环境监测与仪器分析 空气和废气监测PPT课件

1、对人类有影响的：对人类有影响的：距地面距地面10km地球地球半径半径大气大气厚度厚度氮氮78.06%78.06%氧氧20.95%20.95%氩氩0.93% 0.93% 其他气体其他气体0.1%0.1%有害物质有害物质：烟烟尘、二氧化硫、氮氧尘、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、碳氢化物、一氧化碳、碳氢化合物等化合物等 清洁空气的成分清洁空气的成分:第1页/共104页一、空气污染的危害一、空气污染的危害 大气污染大气污染: : 有害物质浓度超过允许的极限并持续一段时间；有害物质浓度超过允许的极限并持续一段时间； 改变空气的正常组成，破坏其平衡体系；改变空气的正常组成，破坏其平衡体系； 危害人们，资源

2、资源等。危害人们，资源资源等。 迄今为止，世界上发生的迄今为止，世界上发生的1111次重大污染事件中，次重大污染事件中，有有7 7件属于强烈的大气污染造成的，因而大气污染尤件属于强烈的大气污染造成的，因而大气污染尤为人们所关注！为人们所关注！第2页/共104页1 1、温室效应：、温室效应：COCO2 2、CHCH4 4等等2 2、酸雨：、酸雨：SOSO2 2、NONOx x等等3 3、臭氧层的破坏、臭氧层的破坏4 4、急、急：高浓度，短时间，伦敦烟雾，洛杉矶光高浓度，短时间，伦敦烟雾，洛杉矶光化学烟雾污染化学烟雾污染5 5、慢性危害：、慢性危害：低浓度，长时间低浓度，长时间第3页/共104页二

3、、空气污染源二、空气污染源1 1、自然源：、自然源：2 2：人为源：人为源： 1 1）、企业排放的废气）、企业排放的废气 2 2）、交通工具排放的废气）、交通工具排放的废气 3 3）、室内污染源）、室内污染源( (装修、灶具和取暖设施等装修、灶具和取暖设施等) )第4页/共104页 三、空气中污染物状态及特点三、空气中污染物状态及特点 已发现有危害而被人注意的就有一百多种，已发现有危害而被人注意的就有一百多种，其中大部分是有机物，环境科学中用下列两种其中大部分是有机物，环境科学中用下列两种方法进行分类。方法进行分类。第5页/共104页1 1、一次污染物：、一次污染物： 直接直接从从污染源污染源

4、排放到排放到大气中大气中的有害物质的有害物质. . 常见的有：常见的有：SOSO2 2 , CO, NO , CO, NOX X (NO, NO (NO, NO2 2) )颗粒颗粒物，其中包括毒重金属，物，其中包括毒重金属，3,4-3,4-苯并芘苯并芘(BaP)(BaP)。（一）、一次污染物和二次污染物（一）、一次污染物和二次污染物第6页/共104页2 2、二次污染物：、二次污染物： 一次污染物之间与大气组分反应产生的新的一次污染物之间与大气组分反应产生的新的污染物。一般多为污染物。一般多为气溶胶。气溶胶。 第7页/共104页1 1、分子状态污染物、分子状态污染物： 常温常压下以常温常压下以气

5、体或蒸汽气体或蒸汽形式（苯、苯酚）分形式（苯、苯酚）分散在大气中的污染物质。根据化学形态，可将其分散在大气中的污染物质。根据化学形态，可将其分为五类：为五类： （1 1）、）、 含硫化合物含硫化合物： SOSO2 2 、 H H2 2S S ； SOSO3 3 、硫酸、硫酸、硫酸盐；硫酸盐； （2 2）、）、 含氮化合物含氮化合物： NO NO 、 NONO2 2 、 NHNH3 3 ； 硝酸、硝酸、硝酸盐；硝酸盐； （二）、分子状态污染物和粒子状态污染物（二）、分子状态污染物和粒子状态污染物第8页/共104页（3 3）、）、 碳氢化合物碳氢化合物： C C1 1-C-C5 5 化合物；醛、酮

6、、化合物；醛、酮、PAN PAN ； （4 4）、）、 碳氧化合物碳氧化合物： CO CO 、 COCO2 2 ； （5 5）、）、 卤素化合物卤素化合物： HF HF 、 HClHCl 。第9页/共104页2 2、粒子状态污染物（即颗粒物）：、粒子状态污染物（即颗粒物）： 分散在大气中的微小固体和液体颗粒，粒径多分散在大气中的微小固体和液体颗粒，粒径多在在 0.01-100 m 0.01-100 m 之间，是一个复杂的非均匀体系。之间，是一个复杂的非均匀体系。 沉降特性将其分为降尘和飘尘。沉降特性将其分为降尘和飘尘。（1 1） 、降尘、降尘：粒径大于：粒径大于 10 m 10 m 的颗粒；在

7、重的颗粒；在重力作用下，易沉降，危害范围较小。力作用下，易沉降，危害范围较小。 如水泥粉尘、金属粉尘、飞尘等一般颗粒大，如水泥粉尘、金属粉尘、飞尘等一般颗粒大，比重大。比重大。第10页/共104页（2 2） 、飘尘、飘尘：粒径小于：粒径小于 10 m 10 m 的粒子，粒的粒子，粒径小，比重也小，可长期漂浮在大气中，具有胶径小，比重也小，可长期漂浮在大气中，具有胶体性质，又称气溶胶体性质，又称气溶胶 (aerosol) (aerosol) 。危害：易随呼吸进入肺，在肺泡积累并进入血液，危害：易随呼吸进入肺，在肺泡积累并进入血液，危害健危害健 康，因此也称可吸入颗粒物（康，因此也称可吸入颗粒物（

