布点方法网格布点法：污染源分布均匀时 采样点设在两条直线的交点处或方格中心,环境空气监测, 监测网点的布设 布点方法同心圆布点法：多个污染源构成污染群，大污染源较集中的地区 同心圆半径：4、10、20、40千米； 从里向外各圆周上设4、8、8、4个采样点； 不同圆周上的采样点数目不一定相等或均匀分布。,环境空气监测, 监测网点的布设 布点方法扇形布点法：孤立的高架点源，主导风向明显 以点源所在位置为顶点，主要风向为轴线，在下风向地面是划出一个扇形区作为布点范围； 扇形角度：45-90度，10-20度设一条线； 每条弧线上设3-4个采样点。,环境空气监测, 采样时间和采样频率采样时间：每次采样从开始到结束所经历的时间采样频率：我国监测技术规范对此有具体的规定如何使采集样品更具有代表性： 增加采样频率 采用连续自动采样,环境空气监测, 采样时间和采样频率,新旧环境空气质量标准各项污染物统计的有效性规定,环境空气监测, 采样时间和采样频率,新旧环境空气质量标准各项污染物统计的有效性规定,环境空气监测, 采样时间和采样频率,新旧环境空气质量标准各项污染物统计的有效性规定,环境空气监测,空气样品的采集方法和采样仪器 直接采样法 富集浓缩采样法 采样仪器的基本组成 采样记录 采样效率评价 污染物浓度表示方法,环境空气监测, 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。此法测得的结果为瞬时浓度或短时间内的平均浓度。常用采样方法有：注射器采样；塑料袋采样；采气管采样；真空瓶采样；,环境空气监测,（ 1 ）玻璃注射器采样 常用 100mL 注射器采集样品。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。, 直接采样法,环境空气监测,（ 2 ）塑料袋采样 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。 采样时，先用二联橡皮球打进现场气体冲洗 2-3 次，再充满样气，夹封进气口，带回实验室尽快分析。, 直接采样法,环境空气监测,（ 3 ）采气管采样 采气管容积一般为 100-500mL 。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 。, 直接采样法,环境空气监测,（ 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。（演示）, 直接采样法,环境空气监测, 富集浓缩采样法 适用于大气中污染物质浓度较低（ ppm-ppb ）的情况，直接采样不能满足分析测定要求。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。具体可分为：溶液吸收法填充柱阻留法滤料阻留法低温冷凝法自然积集法,环境空气监测,吸收液：水、水溶液、有机溶剂吸收类型： 物理吸收：气体分子溶解 化学吸收：气体与吸收液反应吸收液选择原则： 反应快（如碱溶液吸收酸性气体） ，溶解度大（如水吸收甲醛） ； 稳定； 吸收后用利于分析； 吸收液毒性小，价格低，易 于回收；（演示）, 富集浓缩采样法 溶液吸收法,环境空气监测,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。（演示） 多孔筛板吸收管（瓶）：内管出气口熔接一块多孔砂芯玻板，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。既适用于采集气态和蒸汽态物质，也适于气溶胶态物质。 （演示）, 富集浓缩采样法 溶液吸收法,原因：气溶胶微粒表面附有一层蒸汽，气泡通过溶液时，微粒不易完全吸收，扩散到气液界面上的速度慢。,原因：对气态或蒸汽态物质，则因抽气速度过快，分子惯性小，吸收不够完全。,环境空气监测,气体与填充剂发生作用：吸附、溶解、化学反应填充剂类型： 吸附型：活性炭、硅胶、分子筛、高分子多孔微球 分配型：涂高沸点有机溶剂的惰性多孔颗粒物 反应型：惰性多孔颗粒物、纤维状物表面能与被测组分发生化学反应。, 富集浓缩采样法 填充柱阻留法,分子间引力引起的物理吸附，吸附力较弱剩余价键力引起的化学吸附，吸附力较强。,