空气和废气监测4气态和蒸气态.ppt

3.4 气态和蒸气态污染物监测 气态蒸汽态污染物主要： SO2、NOX、光化学氧化剂、 氟化物、硫酸盐化速率、 汞、O3、CO、 总烃及非甲烷烃、 挥发性有机物 3.4.1 SO2的测定 一、SO2危害： 是一种无色、易溶于水、有刺激气味的气体。通过 呼吸进入气管，产生刺激和腐蚀作用，诱发支气管 疾病。 来源： 原油加工、煤燃烧烟气、石油燃烧烟气。 3.4.1 SO2的测定 二、二氧化硫测定方法： v四氯汞钾溶液吸收-盐酸傅玫瑰苯胺分光光度法 A v甲醛缓冲溶液吸收-盐酸傅玫瑰苯胺分光光度法 A v紫外荧光法(B) v定电位电解(C) 3.4.1 SO2的测定 三、控制标准： 1、空气质量标准： 年均 0.02-0.05-0.15 日均 0.06-0.15-0.50 时均 0.10-0.25-0.70 一、四氯汞钾吸收盐酸副玫瑰苯胺 1、原理： SO2四氯汞钾吸收液(氯化钾和氯化汞配制)吸 收-生成稳定的二氯亚硫酸盐络合物再与甲醛 及盐酸副玫瑰苯胺反应，生成紫色络合物，在 548nm处测吸光度。标准曲线定量。 最低检出限：0.015mg/m3 一、四氯汞钾吸收盐酸副玫瑰苯胺 2、仪器： （1）多孔玻板吸收瓶，75-125ml； （2）空气采样器：流量0-1L/min （3）分光光度计 3、采样方法 （1）短时间采样（45-60分钟），用多孔玻板吸收管， 装5ml四氯汞钾吸收液，以0.5L/min流量采样。 （2）测日平均浓度时，用50ml吸收液，流量以0.2L/min ，恒温采样18小时以上。 一、四氯汞钾吸收盐酸副玫瑰苯胺 4、标准曲线绘制： 亚硫酸钠配标准溶液(SO2浓度2ug/ml)，取8支10ml比色 管，分别加入0.00、0.60、1.00、1.40、1.60、1.80、 2.20、2.70ml二氧化硫标准溶液-用四氯汞钾吸收液补 至5ml-分别加入0.5ml氨基磺酸铵溶液,摇匀。再加 0.5ml甲醛溶液和1.5ml对品红显色剂，摇匀。在20温 度下显色20min，以水为参比、1cm比色皿测吸光度。以 吸光度-SO2含量（ug）绘制标准曲线。 一、四氯汞钾吸收盐酸副玫瑰苯胺 5、样品测定 将吸收管中溶液全部移入10ml比色管，用少量水 冲洗并入比色管，定容5ml，加0.5ml氨基磺酸氨溶 液,摇匀放10分钟，消除氮氧化物的干扰。再加 0.5ml甲醛溶液和1.5ml对品红显色剂，摇匀。在 20下显色20min，以水为参比测吸光度。 一、四氯汞钾吸收盐酸副玫瑰苯胺 6、计算： CSO2（mg/m3）=（A-A0）.Bs / V0( Vt/ Va) 式中: A-样品的吸光度 A0-空白液（零浓度）的吸光度 Bs-计算因子 ug/吸光度(由标准曲线斜率的倒数) V0-换算成标准状况下的采样体积 L Vt-气样吸收液的总体积 mL Va-测定时所取吸收液的体积（浓度大时取适量） mL 消除干扰： NO2、O3等，样品放置片刻消除；金属干扰加入磷酸消除 。 二、甲醛缓冲溶液吸收-盐酸副玫瑰苯胺 1、原理： SO2被甲醛缓冲溶液吸收后，生成稳定的羟基甲磺 酸加成化合物，在样品溶液中加入氢氧化钠使加成 化合物分解，释放出的SO2，与盐酸副玫瑰苯胺-甲 醛作用，生成紫红色化合物，在577nm处，测吸光 度。