8、 IP IP 或或 PMPM1010 ）。）。 通常所说的烟通常所说的烟 (Smoke) (Smoke) 、雾、雾 (Fog) (Fog) 、灰尘、灰尘 (Dust) (Dust) 均是用来描述飘尘存在形式的。均是用来描述飘尘存在形式的。第11页/共104页四、大气污染物的时空分布四、大气污染物的时空分布 1 1、污染物排放源、污染物排放源 2 2、地形、地貌、地形、地貌 3 3、气象、气象第12页/共104页1 1、时间性、时间性：一次污染物一次污染物因受逆温层、气温、气压等的限制，因受逆温层、气温、气压等的限制，在在清晨和黄昏时浓度较高清晨和黄昏时浓度较高； 二次污染物二次污染物如光化学烟

9、雾等由于是靠太阳光能如光化学烟雾等由于是靠太阳光能形成的，故在形成的，故在中午时浓度增加中午时浓度增加。 2 2、空间性、空间性： 污染源种类、分布情况和气象条件等因素有关。污染源种类、分布情况和气象条件等因素有关。第13页/共104页五、空气中污染物浓度表示方法五、空气中污染物浓度表示方法和气体体积换算和气体体积换算1 1、污染物浓度表示方法、污染物浓度表示方法、单位体积内所包含污染物的质量数、单位体积内所包含污染物的质量数 mg/mmg/m3 3或或g/mg/m3 3，对任何状态的污染物都适用。，对任何状态的污染物都适用。、污染物体积与气样总体积的比值、污染物体积与气样总体积的比值 单位：

10、单位：mL/mmL/m3 3或或L/mL/m3 3，仅适于气态或蒸汽态物，仅适于气态或蒸汽态物质。质。、两种单位换算关系：、两种单位换算关系： C Cv v = 22.4 = 22.4C Cm m/M/M2 2、气体体积换算、气体体积换算把现场状态下的体积换算成标准状态下的体积把现场状态下的体积换算成标准状态下的体积: : Vo = Vt Vo = Vt273273P /(273+t)P /(273+t)101.325 101.325 第14页/共104页第二节第二节 空气污染监测方案的制定空气污染监测方案的制定 一、确定监测目的一、确定监测目的1 1、判断大气质量判断大气质量是否符合国家制订

11、的大气质量标准，是否符合国家制订的大气质量标准，并为编写质量状况评价报告提供数据。并为编写质量状况评价报告提供数据。 2 2、为、为研究研究大气质量的大气质量的变化规律和发展趋势变化规律和发展趋势，预测预报，预测预报工作提供依据。工作提供依据。 3 3、为、为政府部门执行政府部门执行有关环境保护法规，开展环境质量有关环境保护法规，开展环境质量管理管理，修订大气环境质量标准提供基础资料和依据。，修订大气环境质量标准提供基础资料和依据。第15页/共104页二、收集有关资料二、收集有关资料 1 1、污染源分布及排放：、污染源分布及排放：( (种类，数量，位置，排种类，数量，位置，排放量等放量等);)

12、;2 2、气象资料、气象资料（风速、风向、气温、气压、降水（风速、风向、气温、气压、降水量、日照时间、相对湿度、垂直梯度和逆温层底量、日照时间、相对湿度、垂直梯度和逆温层底部高度等）；部高度等）；3 3、地形资料、地形资料（山区山谷风、河谷逆温、丘陵浓（山区山谷风、河谷逆温、丘陵浓度梯度大、海边海陆风），地形越复杂，监测点度梯度大、海边海陆风），地形越复杂，监测点布设越多；布设越多；4 4、土地利用和功能分区、土地利用和功能分区（功能不同：工业区、（功能不同：工业区、商业区、居民区、混合区）或建筑物密度等）；商业区、居民区、混合区）或建筑物密度等）；5 5、人口分布及人群健康情况；、人口分布及

13、人群健康情况；6 6、以往监测资料。、以往监测资料。第16页/共104页三、确定监测项目三、确定监测项目 优先监测原则：危害大，涉及范围广，已有成熟优先监测原则：危害大，涉及范围广，已有成熟监测方法，有标准可比项目。监测方法，有标准可比项目。 1 1、必测项目、必测项目：二氧化硫、氮氧化物、总悬浮颗粒物等：二氧化硫、氮氧化物、总悬浮颗粒物等2 2、选测项目、选测项目：一氧化碳、飘尘、光化学氧化剂、氟化：一氧化碳、飘尘、光化学氧化剂、氟化物、铅、汞、苯物、铅、汞、苯(a)(a)并芘、总烃及非甲烷烃。并芘、总烃及非甲烷烃。 第17页/共104页1 1、布设采样点的原则和要求、布设采样点的原则和要求

14、 （1 1）覆盖全部监测区：采样点应设在整个监测区域）覆盖全部监测区：采样点应设在整个监测区域 的的高、中、低高、中、低三种不同污染物浓度的地方；三种不同污染物浓度的地方；（2 2）在）在污染源比较集中污染源比较集中，主导风向比较明显主导风向比较明显的的 情情 况下，应将污染源的况下，应将污染源的下风向下风向，布设较多采样点；，布设较多采样点；（3 3）工业集中地区多取点，农村可少些；）工业集中地区多取点，农村可少些；（4 4）人口密度大的地区多取点，少的地区可少些；）人口密度大的地区多取点，少的地区可少些；（5 5）超标地区多取点，未超标地区少些。）超标地区多取点，未超标地区少些。四、四、布

15、设网点布设网点第18页/共104页要求： 1、采样点周围应开阔，无局地污染源；、采样点周围应开阔，无局地污染源； 2、交通密集区，距离人行道边缘至少、交通密集区，距离人行道边缘至少1.5米处；米处；3、各采样点条件尽量一致，具有可比性；、各采样点条件尽量一致，具有可比性；4、若研究对人体危害：、若研究对人体危害：1.52米处米处 对植物对植物：315米。米。第19页/共104页2、采样点的数目、采样点的数目 应根据监测范围大小、污染物的空间分应根据监测范围大小、污染物的空间分布特征、人口分布及密度、气象、地形及经济布特征、人口分布及密度、气象、地形及经济条件等因素综合考虑。条件等因素综合考虑。

