第三章第三章 空气和废气监测空气和废气监测本章内容第一节 空气污染监测方案的制定第二节 空气样品的采集方法和采样器第三节 气态和蒸汽态状污染物的测定第四节 颗粒物的测定第五节 降水监测第六节 污染源监测第七节 标准气体的配制第一节 空气污染监测方案的制定本节内容：本节内容：1 1）大气污染监测的目的、有关资料的收集方）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法和范围、具体监测项目的确定原则和项目内容，容，2 2）监测网点的优化布点原则、要求和方法要）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。点、采样时间和频率的确定原则与要求。1.判断大气质量是否符合国家制定地大气质量标准，并为编写大气环境质量状况评价报告提供数据2.为研究大气质量地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3.为政府部门执行有关环境保护法规，开展环境质量管理、环境科学研究及修订大气环境质量标准提供基础资料和依据一、大气污染监测的目的二、调研及资料收集1.污染源分布及排放情况2.气象资料3.地形资料4.土地利用和功能分区情况5.人口分布及人群健康情况三、监测项目类别必测项目按地方情况增加的必测项目选测项目污染物监测TSPTSP、SOSO2 2、NOxNOx、硫酸盐化速、硫酸盐化速率、灰尘自然率、灰尘自然沉降量沉降量COCO、总氧化剂、总烃、总氧化剂、总烃、PMPM1010、F2F2、HFHF、B(a)PB(a)P、PbPb、H H2 2S S、光化学氧、光化学氧化剂化剂CSCS2 2、ClCl2 2、氯化氢、硫酸雾、氯化氢、硫酸雾、HCNHCN、NHNH3 3、HgHg、BeBe、铬酸雾、铬酸雾、非甲烷烃、芳香烃、苯乙非甲烷烃、芳香烃、苯乙烯、酚、甲醛、甲基对硫烯、酚、甲醛、甲基对硫磷、异氰酸甲酯等磷、异氰酸甲酯等降水监测pHpH、电导率、电导率K+K+、Na+Na+、Ca2+Ca2+、MgMg2+2+、NHNH4 4+ +、SOSO4 42 2、NONO3 3、ClCl 空气污染常规监测项目空气污染常规监测项目四、采样点的布设（一）布设采样点的原则和要求 1、应设在整个监测区域的高、中、低高、中、低三种不同污染物浓度的地方。2、在污染源比较集中，主导风向主导风向比较明显的情况下，应将污染源的下风向下风向作为主要监测范围主要监测范围，布设较多的采样点；上风向上风向布设少量点作为对照对照。3、工业较密集工业较密集的城区和工矿区，人口密度及污染物人口密度及污染物超标地区超标地区，适当增设采样点增设采样点；城郊和农村，人口密度小及污染物浓度低的地区，可少设点。4、采样点周围应开阔采样点周围应开阔，障碍物顶点至采样点位连线与地面夹角不大于30。测点周围无局地污染源，并避开树木及吸附能力较强的建筑物。5、各采样点的设置条件应尽可能一致或标准化各采样点的设置条件应尽可能一致或标准化，使获得的监测数据具有可比性。6、采样高度根据监测目的而采样高度根据监测目的而定。如研究大气污染对人体的危害，采样口高度为1.5-2m；如研究大气污染对植物或器物的影响，采样口高度应与植物或器物高度相近。连续采样例行监测采样口高度应距地面315m。（二）采样站（二）采样站( (点点) )数目的确定数目的确定我国空气环境污染例行监测采样点设置数目我国空气环境污染例行监测采样点设置数目市区人口市区人口/万人万人SO2、NOx、TSP灰尘自然沉降灰尘自然沉降量量硫酸盐化速率硫酸盐化速率400720 3030 40 WHO推荐的城市空气自动监测站推荐的城市空气自动监测站(点点)数目数目市区人口市区人口/万万人人可吸入颗可吸入颗粒物粒物SO2NOx氧化剂氧化剂CO风向、风风向、风速速100221111100 40055个个2222400 80088434280010105453（三）采样点布设方法采样前先调查相关资料，设计监测方案。根据监测目的不同，可设单独采样点和网络采样点。1）单独采样点：）单独采样点：2）网络采样点：）网络采样点：u功能区布点法功能区布点法u 网格布点法网格布点法u 同心圆布点法同心圆布点法u 扇形布点法扇形布点法网格布点法网格布点法u适用于多个污染和污染源分布较均匀地适用于多个污染和污染源分布较均匀地区区u较好的反应污染物的空间分布较好的反应污染物的空间分布u主导风向下风向采样点数约占主导风向下风向采样点数约占60%60%同心圆布点法同心圆布点法适用于多个污染源构成的污染群，且大适用于多个污染源构成的污染群，且大污染源较集中的地区污染源较集中的地区不同圆周上采样点的数目不一定相等或不同圆周上采样点的数目不一定相等或均匀分布的均匀分布的扇形布点法扇形布点法u适用孤立高架点源、主导风向明显的地区；u布点时近最大污染物浓度处多设点位。