标准曲线定量。 该方法适用范围0.003-1.07mg/m3. 二、甲醛缓冲溶液吸收-盐酸副玫瑰苯胺 2.仪器： 1、空气采样器 2、分光光度计，可见光波长范围380-780 3、多孔玻板吸收管 4、恒温水浴（反应） 5、具塞比色管 二、甲醛缓冲溶液吸收-盐酸副玫瑰苯胺 3、试剂： 1、甲醛缓冲吸收液，含甲醛0.2mg/ml 2、氢氧化钠溶液，C(a)1.5mol/L 3、氨磺酸钠溶液0. 60 4、对品红使用液0.05%（盐酸副玫瑰苯胺） 5、亚硫酸钠标准溶液1ug/ml 6、硫代硫酸钠标准溶液0.05mol/l 7、有关试剂：碘酸钾、碘化钾、EDTA、盐酸、冰乙酸 二、甲醛缓冲溶液吸收-盐酸副玫瑰苯胺 4、测定步骤 （1）采样：甲醛缓冲吸收液10ml，流量0.5L/分，45分 （2）配制标准色列，取14只10ml比色管，分成A、B两组， A组分别加： 0、 0.5、1.0、2.0、5.0、8.0、10.0ml标准溶液 吸收液补齐：10、9.5、9.0、8.0、5.0、2.0、0ml甲醛吸收液 B组各管加入对品红1.0ml； A组各管加入氨磺酸钠0.5ml、加氢氧化钠分解，混匀； 逐管迅速倒入对应编号的B管中，立即具塞摇匀后放入恒温水 浴中显色，在20下显色20分钟，在577nm处测吸光度，用吸 光值-SO2含量绘制标准曲线。 二、甲醛缓冲溶液吸收-盐酸副玫瑰苯胺 5、样品测定： （1）将吸收液转入10ml比色管中，用吸收液稀释到 标线，加入0.5ml氨磺酸钠摇匀放置10分钟，消除氮 氧化物干扰。以下同标准曲线绘制。 （2）即先在B管加入0.05%的对品红1.0ml，A管再加 入氨磺酸钠0.5ml、氢氧化钠0.5ml，混匀。迅速倒入 对B管中，立即具塞摇匀后放入恒温水浴中显色，在 20下显色20分钟，在577nm处测吸光度。 二、甲醛缓冲溶液吸收-盐酸副玫瑰苯胺 4、计算： SO2（mg/l）=（A-A0）.Bs.Vt / VnVa 式中： A样品溶液的吸光度 A0试剂空白溶液的吸光度（用吸收液） Bs校正因子 g/吸光度 Vt样品溶液总体积，ml （10ml ） Va测定时所取样品溶液体积，ml （10ml） Vn标准状况下的采样体积L（0-101.325Kpa） 3.4.2 NOX的测定 一、NOX存在形态：以NO和NO2为主要存在形态. 二、NOX毒性： 1、NO为无色、无臭、微溶于水的气体，在空气中 易被氧化为NO2； 2、NO2为棕红色的具有强刺激性味的气体，毒性 比NO高四倍，能引起支气管炎、肺损害等。 NOX来源：燃料燃烧和硝酸、化肥生产及汽车尾气. 3.4.2 NOX的测定 三、控制标准： 1、空气质量标准：NOx 、NO2 2、污染物排放标准 （1）排放速率：1、2、3级 （2）无组织排放标准 （3）最高浓度限值 3、锅炉/火电厂排放标准 3.4.2 NOX的测定 四、监测方法 1、盐酸奈 乙二胺分光光度法(A) 2、化学发光法(B) 3、定电位电解法(C) 盐酸奈 乙二胺分光光度法 一、原理： 1、NO2测定原理： 吸收液：用冰乙酸、对氨基苯磺酸和盐酸奈乙二胺配成 。 （1）空气中NO2先被水吸收转化成亚硝酸和硝酸； （2）其中亚硝酸 在冰乙酸存在的条件下与对氨基苯磺酸 发生重氮化反应； （3）然后重氮化合物再与盐酸奈乙二胺偶合生成玫瑰 红色偶氮染料，其颜色深浅与气样中NO2浓度成正比。 （4）测其吸光度，标准曲线定量。 其结果仅是NO2的一部分。 盐酸奈 乙二胺分光光度法 2、NO测定原理: 采用两支吸收管，在两者之间装氧化管。 即： 吸收管1-氧化管-吸收管2 该管测NO2 NO被氧化为NO2 该管测的是NO 氧化管用高锰酸钾 或 CrO3-石英砂 3、NOX测定：测NO和NO2的之和，即为氮氧化合物。 盐酸奈 乙二胺分光光度法 二、实验系数f （NO2转化率） 测NO2时，是通过吸收并将NO2转化为亚硝酸，亚硝酸 发生一系列显色反应测得。实际上吸收液中还有一部分 NO2转化成了硝酸，结果中并不包括转化成硝酸的部分 。因此，需要加校正系数f。 该系数是通过NO2标准气体实验得出NO2转化率。f与 空气中NO2浓度、采样流量、吸收瓶类型等因素有关。 一般取f=0.88；当空气中NO2浓度高于0.72mg /m3时， f=0.77 盐酸奈 乙二胺分光光度法 三、测定要点: 1、采样（流量0.4L/分，采45分钟） 吸收瓶1（10ml吸收液），测NO2 氧化管（高锰酸钾溶液）氧化NO 吸收瓶2（10ml吸收液），测NO 3.4.2 NOX的测定 2、绘制标准曲线： 亚硝酸钠标准溶液配制标准系列，显色，以水为参 比，于540nm处测量吸光度。扣除空白，绘制吸光 度-亚硝酸钠浓度曲线（gu/ml）。 3、样品测定：采集样品后放置20分钟，用水补至 刻度，加显色剂，反应40分钟，在540nm处测定吸 光度。 3.4.2 NOX的测定 4、NO2含量的计算: NO2 (mg/m3)=(A1-A0-a).V.D/b.Va.f 式中: A1第一只吸收管溶液的吸光度 A0试剂空白溶液的吸光度 a-标准曲线的截距 b回归方程的斜率(校正值：吸光度/浓度) V采样所用吸收液体积。 如10ml Va换算至标准状态下的采样体积 L f-NO2转换为亚硝酸的转化系数0.88(高0.72以上为0.77) D-吸收液的稀释倍数.（浓度高时需要稀释后测定） 3.4.2 NOX的测定 5、NO 含量的计算: NO (mg/m3)=(A2-A0-a).V.D/b.f.K.Va 式中: A2第二只吸收管溶液的吸光度 A0试剂空白溶液的吸光度 b/a分别为回归方程的斜率和截距 V第二采样管用吸收液体积 mL D-吸收液的稀释倍数. Va换算至标准状态下的采样体积 L f-NO2转换为亚硝酸的转化系数0.88/0.77 K-NO氧化为NO2氧化系数(0.68) 3.4.7 硫酸盐化速率的测定 一、硫酸盐化速率： 空气中的SO2、H2S、H2SO4等含S污染物，经过变化后 形成硫酸雾和硫酸盐雾，这种变化过程的速度称硫 酸盐化速率。了解空气中硫化物的污染情况。 测定方法： 1、碱片-重量法（B） 2、碱片-离子色谱法(B) 碱片-重量法 1、原理 玻璃纤维滤膜（用碳酸钾溶液浸泡过的）暴露于 空气中，碳酸盐与空气中的SO2、H2S、H2SO4等含 硫酸性物发生反应，生成硫酸盐。然后测定滤膜 上硫酸盐含量，计算硫酸盐化速率。反应式如下 ： 2K2CO3+2SO2+O2-2K2SO4+CO2. 检出限为：0.05mgSO3/100cm2 碱片.d 以SO3 mg/100cm2.d 表示。 