16、第20页/共104页第21页/共104页（1 1）、）、 功能区布点法功能区布点法: :污染较集中的工业区和人口较密集污染较集中的工业区和人口较密集的居住区。的居住区。适用区域性常规检测适用区域性常规检测（2 2）、）、 网格布点法网格布点法: :多个污染源且污染源分布较均匀地区。多个污染源且污染源分布较均匀地区。均匀网状方格，交点和方格中心。均匀网状方格，交点和方格中心。（3 3）、）、 同心圆布点法同心圆布点法: :多个污染源构成污染群且大污染源多个污染源构成污染群且大污染源较集中的地区。以污染群中心为圆心画同心圆，作较集中的地区。以污染群中心为圆心画同心圆，作放射线与圆周交点为采样点。放

17、射线与圆周交点为采样点。（4 4）、扇形布点法）、扇形布点法: :孤立的高架点源，且主导风向明显的地孤立的高架点源，且主导风向明显的地区。点源位置为定点，下风向为轴线画扇形区。扇区。点源位置为定点，下风向为轴线画扇形区。扇形夹角形夹角45-9045-90间。间。3 3、采样点布设方法、采样点布设方法第22页/共104页图图1 1 网格布点法网格布点法第23页/共104页图图2 2 同心圆布点法同心圆布点法上风口上风口下风口下风口第24页/共104页图图3 3 扇形布点法扇形布点法第25页/共104页五、采样时间和频率五、采样时间和频率 1 1、采样时间：、采样时间： 指每次采样所需时间的长短，

18、又叫采样时指每次采样所需时间的长短，又叫采样时段。分为短期采样、长期采样、间歇性采样。段。分为短期采样、长期采样、间歇性采样。 2 2、采样频率、采样频率: : 指一定时间范围内的采样次数指一定时间范围内的采样次数 （1 1）依浓度分布的时间特性）依浓度分布的时间特性 依气象条件变化的特征，高中低浓度都包括依气象条件变化的特征，高中低浓度都包括 （2 2）依对监测数据要求的精确程度）依对监测数据要求的精确程度 第26页/共104页复习复习v1、空气污染源、空气污染源?v2、空气污染物分类、空气污染物分类?v3、空气检测采样点布点方法？、空气检测采样点布点方法？第27页/共104页第三节第三节

19、大气采集方法和仪器大气采集方法和仪器一、直接采样法一、直接采样法 适用：适用：被测组分浓度较高被测组分浓度较高或或监测方法灵敏度高监测方法灵敏度高 此法测得的结果为此法测得的结果为瞬时浓度瞬时浓度或或短时间内的平均浓度短时间内的平均浓度。 采集大气的方法可归纳为采集大气的方法可归纳为直接采样法直接采样法和和富集富集（浓缩）采样法（浓缩）采样法两类。两类。常用采样容器：常用采样容器：注射器、塑料袋、采气管、真空瓶等。注射器、塑料袋、采气管、真空瓶等。第28页/共104页1 1、注射器采样、注射器采样 注：注：常用常用 100mL 注射器采集有机蒸汽样品。注射器采集有机蒸汽样品。采样时，先用现场气

20、体抽洗采样时，先用现场气体抽洗 2-3 次，然后抽满后密封。次，然后抽满后密封。样品存放时间不宜长，一般当天分析完。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。气相色谱分析法常采用此法取样。第29页/共104页2 2、塑料袋采样、塑料袋采样 注：注： 1、应选不吸附、不渗漏，也不与样气中污染组、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。分发生化学反应的塑料袋。 2、采样时，先用二联球打进现场气体冲洗、采样时，先用二联球打进现场气体冲洗 2-3 次，再充满样气，夹封进气口，带回实验室尽快分次，再充满样气，夹封进气口，带回实验室尽快分析。析。 第30页/共

21、104页3 3、采气管采样、采气管采样注：采样时，打开两端旋塞，用二联球或抽气泵注：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出，关上旋塞，采气管体积即为采气体积 。 采气管容积一般为 100-1000mL 。 第31页/共104页真空采气瓶示意图真空采气瓶示意图4 4、真空瓶采样、真空瓶采样 第32页/共104页二、富集采样法二、富集采样法 适用：适用：污染物质浓度较低污染物质浓度较低（ ppm

22、-ppb ppm-ppb ）。）。 采样时间一般较长，测得结果可代表采样时段的采样时间一般较长，测得结果可代表采样时段的平均浓度平均浓度，更能反映大气污染的真实情况更能反映大气污染的真实情况。 采样方法：采样方法：u 吸收管式溶液吸收法吸收管式溶液吸收法u 填充柱法填充柱法u 滤料阻留法滤料阻留法u 低温冷凝法低温冷凝法u 自然积集法自然积集法第33页/共104页1 1、溶液吸收法、溶液吸收法 （1 1）吸收速度（）吸收速度（V V） （2 2）采样气体与吸收液的接触面积（）采样气体与吸收液的接触面积（S S） 采集采集气态、蒸气态气态、蒸气态及某些及某些气溶胶污染物气溶胶污染物的常的常用方法

23、。用方法。其吸收效率主要取决于以下其吸收效率主要取决于以下两个两个方面：方面：第34页/共104页 、对被采集物质溶解度要大或与被采集物、对被采集物质溶解度要大或与被采集物质的化学反应速度要快；质的化学反应速度要快； 、稳定时间长；、稳定时间长； 、有利于下一步分析；、有利于下一步分析； 、吸收试剂毒性小，价格低且易于购买。、吸收试剂毒性小，价格低且易于购买。 溶解溶解 化学反应化学反应（1 1）吸收速度）吸收速度 体现在吸收液的选择上体现在吸收液的选择上吸收液的选择原则：吸收液的选择原则：第35页/共104页气体吸收管（瓶）示意图气体吸收管（瓶）示意图（2 2）采样气体与吸收液的接触面积）采