u45度=扇形角度90度l（1）采用同心圆和扇形布点法时，应）采用同心圆和扇形布点法时，应考虑高架点源排放污染物的扩散特点考虑高架点源排放污染物的扩散特点l（2）在实际工作中，常采用一种布点）在实际工作中，常采用一种布点法为主，兼用其他方法的综合布点法法为主，兼用其他方法的综合布点法（四）采样频率和采样时间 二者要根据监测目的、污染物分布特征、分析方法灵敏度、气象条件对污染物的扩散的影响、污染物的物理化学性质以及人力、物力等情况而定。国家环保局颁布的城镇空气质量采样频率和时间国家环保局颁布的城镇空气质量采样频率和时间监测项目采样时间和频率二氧化硫隔日采样，每天连续采样240.5 h，每月1416 d，每年12个月二氧化氮(或氮氧化物)同二氧化硫总悬浮颗粒物隔双日采样，每天连续采样240.5 h，每月56 d，每年12个月灰尘自然沉降量每月采样302 d，每年12个月硫酸盐化速率每月采样302 d，每年12个月污染物监测数据统计有效性的规定污染物监测数据统计有效性的规定污染物污染物取值时间取值时间数据有效性规定数据有效性规定SO2、NOx、NO2年平均年平均每年至少有分布均匀的每年至少有分布均匀的144个日均值，每个日均值，每月至少有分布均匀的月至少有分布均匀的12个日均值个日均值TSP、PM10、Pb年平均年平均每年至少有分布均匀的每年至少有分布均匀的60个日均值，每月个日均值，每月至少有分布均匀的至少有分布均匀的5个日均值个日均值SO2、NOx、NO2、CO日平均日平均每日至少有每日至少有18 h的采样时间的采样时间TSP、PM10、B(a)P、Pb日平均日平均每日至少有每日至少有12 h的采样时间的采样时间SO2、NOx、NO2、CO、O31小时平均小时平均每小时至少有每小时至少有45 min的采样时间的采样时间Pb季平均季平均每季至少有分布均匀的每季至少有分布均匀的15个日均值，每月个日均值，每月至少有分布均匀的至少有分布均匀的5个日均值个日均值F月平均月平均每月至少采样每月至少采样15 d以上以上植物生长季平均植物生长季平均每一个生长季至少有每一个生长季至少有70%个月平均值个月平均值日平均日平均每日至少有每日至少有12 h的采样时间的采样时间1小时平均小时平均每小时至少有每小时至少有45 min的采样时间的采样时间一级评价不得少于两期（夏、冬）二级可取一期不利季节，必要时作两期三级必要时可作一期监测监测周期按照评价等级而定：监测周期按照评价等级而定：第二节 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；u直接采样法u浓缩采样法采集方法采集方法一、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。塑料袋采样塑料袋采样真空瓶采样真空瓶采样注射器采样注射器采样采气管采样采气管采样置换法置换法此法测得的结果为瞬时浓度或短时间内的平均浓度。塑料袋plasticbag:用于采集气样的塑料袋，不能与被测组分发生化学反应，也不能有渗透性。一般用聚四氟已烯或聚乙烯制成。采样后，保存时间要短，最好是尽快分析。土土壤壤气气体体的的采采集集注射器syringeorinjector常用于采集有机样品常用于采集有机样品样品不易存放过长样品不易存放过长采气管airsamplingtube容积在100一500毫升之间。真空瓶vacuumflask先用真空泵将瓶内抽成“真空”，抽“真空”的同时，要用压力计量出瓶内剩余压力（1.33KPa).采样时，打开瓶塞上的活门，利用瓶内的负压使气样入瓶，关闭活门。 适用于大气污染物浓度较低（ppm-ppb数量级），富集采样时间一般较长，测量结果代表采样时间平均浓度。二、富集(浓缩)采样法1.1.溶液吸收法溶液吸收法 2.2.填充柱阻留法填充柱阻留法3.3.滤料阻留法滤料阻留法4.4.低温冷凝法低温冷凝法5.5. 静电沉降法静电沉降法6.6. 扩散（或渗透法）扩散（或渗透法）7.7. 自然积集法自然积集法8.8. 综合采样法综合采样法提高吸收效率的方法提高吸收速度：提高样气与吸收液的接触面积或接触时间吸收液选择吸收液选择：l l与被采集的污染物发生化学反应快或对其溶解度大与被采集的污染物发生化学反应快或对其溶解度大l l污染物被吸收后，有足够稳定时间污染物被吸收后，有足够稳定时间l l污染物被吸收后，应有利于下一步测定污染物被吸收后，应有利于下一步测定l l吸收液毒性小、价格低、易于购买，且尽可能回收利用吸收液毒性小、价格低、易于购买，且尽可能回收利用1、溶液吸收法、溶液吸收法吸收液：水、水溶液、有机溶剂溶液吸收法溶液吸收法气体吸收管（瓶）示意图气体吸收管（瓶）示意图吸收管吸收管气泡吸收管气泡吸收管吸收速率主要取决于尖嘴的大小、吸收液吸收速率主要取决于尖嘴的大小、吸收液吸收速率主要取决于尖嘴的大小、吸收液吸收速率主要取决于尖嘴的大小、吸收液面高度和抽气速度。面高度和抽气速度。面高度和抽气速度。面高度和抽气速度。可装可装可装可装5-10ml5-10ml吸收液吸收液吸收液吸收液采样流量：采样流量：采样流量：采样流量：0.5-2.0L/min0.5-2.0L/min溶液吸收法溶液吸收法适用于采集气态和蒸汽态物质适用于采集气态和蒸汽态物质。