碱片-重量法 2、测定要点： （1）碱片制备： 将玻璃纤维滤膜剪成7cm的圆片，毛面向上，平放在 烧杯口上，用刻度吸管滴加30%的碳酸钾溶液1ml，扩 散直径5cm。此滤膜在600C烘干，存入干燥器中备用 。 （2）采样： 将滤膜放入塑料皿中，毛面向外，用垫圈压好边缘， 放在百叶窗中，放置302天。收样后，放入密封容 器中。 碱片-重量法 （3）测定： 准确剪下5cm直径的样品膜，放入150ml烧杯中加盐酸洗 涤滤膜。 少量水冲洗表面皿，用中速滤纸也过滤到烧杯中； 然后搅拌加热，并滴加10%氯化钡至硫酸钡沉淀完全（即 氯化钡检验上清液）。 陈化30分钟，冷却2h后用恒重的玻璃砂心坩埚过滤，将坩 埚放在105-1100C烘箱中至恒重（0.4mg）。 将2-3片保存在干燥器中的空白碱片，按同样方法操作，测 空白。 碱片-重量法 （4）计算： 硫酸盐化速率（ SO3 mg/100cm2.d ） =（Ws-Wb）/S.n.Mso3/MBaSO4.100 式中: Ws样品碱片中测得硫酸钡重量 mg Wb空白碱片测得硫酸钡重量 mg S碱片有效面积 cm2 n实际采样天数,精确到0.1天 Mso3/MBaSO4分子量之比,0.343 3.4.7 硫酸盐化速率的测定 (二)碱片-离子色谱法（自学） 用碱片采样,用碳酸钠-碳酸氢钠稀溶液浸取,获 得样品溶液,注入离子色谱仪测定硫酸根. 3.4.8 汞的测定(自学) 3.4.9 总烃及非甲烷烃的测定 一、总烃及非甲烷总烃： 1、总烃：污染环境空气的烃类一般指具有挥发 性的烃类(C1-C8)。常用两种方法表示，一种是包括 甲烷在内的烃类称为总烃（THC）。另一种除甲烷以 外的碳氢化合物称为非甲烷烃（NMHC）。甲烷在空 气中不参与光化学反应，因此测定非甲烷烃对判断 空气污染具有实际意义。 来源：石油炼制、尾气、石油化工等废气。 3.4.9 总烃及非甲烷烃的测定 二 、测定方法：采用气相色谱法测定 以氮气为载气测定总烃时，空气中的氧产生干 扰。可以采用两种方法消除。根据对氧干扰的去除 方法不同，分为方法一和方法二。 方法一、用除烃后的空气测定空白，从总烃中扣除（B） 方法二、用除烃后的净化空气为载气，标准气中加氧气与 样品相近测定总烃，干扰抵消（B） 方法一、以氮气为载气测定总烃 1、原理 以气相色谱两根色谱柱，一根为不锈钢螺旋空柱，测定空 气中总烃；另一根填充单体的柱子，用于测甲烷烃，两者 差为非甲烷烃。 当以N2为载气测定空气中总烃时，由于被测空气样品中 氧的存在会干扰测定。即在总烃的总峰中也包括氧峰，需 要消除氧的干扰。 由于固定色谱条件下，一定氧量的峰值是固定的。因此 ，可以用除烃空气求出空气的空白值（即氧峰），然后从 总烃中扣除，即消除了氧的干扰。 方法一、以氮气为载气测定总烃 2、仪器 （1）进样玻璃注射器。100ml （2）气相色谱仪:装两根色谱柱，柱1为空柱测总烃，柱2为 GDX-502担体，测甲烷。 （3）除烃空气净化装置：测空白。装钯-6201催化剂U形管， 如图： 方法一、以氮气为载气测定总烃 3、试剂 （1）甲烷标准气。 （2）氮气：载气。 （3）除烃净化空气。 以上三种气体均经过活性炭，硅胶、分子筛处理。 4、采样：100ml注射器抽取待测空气，12小时内测定 。 5、步骤： 将空气样、甲烷标准气、除烃