24、样气体与吸收液的接触面积 体现在选择体现在选择合适的吸收管合适的吸收管第36页/共104页填充柱阻留法（固体阻留法）填充柱阻留法（固体阻留法） 填充柱是用一根填充柱是用一根 6 -10cm 长长 , 内径内径 3 -5mm 的玻璃管或塑的玻璃管或塑料管料管 , 内装颗粒状填充剂制成。内装颗粒状填充剂制成。 采样时，让气样以一定流速通过填充柱，则欲测组分因吸采样时，让气样以一定流速通过填充柱，则欲测组分因吸附、溶解或化学反应而被阻留在填充剂上，达到浓缩采样的目附、溶解或化学反应而被阻留在填充剂上，达到浓缩采样的目的。的。（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

25、型填充柱） 采样后，通过加热解吸，吹气或溶剂洗脱，使被测组分从采样后，通过加热解吸，吹气或溶剂洗脱，使被测组分从填充剂上释放出来测定。填充剂上释放出来测定。 填充柱阻留法示意图填充柱阻留法示意图。 。第37页/共104页v 根据填充剂阻留作用的原理，可分为：v 1）吸附型填充柱：）吸附型填充柱：颗粒状固体吸附剂，如活性炭、硅胶、分子筛、氧化铝等多孔性物质，对气体和蒸气吸附力强。 v 2）分配型填充剂：）分配型填充剂：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，适于对蒸气和气溶胶态物质的采集。v 3）反应型填充柱：）反应型填充柱：其填充柱是由惰性多孔颗粒物或纤维状物表面涂渍能与被测

26、组分发生化学反应的试剂制成。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。 第38页/共104页固体阻留法优点：固体阻留法优点： 用固体采样管可以长时间采样，测日平均或一段时间内的平均浓度值； 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； 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。 具有广阔发展前景的富集方法！具有广阔发展前景的富集方法！ 第39页/共104页 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

27、出空气中颗粒物的浓度。 v常用滤料： 1、纤维状滤料：如定量滤纸、玻璃纤维滤膜（纸）、氯乙烯滤膜等； 2、筛孔状滤料：如微孔滤膜、核孔滤膜、银薄膜等。3 3、滤料阻留法、滤料阻留法第40页/共104页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注：根据测定目的不同可选择不同材质的滤料。注：根据测定目的不同可选择不同材质的滤料。TSPTSP和和PMPM1010等气等气溶胶指标溶胶指标的分析多用的分析多用玻璃纤维滤膜玻璃纤维滤膜。见教材第。见教材第161161页。页。第41页/共104页低温冷凝采样装置示意图低温冷凝采样装置示意图4、低温冷凝法、低温冷凝法5 5、自然积集法、自

28、然积集法 利用物质的利用物质的自然重力自然重力、空气动力空气动力和和浓差扩散浓差扩散作用采集大气中的被测物质，如自然降尘量、硫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。酸盐化速率、氟化物等大气样品的采集。第42页/共104页6 6、静电沉降法、静电沉降法7 7、扩散、扩散( (或渗透或渗透) )法：法：不需动力设备。不需动力设备。（1 1）降尘试样的采集）降尘试样的采集优点：优点：不需动力设备，简单易行，且采样时间长，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。测定结果能较好反映大气污染情况。干法干法湿法湿法第43页/共104页三、

29、采样仪器三、采样仪器 除除富集采样法中的扩散法和自然积集法不需动富集采样法中的扩散法和自然积集法不需动力外，力外，空气污染物监测多采用动力采样法，即需使用带空气污染物监测多采用动力采样法，即需使用带动力的采样仪器，这些采样仪器主要由动力的采样仪器，这些采样仪器主要由收集器收集器、流量计流量计和和采样动力采样动力三部分组成。三部分组成。 1 1、组成部分、组成部分空气流动方向样品收集器流量测量装置动力装置（泵等）空气排空第44页/共104页（1 1）、收集器）、收集器：如大气吸收管（瓶）、填充柱、：如大气吸收管（瓶）、填充柱、滤料、低温冷凝采样管等。滤料、低温冷凝采样管等。（2 2）、流量计）、

30、流量计：是测量气体流量的仪器，流量是：是测量气体流量的仪器，流量是计算采集气样体积必知的参数。当用抽气泵作抽气计算采集气样体积必知的参数。当用抽气泵作抽气动力时，通过流量计的读数和采样时间可以计算所动力时，通过流量计的读数和采样时间可以计算所采空气的体积。采空气的体积。 常用的流量计有：常用的流量计有：皂膜皂膜流量计、流量计、孔口流量计、孔口流量计、转子流量计。转子流量计。均需定期校正。均需定期校正。 第45页/共104页（3 3）、采样动力）、采样动力 、非电源抽气动力：如注射器、连续式手抽气、非电源抽气动力：如注射器、连续式手抽气筒、双连球、水抽气瓶等，适用于采样时间不长，筒、双连球、水抽

31、气瓶等，适用于采样时间不长，采气量小，无市电供给的情况，用于采集采气量小，无市电供给的情况，用于采集气体或气体或蒸汽态样品。蒸汽态样品。、电力抽气动力：在有电源的采样现场，可采、电力抽气动力：在有电源的采样现场，可采用各种电抽气机和电抽气泵为采样动力，如吸尘用各种电抽气机和电抽气泵为采样动力，如吸尘器、真空泵、刮板泵、薄膜泵、电磁泵等。还可器、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采用大气采样器、飘尘采样器等专用采样装置采集大气中气态或蒸汽态物质及颗粒物质。集大气中气态或蒸汽态物质及颗粒物质。第46页/共104页2 2、专用采样器、专用采样器空气采样器