冲击式吸收管冲击式吸收管可装可装可装可装5-10ml5-10ml吸收液吸收液吸收液吸收液采样流量：采样流量：采样流量：采样流量：3.0L/min3.0L/min溶液吸收法溶液吸收法适用于采集浓缩固态气溶胶适用于采集浓缩固态气溶胶适用于采集浓缩固态气溶胶适用于采集浓缩固态气溶胶不适于采集气态或蒸汽态物质不适于采集气态或蒸汽态物质不适于采集气态或蒸汽态物质不适于采集气态或蒸汽态物质多孔筛板吸收管多孔筛板吸收管吸收管吸收管吸收管吸收管吸收管可装吸收管可装吸收管可装吸收管可装5-10ml5-10ml5-10ml5-10ml吸收液吸收液吸收液吸收液采样流量：采样流量：采样流量：采样流量：0.1-1.0L/min0.1-1.0L/min0.1-1.0L/min0.1-1.0L/min吸收瓶吸收瓶吸收瓶吸收瓶小型：可装小型：可装小型：可装小型：可装10-30ml10-30ml10-30ml10-30ml吸收液吸收液吸收液吸收液采样流量：采样流量：采样流量：采样流量：0.5-2.0L/min0.5-2.0L/min0.5-2.0L/min0.5-2.0L/min吸收瓶可装吸收瓶可装吸收瓶可装吸收瓶可装50-100ml50-100ml50-100ml50-100ml吸收液吸收液吸收液吸收液采样流量：采样流量：采样流量：采样流量：30L/min30L/min30L/min30L/min溶液吸收法溶液吸收法不仅能吸收气态和蒸汽态的污染物不仅能吸收气态和蒸汽态的污染物不仅能吸收气态和蒸汽态的污染物不仅能吸收气态和蒸汽态的污染物而且能采集雾态气溶胶而且能采集雾态气溶胶而且能采集雾态气溶胶而且能采集雾态气溶胶问题：采集NONOX X可以用那几种吸收管？2、填充柱阻留法、填充柱阻留法 吸附型填充柱，分配型填充柱，反应型填充柱。吸附型填充柱，分配型填充柱，反应型填充柱。吸附型填充柱，分配型填充柱，反应型填充柱。吸附型填充柱，分配型填充柱，反应型填充柱。颗粒状填充剂颗粒状填充剂颗粒状填充剂颗粒状填充剂抽气泵抽气泵抽气泵抽气泵 组分组分组分组分 空气空气空气空气填充柱阻留法示意图填充柱阻留法示意图填充柱阻留法示意图填充柱阻留法示意图吸附型填充柱吸附型填充柱物理吸附化学吸附一般多采用颗粒状多孔物质，如硅胶、活性炭、分子筛、高分子多孔微球注意：既要考虑吸附效率，也要考虑解析效率注意：既要考虑吸附效率，也要考虑解析效率注意：既要考虑吸附效率，也要考虑解析效率注意：既要考虑吸附效率，也要考虑解析效率填充柱阻留法填充柱阻留法填充柱阻留法填充柱阻留法分配型填充柱分配型填充柱表面涂有沸点较高的有机溶剂的惰性多孔颗粒状载体，具有较高的分配系数。载体具有化学惰性、较大比表面积和较高的力学强度有机氯农药、多氯联苯有机氯农药、多氯联苯（PCB）用涂渍5%的甘油的硅酸铝载体采样，采集效率达90-100%填充柱阻留法填充柱阻留法填充柱阻留法填充柱阻留法采样量和采样速度都较大，富集物稳定，对气态、蒸汽态、气溶胶态物质都有较好的富集效率。反应型填充柱反应型填充柱涂渍能与待测物质发生反应的试剂，被测组分与填充剂涂渍能与待测物质发生反应的试剂，被测组分与填充剂表面发生化学反应而被阻留。采样后用适宜洗脱液洗脱。表面发生化学反应而被阻留。采样后用适宜洗脱液洗脱。用涂硫酸的石英砂填充柱富集空气中微量氨。用涂硫酸的石英砂填充柱富集空气中微量氨。填充柱阻留法填充柱阻留法填充柱阻留法填充柱阻留法采样时间采样时间用固体采样管可以长时间采样，测得大气中日平均或一段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；中会蒸发，采样时间不宜过长；富集效率富集效率只要选择合适的固体填充剂，对气态、蒸气态和气溶胶态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；收效率要差些；稳定时间稳定时间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。留法是大气污染监测中具有广阔发展前景的富集方法。固体阻留法和溶液吸收法比较固体阻留法和溶液吸收法比较固体阻留法和溶液吸收法比较固体阻留法和溶液吸收法比较：填充柱阻留法填充柱阻留法填充柱阻留法填充柱阻留法3 3、 滤料阻留法滤料阻留法颗粒物采样夹和滤料采样装置示意图颗粒物采样夹和滤料采样装置示意图颗粒物采样夹和滤料采样装置示意图颗粒物采样夹和滤料采样装置示意图无机材料滤膜无机材料滤膜：主要是玻璃纤维，捕集率高，耐腐蚀、耐高温、吸湿性小可用于有机污染物进行组分分析有机材料滤膜有机材料滤膜主要是纤维素的衍生物或合成高分子材料制成。适于金属尘粒的采集硝化纤维素、硝化纤维素、纤维素酯等微孔滤膜：纤维素酯等微孔滤膜：适于采集金属气溶胶过氯乙烯、聚苯乙烯过氯乙烯、聚苯乙烯进行颗粒物分散度和化学组分分析4 4、低温冷凝浓缩法低温冷凝浓缩法低温冷凝采样装置示意图低温冷凝采样装置示意图低温冷凝采样装置示意图低温冷凝采样装置示意图制冷剂：冰（冰（0）、）、冰冰-盐水（盐水（-10）、）、干冰干冰-乙醇（乙醇（-72）、干冰（）、干冰（-78.5）、）、液氧（液氧（-183）液氮（液氮（-196）适用于沸点较低的气态污染物，如烯烃类、醛类等。5.5.静电沉降法静电沉降法静电沉降法静电沉降法6.6.扩散扩散扩散扩散( ( ( (或渗透或渗透或渗透或渗透) ) ) )法法法法7.7.自然积集法自然积集法自然积集法自然积集法8.8.综合采样法综合采样法综合采样法综合采样法图图图图3.11 3.11 标准集尘器示意图标准集尘器示意图标准集尘器示意图标准集尘器示意图图图图图3.12 3.12 干法采样集尘器示意图干法采样集尘器示意图干法采样集尘器示意图干法采样集尘器示意图a. 降尘试样采集降尘试样采集湿法：缸底加入适量的乙二醇湿法：缸底加入适量的乙二醇- -防止冰冻和抑制微防止冰冻和抑制微生物及藻类生长生物及藻类生长b.硫酸盐化速率试样的采集硫酸盐化速率硫酸盐化速率：单位面积上、单位时间内生成的硫酸盐的单位面积上、单位时间内生成的硫酸盐的量量表征空气中的二氧化硫、硫化氢等含硫化合物演变、氧化表征空气中的二氧化硫、硫化氢等含硫化合物演变、氧化成危害更大的硫酸雾及硫酸盐雾的速率）成危害更大的硫酸雾及硫酸盐雾的速率）三、采样仪器（一）、组成部分（一）、组成部分（一）、组成部分（一）、组成部分 收集器，流量计，采样动力收集器，流量计，采样动力收集器，流量计，采样动力收集器，流量计，采样动力。几种常用的流量计示意图几种常用的流量计示意图几种常用的流量计示意图几种常用的流量计示意图皂膜流量计皂膜流量计皂膜流量计皂膜流量计孔口流量计孔口流量计1.隔板；2.液柱；3.支架转子流量计转子流量计1.锥形玻璃管；2.转子抽气泵手动抽气泵（manual pumpmanual pump）如注射器、连续式手抽气筒、双连球、水抽气瓶等。适用于适用于采样时间不长，采气量小，无市电供给的情况，用于采集气体或蒸汽态样品电动抽气泵（电动抽气泵（electric pumpelectric pump）在有电源的采样现场，如采样时间较长和采样速度要求较大时，如吸尘器、真空泵、刮板泵、薄膜泵、电磁泵等。还可采用大气采样器、飘尘采样器等专用采样装置采样装置。（二）专用采样器（二）专用采样器 1. 空气采样器空气采样器收集器收集器收集器收集器流量计流量计流量计流量计采样泵采样泵采样泵采样泵定时器定时器定时器定时器大气采样器实物照片大气采样器实物照片大气采样器实物照片大气采样器实物照片2. 颗粒物采样器颗粒物采样器（1）总悬浮颗粒物采样器）总悬浮颗粒物采样器大流量采样器结构示意图大流量采样器结构示意图大流量采样器结构示意图大流量采样器结构示意图（2）可吸入颗粒物采样器）可吸入颗粒物采样器TSPTSP采样器实物照片采样器实物照片采样器实物照片采样器实物照片旋风分尘器原理示意图旋风分尘器原理示意图旋风分尘器原理示意图旋风分尘器原理示意图向心式分尘器原理示意图向心式分尘器原理示意图向心式分尘器原理示意图向心式分尘器原理示意图三级向心式分尘器原理示意图三级向心式分尘器原理示意图三级向心式分尘器原理示意图三级向心式分尘器原理示意图撞击式分尘器示意图撞击式分尘器示意图撞击式分尘器示意图撞击式分尘器示意图四、采样效率 （一）采集气态和蒸气态污染物质效率的评价方法（一）采集气态和蒸气态污染物质效率的评价方法1、 绝对比较法：绝对比较法： 精确配制一个已知浓度的标准气体精确配制一个已知浓度的标准气体,用所选用的采样用所选用的采样方法采集标准气体方法采集标准气体,测定其浓度测定其浓度C1，比较实测浓度和，比较实测浓度和已知浓度已知浓度C0 2、相对比较法、相对比较法 配制一个恒定的但不要求知道准确浓度的气体样品，用配制一个恒定的但不要求知道准确浓度的气体样品，用2-3个采样管串联起来采集所配制样品，分别测定各采个采样管串联起来采集所配制样品，分别测定各采样管中的污染物含量样管中的污染物含量,计算第一管含量占总量百分数。计算第一管含量占总量百分数。第二、三管的污染物浓度越小，采样效率越高。一般要第二、三管的污染物浓度越小，采样效率越高。一般要求求K值在值在90%之上之上。（二）采集颗粒物效率的评价方法（二）采集颗粒物效率的评价方法1、采集颗粒数效率采集颗粒数效率：即所采集到的颗粒物粒数占即所采集到的颗粒物粒数占总颗粒数的百分数。总颗粒数的百分数。2、质量采样效率质量采样效率：即所采集到的颗粒物质量占颗即所采集到的颗粒物质量占颗粒物总质量的百分数。粒物总质量的百分数。n质量采样效率总是大于大于颗粒数采样效率。n由于微米以下颗粒对人体健康影响较大，颗粒采样效率有着重要作用；n在大气监测评价中，评价采集颗粒物方法的采样效率多用质量采样效率表示。第三节 气态和蒸气态污染物质的测定一、二氧化硫的测定 测定方法：测定方法： 分光光度法分光光度法分光光度法分光光度法、定电位电解法及简易快速测定方法等。、定电位电解法及简易快速测定方法等。