32、示意图空气采样器示意图1 1第47页/共104页空气采样器示意图空气采样器示意图2 2第48页/共104页TSP采样头示意图采样头示意图PM10采样头示意图采样头示意图第49页/共104页颗粒物采样器示意图颗粒物采样器示意图第50页/共104页大流量采样器结构示意图大流量采样器结构示意图第51页/共104页四、采样效率四、采样效率 指在规定的采样条件下所采集到的污染物量指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。占其总量的百分数。 由于污染物在空气中存在的状态不同，所以由于污染物在空气中存在的状态不同，所以评价方法也不同。评价方法也不同。第52页/共104页1 1、采集气态和蒸汽态

33、污染物质效率的评价方法、采集气态和蒸汽态污染物质效率的评价方法（1 1）、绝对比较法）、绝对比较法用标准气测定采样效率，采样效率用标准气测定采样效率，采样效率K K为：为： C1实测浓度 C0配制浓度第53页/共104页C1C2C3进气接泵（2 2）、相对比较法）、相对比较法 配制一个恒定的但不要求知道污染物确切浓度的配制一个恒定的但不要求知道污染物确切浓度的气体样品，串联气体样品，串联2 23 3个采样管采集所配制的样品。个采样管采集所配制的样品。第54页/共104页采样效率采样效率K K为：为： 用此法计算采样效率时，要求第二个和第三用此法计算采样效率时，要求第二个和第三个采样管中污染物的

34、浓度之和远远小于第一个采个采样管中污染物的浓度之和远远小于第一个采样管中污染物的浓度样管中污染物的浓度。第55页/共104页2 2、采集颗粒物效率的评价方法、采集颗粒物效率的评价方法 （1 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 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。 由于空气悬浮物中小颗粒物的数量总是占大部由于空气悬浮物中小颗粒物的数量总是占大部分，而按质量计算却只占很小部分，故质量采样效分，而按质量计算却只占

35、很小部分，故质量采样效率总是大于颗粒数采样效率。率总是大于颗粒数采样效率。 在大气监测评价中，评价采集颗粒物方法的采在大气监测评价中，评价采集颗粒物方法的采样效率多用样效率多用质量采样效率质量采样效率表示。具体评价方法是与表示。具体评价方法是与一个采样效率高的方法同时采样，进行数据比较得一个采样效率高的方法同时采样，进行数据比较得知。知。第56页/共104页五、采样记录五、采样记录 采样记录的内容包括：被测污染物的名称和采样记录的内容包括：被测污染物的名称和编号；采样地点和时间；采样流量和体积；采样编号；采样地点和时间；采样流量和体积；采样时的温度、压力和天气情况；采样仪器和吸收液时的温度、压

36、力和天气情况；采样仪器和吸收液名称；采样者姓名。名称；采样者姓名。第57页/共104页小节小节1、采样方法？适用范围？哪种更有代表性？2、直接采样的常用采样容器有哪些？3、浓缩采样方法有哪些？4、采样仪器的组成主要分哪三个部分？5、如何评价采样效率？第58页/共104页第四节第四节 （蒸）气态物质的测定（蒸）气态物质的测定一、二氧化硫的测定一、二氧化硫的测定二、氮氧化物的测定二、氮氧化物的测定三、一氧化碳的测定三、一氧化碳的测定第59页/共104页五、氟化物的测定五、氟化物的测定六、汞的测定六、汞的测定七、挥发性有机物和甲醛的测定七、挥发性有机物和甲醛的测定四、硫酸盐化速率的测定四、硫酸盐化速

37、率的测定 第60页/共104页一、一、 二氧化硫的测定二氧化硫的测定SOSO2 2 是大气主要污染物之一是大气主要污染物之一 , , 为大气环境污染例为大气环境污染例行监测的必测项目。浓度达到达行监测的必测项目。浓度达到达30-40ppm 30-40ppm 时时 , , 人会感人会感到呼吸困难到呼吸困难 。 1 1、来源、来源、天然源：火山爆发，海水的浪花。、天然源：火山爆发，海水的浪花。、人工源：含、人工源：含S S燃料的燃烧，矿石冶炼，化工厂燃料的燃烧，矿石冶炼，化工厂生产过程的产物生产过程的产物, ,全世界人为排放的全世界人为排放的SOSO2 2约为约为1.51.5亿吨亿吨/ /年。年。

38、第61页/共104页2、性质及毒性、性质及毒性 、无色，易溶于水，有刺激性气味的气体。、无色，易溶于水，有刺激性气味的气体。、会引起呼吸系统疾病。、会引起呼吸系统疾病。、与烟尘等气溶胶共存时，危害更大。、与烟尘等气溶胶共存时，危害更大。3 3、测定方法、测定方法（1 1）、光度法）、光度法（2 2）、电导法）、电导法第62页/共104页光光度度法法四氯化汞钾吸收四氯化汞钾吸收- -盐酸副玫瑰苯胺盐酸副玫瑰苯胺甲醛吸收甲醛吸收- -盐酸副玫瑰苯胺盐酸副玫瑰苯胺过氧化氢吸收过氧化氢吸收- -钍试剂钍试剂紫外荧光法（书上没有）紫外荧光法（书上没有）（1 1） 、第63页/共104页、四氯化汞钾吸收四