（一）四氯汞钾溶液吸收四氯汞钾溶液吸收- -盐酸副玫瑰苯胺分光光度法盐酸副玫瑰苯胺分光光度法 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。 H3PO4少，pH1.60.1，max548nm H3PO4多，pH1.20.1，max575nm空白值高，灵敏度高空白值低，灵敏度略低于第一种方法我国广泛使用我国广泛使用注意事项：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为避免四氯汞钾溶液的毒性，可用甲醛缓冲溶液取代，作为吸收液，之后加入NaOH溶液，使SO2释放，再与盐酸副玫瑰苯胺显色。空空空空气气气气采采采采样样样样器器器器流量计流量计显显示示器器设设置置键键控控制制阀阀支架支架SOSO2 2的气路连接的气路连接(二)钍试剂分光光度法大气中的SO2用过氧化氢溶液吸收并氧化为硫酸。SO42-与过量的高氯酸钡反应，生成硫酸钡(BaSO4)沉淀，剩余钡离子与钍试剂作用生成钍试剂-钡络合物(紫红色)。该方法所用吸收液无毒，样品采集后相当稳定，但灵敏度较低，所需要采样体积大（2m3)，适合于测定SO2日平均浓度。它与四氯汞钾溶液吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法都被国际标准化组织(ISO)规定为测定SO2标准方法。二、氮氧化物的测定氮氧化物指大气中氮的多种形式，主要是氮氧化物指大气中氮的多种形式，主要是NO和和NO2。测定方法：盐酸萘乙二胺分光光度法、原电池库仑法、测定方法：盐酸萘乙二胺分光光度法、原电池库仑法、化学发光法等。化学发光法等。盐酸萘乙二胺分光光度法 在醋酸介质中，以对氨基苯磺酸、盐酸萘乙二胺溶液为吸收液进行采样，空气中的二氧化氮被吸收转变成硝酸和亚硝酸，亚硝酸亚硝酸与对胺基苯磺酸发生重氮化反应，然后再与盐酸萘乙二胺反映生成玫瑰红色偶氮染料，在540nm处测吸光度，求浓度。 NO不与吸收液反应，当测定NOX总量时，应使气体通过三氧化铬-石英砂氧化管，将NO氧化成NO2。相应可求出NO量,或采用酸性高锰酸钾法。NOxNOxNONONONO2 2 KMnOKMnO4 4NONO2 2 H H2 2O OHNOHNO2 2+HNO+HNO3 3HNOHNO2 2+ +显色液显色液粉红色偶氮染料粉红色偶氮染料实验原理实验原理1）酸性高锰酸钾氧化法酸性高锰酸钾溶液氧化法酸性高锰酸钾溶液氧化法酸性高锰酸钾溶液氧化法酸性高锰酸钾溶液氧化法在显色吸收液瓶前接一内装三氧化铬在显色吸收液瓶前接一内装三氧化铬石英砂石英砂( (氧氧化剂化剂) )管，当用空气采样器采样时，气样中的管，当用空气采样器采样时，气样中的NONO在在氧化管内被氧化成氧化管内被氧化成N0N02 2和气样中的和气样中的N0N02 2一起进入吸收一起进入吸收瓶。瓶。2）三氧化铬石英砂氧化法实验仪器1、空气采样器：2、分光光度计：（以上同SO2）3、棕色多孔玻板吸收瓶：l0ml4、氧化瓶SOSO2 2NONOX X(1)(1)吸收液应为无色，宜密闭避光保存；如显微红色，说明吸收液应为无色，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。已被污染，应检查试剂和蒸馏水的质量。( (2)2)三氧化铬三氧化铬石英砂氧化管适于相对湿度石英砂氧化管适于相对湿度30307070条件条件下使用，发现吸湿板结或变成绿色应立即更换。下使用，发现吸湿板结或变成绿色应立即更换。(3)(3)空气中空气中O O3 3浓度超过浓度超过0.250mg/m0.250mg/m3 3时，会产生正干扰，采样时，会产生正干扰，采样时在吸收瓶入口端串接一段时在吸收瓶入口端串接一段151520cm20cm长的硅橡胶管，可长的硅橡胶管，可排除干扰。排除干扰。n注意事项注意事项三、一氧化碳的测定测定方法：气相色谱法测定方法：气相色谱法(GC)、汞置换法。、汞置换法。色谱层析分析法原理原理：由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，就在两相之间进行反复多次分配，使原来分配系数只有微小差异的各组分得到很好的分离，再依次送入检测器测定，达到分离、分析的目的。气相色谱：以气体为流动相液相色谱：以液体为流动相气相色谱(300度）：苯系物、挥发性有机物、 碳氢化合物、挥发酚等。甲醛、CO、液相色谱：适用于分离难挥发、热不稳定性、离子型和分子量大的有机物。如：苯并芘、多环芳烃色谱质谱联用仪(GCMS)（一）气相色谱法（GC）色谱法测定色谱法测定色谱法测定色谱法测定COCO流程示意图流程示意图流程示意图流程示意图（二）汞置换法气样中的气样中的COCO与活性氧化汞在与活性氧化汞在180-200180-200时发生时发生反应，置换出汞蒸汽，代入冷原子吸收测汞反应，置换出汞蒸汽，代入冷原子吸收测汞仪仪四、硫酸盐化速率的测定污染源排放到空气中的污染源排放到空气中的SO2、H2S、H2SO4蒸气等蒸气等含硫污染物，经过一系列氧化演变和反应，最终含硫污染物，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程的速度称为硫酸盐化速率硫酸盐化速率。测定方法：二氧化铅测定方法：二氧化铅-重量法、碱片重量法、碱片-重量法、碱片重量法、碱片-离子色谱法。离子色谱法。（一）二氧化铅-重量法SO2硫酸蒸汽+二氧化铅硫酸铅H2S碳酸铅+硫酸根硫酸钡沉淀结果以每日在100cm2二氧化铅面积上所含的SO2毫克数表示。碳酸钠碳酸钠氯化钡氯化钡（二）碱片（二）碱片- -重量法重量法lSO2l硫酸蒸汽+碳酸钾硫酸盐lH2S硫酸钡沉淀氯化钡氯化钡第四节 颗粒物的测定TSPTSP采样器采样器本节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。1、测定方法：GB/T 15432-1995中测定总悬浮颗粒物的方法，适合于大流量大流量或中流量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。一、总悬浮颗粒物的测定一、总悬浮颗粒物的测定一、总悬浮颗粒物的测定根据采样流量不同，分为大流量采样法（1.1-1.7m3/min)大流量采样器和中流量采样法(50-150L/min),一般连续采样24h。按下式计算TSP浓度：式中：式中：W阻留在滤膜上的阻留在滤膜上的TSP重量重量(mg)； Qn标准状态下的采样流量标准状态下的采样流量(m2/min)； t采样时间采样时间(min)。二、飘尘的测定飘尘重量浓度的测定飘尘重量浓度的测定 1 1、重量法、重量法 2 2、压电晶体振荡器法、压电晶体振荡器法飘尘颗粒浓度分布的测定飘尘颗粒浓度分布的测定1、重量法飘尘重量浓度的测定大气飘尘采样器公式采样方法： a、大流量采样b、中流量采样c、小流量采样2 2、压电晶体差频法、压电晶体差频法原理：使原理：使定体积的大气通过采样器，先将粒径大干定体积的大气通过采样器，先将粒径大干10m10m的颗粒物分离出去，小于的颗粒物分离出去，小于10m10m的颗粒物被收集的颗粒物被收集在预先恒重的滤膜上，根据采样前后滤膜重量之差及在预先恒重的滤膜上，根据采样前后滤膜重量之差及采样体积，即可计算出飘尘的浓度。采样体积，即可计算出飘尘的浓度。（1）方法原理：2、压电晶体差频法三、灰尘自然沉降量及其组分的测定自然降尘简称降尘，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，其粒径多在10m以上。降尘试样的采集降尘量的测定降尘组分分析降尘试样的采集干法、湿法湿法用具：采集器内径15cm，高30cm的缸内加入300500mL蒸馏水，上用尼龙网罩防异物落入注意事项夏季，防藻类繁殖，内加入2ml0.05ml/L的CuSO4冬季，防结冰和冻裂，内加入300ml20的甲醇或乙醇代替水干旱时，补充蒸馏水，多雨时防止积水溢出。注意事项降尘量测定降尘总量的测定可燃物重量的测定（1）步骤：重量法 加加热热 收集物收集物 500ml500ml烧烧杯中杯中 瓷坩瓷坩锅锅（恒重）（恒重） 浓缩浓缩至至101020ml20ml 105 10555烘箱干燥烘箱干燥 降尘总量的测定步骤：测定降尘总量后的蒸发皿放到600高温电炉中灼烧并秤至恒量可燃物重量测定六、空气污染指数(API-AirPollutionIndex)空空气气污污染染指指数数是是一一种种向向社社会会公公众众公公布布的的反反映映和和评评价价空空气气质质量量状状况况的的指指标标。它它将将常常规规监监测测的的几几种种主主要要空空气气污污染染物物浓浓度度经经过过处处理理简简化化为为单单一一的的数数值值形形式式，分分级级表表示示空空气气质质量量和和污污染染程程度度，具具有有简简明明、直直观观和和使使用用方方便便的的优点。优点。 根根据据我我国国城城市市空空气气污污染染的的特特点点，以以SO2、NOx和和TSP作作为为计计算算API的的暂暂定定项项目目，并并确确定定API为为50、100、200时时，分分别别对对应应于于我我国国空空气气质质量量标标准准中中日日均均值值的的一一、二二、三三级级标标准准的的污污染染浓浓度度限限值值，500则则对对应应于于对对人人体体健健康康产产生生明显危害的污染水平。明显危害的污染水平。 某种污染物的污染分指数某种污染物的污染分指数(Ii)按下式计算：按下式计算： 式中：式中： Ci，Ii分别为第分别为第i种污染物的浓度值和污染分指数值；种污染物的浓度值和污染分指数值； ci,j，Ii,j 分别为第分别为第i种污染物在种污染物在j转折点的极限浓度值和污转折点的极限浓度值和污染分指数值染分指数值(查表查表 )；ci,j+1，Ii,j+1 分别为第分别为第i种污染物在种污染物在j+1转折点的浓度极限值和转折点的浓度极限值和 污染分指数值。污染分指数值。 