39、氯化汞钾吸收- -盐酸副玫瑰苯胺（国标法）盐酸副玫瑰苯胺（国标法） 灵敏度高、选择性好，但吸收液毒性大。灵敏度高、选择性好，但吸收液毒性大。SOSO2 2吸收液吸收液（四氯汞钾）（四氯汞钾）二氯亚硫酸盐二氯亚硫酸盐甲醛甲醛紫色络和物紫色络和物测定测定注：依据盐酸副玫瑰苯胺的注：依据盐酸副玫瑰苯胺的pHpH不同，生成络和物不同，生成络和物的颜色也有差异，测定波长也不同。的颜色也有差异，测定波长也不同。原理：原理：羟基甲基磺酸羟基甲基磺酸盐酸副玫瑰苯胺盐酸副玫瑰苯胺第64页/共104页反应式如下反应式如下: : 第65页/共104页 温度、酸度、显色时间等因素影响显色反应；温度、酸度、显色时间等因

40、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。标准溶液和试样溶液操作条件应保持一致。 O O3 3、MnMn2+2+、FeFe3+3+、CrCr6+6+、和、和 NOx NOx 等对测定有干扰。等对测定有干扰。采样后放置片刻，采样后放置片刻，O O3 3可自行分解；加入磷酸和乙二胺可自行分解；加入磷酸和乙二胺四乙酸二钠盐可消除或减小某些金属离子的干扰；四乙酸二钠盐可消除或减小某些金属离子的干扰；加入氨磺酸钠可消除加入氨磺酸钠可消除NONOx x的干扰。的干扰。注意事项：注意事项：第66页/共104页 甲醛吸收甲醛吸收- -盐酸副玫瑰苯胺盐酸副玫瑰苯胺（国标法）（国标法）、 为避免四氯汞

41、钾溶液的毒性，可用甲醛缓冲溶为避免四氯汞钾溶液的毒性，可用甲醛缓冲溶液取代液取代四氯汞钾溶液四氯汞钾溶液作为吸收液，反应生成作为吸收液，反应生成羟基甲羟基甲基磺酸，基磺酸，然后加入然后加入NaOHNaOH溶液，使溶液，使SOSO2 2释放，再与盐酸释放，再与盐酸副玫瑰苯胺显色，反应生成紫红色络合物。副玫瑰苯胺显色，反应生成紫红色络合物。 灵敏度高、组分稳定，但操作条件要求严格。灵敏度高、组分稳定，但操作条件要求严格。注：尽管、两种方法的显色剂都是盐酸副玫瑰苯胺，注：尽管、两种方法的显色剂都是盐酸副玫瑰苯胺，但由于与之反应的反应物不同，所以生成络和物的颜色但由于与之反应的反应物不同，所以生成络和

42、物的颜色有差异，测定波长也就不同。有差异，测定波长也就不同。第67页/共104页 大气中的大气中的SOSO2 2用过氧化氢溶液吸收并氧化为硫用过氧化氢溶液吸收并氧化为硫酸。酸。SOSO4 42-2-与定量加入的过量的高氯酸钡反应，生成与定量加入的过量的高氯酸钡反应，生成 (BaSO(BaSO4 4) )沉淀，剩余钡离子与钍试剂作用生成钍试沉淀，剩余钡离子与钍试剂作用生成钍试剂剂- -钡络合物钡络合物( (紫红色紫红色) )。根据颜色深浅，间接进行。根据颜色深浅，间接进行定量测定。定量测定。 、过氧化氢吸收过氧化氢吸收- -钍试剂钍试剂 ISOISO的推荐方法，吸收液无毒，组分稳的推荐方法，吸收

43、液无毒，组分稳定，但灵敏度低、所需气样的体积大，常用定，但灵敏度低、所需气样的体积大，常用于测定于测定SOSO2 2的日平均浓度。的日平均浓度。原理：原理：第68页/共104页反应过程如下反应过程如下: 第69页/共104页 荧光通常是指某些物质受到紫外光照射时，各荧光通常是指某些物质受到紫外光照射时，各自吸收了一定波长的光之后，发射出比照射光波长自吸收了一定波长的光之后，发射出比照射光波长长的光。长的光。 利用测荧光波长和荧光强度建立起来的定性，利用测荧光波长和荧光强度建立起来的定性，定量方法称为荧光分析法。定量方法称为荧光分析法。、紫外荧光法、紫外荧光法 选择性好，不消耗化学试剂，适合连续

44、自动监选择性好，不消耗化学试剂，适合连续自动监测。测。 紫外光照射波长：紫外光照射波长：190 - 230nm190 - 230nm发射的荧光波长：发射的荧光波长：330nm330nm特点：特点：第70页/共104页、吸收、吸收 SO2 + h1 SO2*、去激发、去激发 SO2* SO2 + h2 干扰物：水分（产生荧光猝灭，负干扰）和干扰物：水分（产生荧光猝灭，负干扰）和芳烃化合物（正干扰）。芳烃化合物（正干扰）。 原理：原理：第71页/共104页（2 2）、电导法（用）、电导法（用H H2 2O O2 2 吸收）吸收）原理原理：SO2 + H2 O2 H2 SO4 H2 SO4 2H+

45、+ SO42- SO SO2 2含量越高，则吸收液的电导率越大，所以通含量越高，则吸收液的电导率越大，所以通过测量吸收液吸收过测量吸收液吸收SOSO2 2前后电导率的变化可知气体中前后电导率的变化可知气体中SOSO2 2的含量。的含量。 适合连续自动监测。适合连续自动监测。第72页/共104页二、氮氧化物的测定二、氮氧化物的测定1 1、来源、来源天然源：闪电，豆类植物的根瘤菌有固氮作用，天然源：闪电，豆类植物的根瘤菌有固氮作用，森林火灾，火山爆发；森林火灾，火山爆发；人工源：燃料燃烧，汽车尾气。人工源：燃料燃烧，汽车尾气。2 2、存在状态、存在状态NONOX X: : NO NO，NONO2