空气污染指数的计算空气污染指数的计算表空气污染指数分级浓度限值污染指数污染物浓度/（mgm-3）APISO2(日均值)NO2(日均值)PM10(日均值）TSP(日均值）SO2(小时均值）NO2(小时均值)CO(小时均值)O3(小时均值)5002.6200.9400.6001.0004.003.751501.2004002.1000.7500.5000.87503.203.001201.0003001.6000.5650.4200.6252.402.26900.8002000.8000.2800.2500.5001.601.13600.4001000.1500.1200.1500.300.500.24100.200500.0500.0800.0500.1200.250.1250.120表空气污染指数范围及相应的空气质量级别污染指数污染指数质量级别质量级别质量描述质量描述对健康的影响对健康的影响对应空气质量的适用范对应空气质量的适用范围围050优优可正常活动可正常活动自然保护区、风景名胜自然保护区、风景名胜区和其他需要特殊保护区和其他需要特殊保护的地区的地区51100良良可正常活动可正常活动为城镇规划中确定的居为城镇规划中确定的居住区、商业交通居民混住区、商业交通居民混合区、文化区、一般工合区、文化区、一般工业区和农村业区和农村101200轻污染轻污染长期接触，易感人群症状有轻度加长期接触，易感人群症状有轻度加剧，健康人群出现刺激症状剧，健康人群出现刺激症状特定工业区特定工业区201300中污染中污染一定时间接触后，心脏病和肺病患一定时间接触后，心脏病和肺病患者症状显著加剧，运动耐受力降低，者症状显著加剧，运动耐受力降低，健康人群普遍出现症状健康人群普遍出现症状300重污染重污染健健康康人人明明显显强强烈烈症症状状，降降低低运运动动耐耐受力，提前出现某些疾病受力，提前出现某些疾病第六节第六节 降降 水水 监监 测测一、采样点的布设一、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。二、样品的采集（一）采样器（一）采样器图图3.40 降水采样器实物照片降水采样器实物照片图图3.39 雨水自动采样器示意图雨水自动采样器示意图（二）采样方法（二）采样方法（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24h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。（三）水样的保存（三）水样的保存u采集降水水样用0.45um滤膜过滤去除颗粒物和微生物pH值和电导率除外u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lI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。l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。三、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、镁离子的测定酸雨正影响酸雨负影响第七节污染源监测（一）监测要求进行监测时，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。一、固定污染源排气监测（二）采样点的布设采样位置采样位置 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径管、三通管及阀门等易产生涡流的阻力构件。生涡流的阻力构件。 原则上按照废气的流向，将采样断面设置在阻力构件下游大于原则上按照废气的流向，将采样断面设置在阻力构件下游大于6 6倍倍管道直径或上方大于管道直径或上方大于3 3倍倍管道直径处，如难于满足要求，采样管道直径处，如难于满足要求，采样断面与阻力构件距离不应小于管道直径的断面与阻力构件距离不应小于管道直径的1.51.5倍，并适当增加测倍，并适当增加测定点数。定点数。气流流速最好在气流流速最好在5m/s5m/s以上以上最好为垂直管道最好为垂直管道考虑安全因素考虑安全因素采样点数目采样点数目根据烟道的形状、尺寸和流速分布根据烟道的形状、尺寸和流速分布确定。确定。圆形烟道圆形烟道矩形矩形(或方形或方形)烟道烟道温度压力流速和流量含湿量烟气浓度（三）基本状态参数的测量1、温度的测量、温度的测量1)对直径小、温度不高直径小、温度不高的烟道，可使用长长杆水银温度计杆水银温度计。测量时，应将温度计 球部放在靠近烟道中心位置，读数时不要将温度计抽出烟道外。 2)对直径大、温度高直径大、温度高的烟道，要用热电偶热电偶测温毫伏计测温毫伏计（或电阻温度计）测量 2、压力的测量烟气的压力分为全压、静压和动压。烟气的压力分为全压、静压和动压。静压：单位体积气体所具有的势能，表现为气体在静压：单位体积气体所具有的势能，表现为气体在各个方向上作用于器壁的压力。各个方向上作用于器壁的压力。