46、2， N N2 2O O，N N2 2O O3 3，N N2 2O O4 4，N N2 2O O5 5，NONO3 3等。等。第73页/共104页3 3、毒性、毒性呼吸器官：在肺泡表面的水份中成呼吸器官：在肺泡表面的水份中成HNOHNO3 3，HNOHNO2 2；对肺组织强烈刺激和腐蚀：肺水肿；对肺组织强烈刺激和腐蚀：肺水肿；NONO，NONO2 2- -进入血液中，与血红蛋白结合成高进入血液中，与血红蛋白结合成高铁血红蛋白，引起组织缺氧；铁血红蛋白，引起组织缺氧；对中枢神经系统损坏，心、肾、肝，造血组对中枢神经系统损坏，心、肾、肝，造血组织的损坏；织的损坏；二次污染物的生成：光化学烟雾；二次

47、污染物的生成：光化学烟雾；其他：氮氧化物在环境中被氧化成硝酸，与其他：氮氧化物在环境中被氧化成硝酸，与硫酸一起造成酸雨危害；还是温室气体。硫酸一起造成酸雨危害；还是温室气体。第74页/共104页（1 1）、盐酸萘乙二胺光度法）、盐酸萘乙二胺光度法大气中大气中NONO2 2不需要通过氧化管直接进行吸收和显不需要通过氧化管直接进行吸收和显色反应后测得，但色反应后测得，但NONO需要通过氧化管被氧化为需要通过氧化管被氧化为NONO2 2才才能测定。所以样品气体通过氧化管后测定的是空气能测定。所以样品气体通过氧化管后测定的是空气中中NONOX X总量。总量。 原理：原理：NONO和和NONO2 2氧化

48、剂氧化剂NONO2 2吸收液吸收液HNOHNO2 2冰乙酸冰乙酸对氨基苯磺酸对氨基苯磺酸重氮化反应重氮化反应盐酸萘乙二胺盐酸萘乙二胺生成红色生成红色络和物络和物540nm测定测定4 4、测定方法、测定方法偶合反应偶合反应第75页/共104页注意事项：注意事项： 、用此法最后测定的是溶液中亚硝酸盐的含、用此法最后测定的是溶液中亚硝酸盐的含量，而实际上气样中的量，而实际上气样中的NONO2 2并不能全部转化为亚硝并不能全部转化为亚硝酸盐，这里存在着一个转换系数酸盐，这里存在着一个转换系数K K。所以计算时应。所以计算时应将测得的将测得的HNOHNO2 2值除以该系数才是实际的值除以该系数才是实际的

49、NONO2 2含量。含量。、根据所使用的氧化剂的不同，此光度法又、根据所使用的氧化剂的不同，此光度法又分为高锰酸钾氧化法和三氧化铬分为高锰酸钾氧化法和三氧化铬- -石英砂氧化法。石英砂氧化法。第76页/共104页三、一氧化碳的测定三、一氧化碳的测定一氧化碳一氧化碳 (CO) (CO) 是大气中主要污染物之一，是是大气中主要污染物之一，是大气污染监测的最常用指标之一。大气污染监测的最常用指标之一。 1 1、非色散红外吸收法、非色散红外吸收法原理：原理：当当 CO CO 气态分子受到红外辐射照射时，将会吸收气态分子受到红外辐射照射时，将会吸收特征波长的红外光，从而引起分子振动能级和转动能特征波长的

50、红外光，从而引起分子振动能级和转动能级的跃迁，产生振动级的跃迁，产生振动 - - 转动吸收光谱，在一定浓度范转动吸收光谱，在一定浓度范围内，吸收光谱的峰值（吸光度）与气态物质浓度有围内，吸收光谱的峰值（吸光度）与气态物质浓度有比例关系。比例关系。 第77页/共104页CO/CO2监测仪监测仪 第78页/共104页2、气相色谱法、气相色谱法3、汞置换法、汞置换法第79页/共104页四、氟化物的测定四、氟化物的测定测定大气中氟化物的方法有分光光度法、氟测定大气中氟化物的方法有分光光度法、氟离子选择电极法等。目前广泛采用后一种方法。离子选择电极法等。目前广泛采用后一种方法。原理：原理： 用磷酸氢二钾

51、溶液浸渍的玻璃纤维滤膜或碳酸氢用磷酸氢二钾溶液浸渍的玻璃纤维滤膜或碳酸氢钠钠- -甘油溶液浸渍的玻璃纤维滤膜采样，则大气中的甘油溶液浸渍的玻璃纤维滤膜采样，则大气中的气态氟化物被吸收固定，尘态氟化物同时被阻留在气态氟化物被吸收固定，尘态氟化物同时被阻留在滤膜上，采样后的滤膜用水或酸浸取后，用氟离子滤膜上，采样后的滤膜用水或酸浸取后，用氟离子选择电极法测定。选择电极法测定。相关内容见相关内容见“水和废水监测水和废水监测”中氟离子的测定。中氟离子的测定。第80页/共104页五、硫酸盐化速率的测定五、硫酸盐化速率的测定 是指大气中含硫污染物演变为硫酸雾和硫酸是指大气中含硫污染物演变为硫酸雾和硫酸盐雾

52、的速度。盐雾的速度。 其测定方法有二氧化铅其测定方法有二氧化铅- -重量法、碱片重量法、碱片- -重量重量法、碱片法、碱片- -铬酸钡分光光度法、碱片铬酸钡分光光度法、碱片- -离子色谱法离子色谱法等。等。第81页/共104页二氧化铅二氧化铅- -重量法原重量法原理：理：注：注：结果以每日在结果以每日在100cm100cm2 2二氧化铅面积上所含二氧化铅面积上所含SOSO3 3的毫的毫克数表示。克数表示。 最低检出浓度为最低检出浓度为0.05mgSO0.05mgSO3 3/(100cm/(100cm2 2 pbO pbO2 2d)d)。空气中硫化物空气中硫化物PbSO4PbO2PbCO3+ S