动压：单位体积气体具有的动能，是使气体流动的动压：单位体积气体具有的动能，是使气体流动的压力。压力。全压：气体在管道中流动具有的总能量。全压静全压：气体在管道中流动具有的总能量。全压静压动压。所以只要测出三项中任意两项，可求出压动压。所以只要测出三项中任意两项，可求出第三项。第三项。压力的测量1)测压管：常用的有二种，标准皮托管和S型皮托管，它们都可以同时测出全压和静压。其中，标准皮托管具有较高的精度，其校正系数近似等于1，但由于测孔小，如果烟气中烟尘浓度大，易被堵塞，因此只适用于含尘量少的烟气。2）S型皮托管：适用于测烟尘含量较高的烟气。倾斜式微压计倾斜式微压计倾斜式微压计倾斜式微压计示意图示意图示意图示意图动压和静压测量方法示意图动压和静压测量方法示意图动压和静压测量方法示意图动压和静压测量方法示意图3.流速和流速和流量流量的计算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：（四）含湿量的测定（四）含湿量的测定1.重量法重量法测定烟气含湿量装置示意图重量法测定烟气含湿量装置示意图重量法测定烟气含湿量装置示意图重量法测定烟气含湿量装置示意图2.冷凝法3.干湿球温度计法（五）烟尘浓度的测定（五）烟尘浓度的测定1.原理不同采样速度时颗粒物运动状况示意图不同采样速度时颗粒物运动状况示意图不同采样速度时颗粒物运动状况示意图不同采样速度时颗粒物运动状况示意图2.采样类型移动、定点和间断采样3.等速采样方法l预测流速定点采样l皮托管平行测速采样法l动压平衡等速采样法图图图图3.45 3.45 预测流速法烟尘采样装置示意图预测流速法烟尘采样装置示意图预测流速法烟尘采样装置示意图预测流速法烟尘采样装置示意图常用的采样管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有超细玻璃纤维滤筒采样管和刚玉滤筒采样管预测流速和采样不同时进行适于烟气流速稳定的污染源动压平衡型等速管法采样装置示意图动压平衡型等速管法采样装置示意图动压平衡型等速管法采样装置示意图动压平衡型等速管法采样装置示意图4.烟尘浓度计算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： （六）烟尘（六）烟尘(或气态污染物或气态污染物)排放速率的计算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。（七）（七）烟气黑度的测定烟气黑度的测定1.林格曼黑度图法林格曼黑度图法林格曼黑度图法林格曼黑度图法图图3.47 用林格曼烟气黑度计用林格曼烟气黑度计观测烟气示意图观测烟气示意图林格曼烟气黑度图林格曼烟气黑度图14cm*21cm2.测烟望远镜法测烟望远镜法测烟望远镜法测烟望远镜法3.光电测烟仪法光电测烟仪法光电测烟仪法光电测烟仪法采样头采样头采样管采样管采样管采样管S S形皮托管形皮托管形皮托管形皮托管热电偶热电偶热电偶热电偶滤筒滤筒玻璃纤维滤筒采样管玻璃纤维滤筒采样管刚玉滤筒采样管刚玉滤筒采样管第七节 标准气体的配制一、静态配气二、动态配气一、静态配气法是把一定量的气态或蒸气态的原料气加入到已知容积的容器中，是把一定量的气态或蒸气态的原料气加入到已知容积的容器中，再充入稀释气体混匀制得。其原料气可以是纯气，也可以是已再充入稀释气体混匀制得。其原料气可以是纯气，也可以是已知浓度的混合气。知浓度的混合气。（一）注射器配气法（二）配气瓶配气法p1、常压配气p2、正压配气（三）高压钢瓶配气法配气瓶配气装置示意图配气瓶配气装置示意图配气瓶配气装置示意图配气瓶配气装置示意图1、常压配气2 2、 正压配气正压配气（三）高压钢瓶配气法（三）高压钢瓶配气法正压配气装置示意图正压配气装置示意图特点:设备简单，操作容易。设备简单，操作容易。但因有些气体化学性质较活泼，长时间与容器壁接触但因有些气体化学性质较活泼，长时间与容器壁接触可能发生化学反应可能发生化学反应容器壁也有吸附作用，故会造成配制气体浓度不准确容器壁也有吸附作用，故会造成配制气体浓度不准确或其浓度随放置时间而变化，或其浓度随放置时间而变化，特别是配制低浓度标准气，常引起较大的误差特别是配制低浓度标准气，常引起较大的误差。对活泼性较差且用量不大的标准气，用该方法配制较简便。 使已知浓度的原料气，以较小的流量，恒定不变地送到气体混合器中，经净化的稀释气以较大流量恒定不变地进入混合器与原料气混合并将其稀释，稀释后的混合气连续不断地从混合器中流出。准确测量两股气流的流量之比就是稀释倍数，根据稀释倍数计算出标准气的浓度。 二、动态配气法（一）连续稀释法钢瓶气源连续稀释配气装置示意图钢瓶气源连续稀释配气装置示意图气体混合器示意图气体混合器示意图（二）负压喷射法负压喷射法配气原理示意图负压喷射法配气原理示意图（三）渗透管法（三）渗透管法渗透管法配气装置示意图渗透管法配气装置示意图（四）气体扩散法甲醛扩散管示意图甲醛扩散管示意图甲醛标准气体配气装置示意图甲醛标准气体配气装置示意图（五）电解法本 章 结 束谢 谢！