53、O42-Na2CO3BaCl2BaSO4重量法进行测定重量法进行测定第82页/共104页六、汞的测定六、汞的测定 巯基棉富集巯基棉富集- -冷原子荧光分光光度法原理：冷原子荧光分光光度法原理： 在微酸性介质中，用巯基棉富集大气中的汞在微酸性介质中，用巯基棉富集大气中的汞及其化合物，采样后，用及其化合物，采样后，用4mol/L4mol/L盐酸盐酸- -氯化钠饱和氯化钠饱和溶液解吸汞及其化合物，经氯化亚锡溶液解吸汞及其化合物，经氯化亚锡(Sncl(Sncl2 2) )还原为还原为金属汞，用冷原子荧光测汞仪测定总汞的浓度。金属汞，用冷原子荧光测汞仪测定总汞的浓度。 特点：特点：灵敏度高，操作较复杂，

54、对试剂纯度要求严灵敏度高，操作较复杂，对试剂纯度要求严格，可用于测定无机汞、有机汞及总汞。格，可用于测定无机汞、有机汞及总汞。第83页/共104页七、挥发性有机物和甲醛的测定七、挥发性有机物和甲醛的测定1 1、挥发性有机物的测定：、挥发性有机物的测定：气相色谱法气相色谱法2 2、甲醛的测定：、甲醛的测定：酚试剂光度法、乙酰丙酮光度酚试剂光度法、乙酰丙酮光度 法法（P189P189）、气相色谱法、离子色谱法、气相色谱法、离子色谱法第84页/共104页颗粒物污染的来源：颗粒物污染的来源： 第五节第五节 颗粒物的测定颗粒物的测定 空气中颗粒物的测定项目有：空气中颗粒物的测定项目有：TSPTSP、PM

55、PM1010、自然、自然降尘量、颗粒物中化学组分含量等。降尘量、颗粒物中化学组分含量等。第85页/共104页原理原理: : 以恒速抽取一定体积的空气通过已恒重的滤以恒速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截留在滤膜上，根膜，则空气中的悬浮颗粒物被截留在滤膜上，根据采样前后滤膜重量之差及采样体积，即可计算据采样前后滤膜重量之差及采样体积，即可计算TSPTSP的质量浓度。的质量浓度。 滤膜经处理后，可进行化学组分测定。滤膜经处理后，可进行化学组分测定。一、总悬浮颗粒物（一、总悬浮颗粒物（TSPTSP）的测定）的测定第86页/共104页 根据采样流量不同，分为大流量（根据采样流

56、量不同，分为大流量（1.1-1.7m1.1-1.7m3 3/min)/min)采样法采样法 和中流量和中流量 (50-150L/min)(50-150L/min)采样法采样法 。一般连续采。一般连续采样样24h24h。 注意事项：注意事项： 所使用的每张玻璃纤维滤膜在使用前均需用所使用的每张玻璃纤维滤膜在使用前均需用X X光片光片机进行光照检查，不得使用有针孔或任何缺陷的滤膜机进行光照检查，不得使用有针孔或任何缺陷的滤膜采样。采样。第87页/共104页 粒径小于粒径小于10m10m的颗粒物称为飘尘。它可长的颗粒物称为飘尘。它可长时间漂浮在大气中，对人、生物及环境危害较时间漂浮在大气中，对人、生

57、物及环境危害较大。大。 测定飘尘的方法有重量法、石英压电晶体测定飘尘的方法有重量法、石英压电晶体振荡法、振荡法、射线吸收法及光散射法等。射线吸收法及光散射法等。 目前用得最多、最准确可靠的是重量法。目前用得最多、最准确可靠的是重量法。其测定原理与测其测定原理与测TSPTSP相同，只是采样时略有不同。相同，只是采样时略有不同。二、可吸入颗粒物（二、可吸入颗粒物（PM10PM10）的测定）的测定第88页/共104页三、自然降尘量的测定三、自然降尘量的测定 自然沉降量简称降尘，系指大气中自然降落于自然沉降量简称降尘，系指大气中自然降落于地面上的颗粒物，其粒径多在地面上的颗粒物，其粒径多在 10 m

58、10 m 以上。通过以上。通过可观察大气污染的范围和污染程度。常用的方法是可观察大气污染的范围和污染程度。常用的方法是重量法重量法 。 步骤：步骤：将一个规格将一个规格一定一定的容器（集尘缸）放置在户的容器（集尘缸）放置在户外空旷的地方，按月收集起来。剔除里面的树叶、外空旷的地方，按月收集起来。剔除里面的树叶、小虫等异物，然后定量转移到小虫等异物，然后定量转移到1L1L烧杯中，加热蒸发烧杯中，加热蒸发浓缩至浓缩至10-20mL10-20mL后，再转移到已恒重的瓷坩埚中蒸干，后，再转移到已恒重的瓷坩埚中蒸干，于于1051055 5 烘箱内烘至恒重。然后按公式计算降烘箱内烘至恒重。然后按公式计算降

59、尘量。尘量。 第89页/共104页用具：用具： 采集器采集器 内径内径 15cm 15cm ，高，高 30cm 30cm 的缸的缸内加入内加入 300 300 500mL 500mL 蒸馏水，上用尼龙网罩防蒸馏水，上用尼龙网罩防异物落入。异物落入。 四、总悬浮颗粒物中污染组分的测定四、总悬浮颗粒物中污染组分的测定第90页/共104页3 3、某监测点的环境温度为、某监测点的环境温度为1818，气压为，气压为101.0KPa101.0KPa，以，以0.5L/min0.5L/min流量采集空气中流量采集空气中SOSO2 2，采集，采集30min30min。标准曲线以吸光度。标准曲线以吸光度为纵坐标，以为纵坐标，以S