空气样品采集与处理.

1、空气样品采集与处理 第一章第一章 绪论绪论第一节第一节 空气理化检验课程简介空气理化检验课程简介 第二节第二节 大气的结构和组成大气的结构和组成 第三节第三节 空气污染及其危害空气污染及其危害 第四节第四节 空气污染物的来源和分类空气污染物的来源和分类 第五节第五节 空气污染浓度的表示方法空气污染浓度的表示方法 第一章第一章 绪论绪论第一节第一节 空气理化检验课程简介空气理化检验课程简介 第二节第二节 大气的结构和组成大气的结构和组成 第三节第三节 空气污染及其危害空气污染及其危害 第四节第四节 空气污染物的来源和分类空气污染物的来源和分类 第五节第五节 空气污染浓度的表示方法空气污染浓度的表

2、示方法 一、空气理化检验的意义一、空气理化检验的意义1. 防止空气污染引起急性中毒和慢性危害；防止空气污染引起急性中毒和慢性危害； 1. 评价环境空气质量状况、评价管理和控制评价环境空气质量状况、评价管理和控制体系的效果；体系的效果； 2. 为保护人体健康，治理空气污染提供科学为保护人体健康，治理空气污染提供科学依据依据一、空气理化检验的意义一、空气理化检验的意义1. 防止空气污染引起急性中毒和慢性危害；防止空气污染引起急性中毒和慢性危害； 1. 评价环境空气质量状况、评价管理和控制评价环境空气质量状况、评价管理和控制体系的效果；体系的效果； 2. 为保护人体健康，治理空气污染提供科学为保护人

3、体健康，治理空气污染提供科学依据依据三、空气理化检验的主要内容三、空气理化检验的主要内容1、颗粒物颗粒物：生产性粉尘的浓度、分散度和游离二氧：生产性粉尘的浓度、分散度和游离二氧 化硅、可吸入颗粒物、降尘浓度等。化硅、可吸入颗粒物、降尘浓度等。 2、有害无机物有害无机物：铅、汞、锰、二氧化硫、氧化氮、臭氧等。：铅、汞、锰、二氧化硫、氧化氮、臭氧等。 3、有害有机物有害有机物：苯系物、苯并（：苯系物、苯并（a）芘、甲醛、农药、杀）芘、甲醛、农药、杀虫剂等。虫剂等。 4、空气中有毒物质快速测定空气中有毒物质快速测定：一氧化碳、汞、二氧化硫等。：一氧化碳、汞、二氧化硫等。 5、气象参数的测定气象参数的

4、测定：气温、气湿、气压、气流。：气温、气湿、气压、气流。第二节第二节 大气的结构和组成大气的结构和组成一、大气的结构一、大气的结构 二、大气的组成二、大气的组成一、大气的结构一、大气的结构大气：包围在地球表面的并随地球旋转的空气层。大气：包围在地球表面的并随地球旋转的空气层。逃逸层（无边界逃逸层（无边界) 电离层（电离层（85-500km ； h增大，增大，T升高；反射电磁波）升高；反射电磁波） n中间层（中间层（50-85km ； h增大，增大，T下降；温差变化大）下降；温差变化大） 根据大气在垂直向上温度、化学成分、荷电及垂直运根据大气在垂直向上温度、化学成分、荷电及垂直运 动的情况，分为

5、动的情况，分为5层层对流层对流层（0-12km ； h增大，增大，T下降；形成天气现象下降；形成天气现象平流层平流层（12-50km ； h增大，增大，T升高；升高； 吸收太阳辐射）吸收太阳辐射）二、二、 大气的组成大气的组成次要成份次要成份（Ar：0.93%；CO2 ：0.032%）痕量成分痕量成分（Ne、He、NH3、O3、CO、NOx）主要成份主要成份（N2：78.09%；O2：20.94%）第四节第四节 空气污染物空气污染物一、空气污染物的来源一、空气污染物的来源 二、污染物的形成和分类二、污染物的形成和分类 三、空气污染物的存在状态三、空气污染物的存在状态一、空气污染物的来源一、空气

6、污染物的来源自然污染自然污染人为污染人为污染工业企业排放污染源工业企业排放污染源生活性污染源生活性污染源交通运输污染源交通运输污染源固定污染源固定污染源流动性污染源流动性污染源二、污染物的形成和分类二、污染物的形成和分类1. 一次污染物一次污染物：由人为或自然污染直接排放：由人为或自然污染直接排放到大气中，其物理性质和化学性质均未发到大气中，其物理性质和化学性质均未发生变化。生变化。 1. 二次污染物：二次污染物：进入大气中的各种一次污染进入大气中的各种一次污染物，在物理、化学因素或生物作用下相互物，在物理、化学因素或生物作用下相互作用或与大气的正常组分反应形成物理或作用或与大气的正常组分反应

7、形成物理或化学性质与一次污染物不同的新污染物化学性质与一次污染物不同的新污染物。三、空气污染物的存在状态三、空气污染物的存在状态1. 气体和蒸气气体和蒸气 气体：常温常压下，以气体状态分散在空气中气体：常温常压下，以气体状态分散在空气中 蒸气：以蒸气状态存在于空气中蒸气：以蒸气状态存在于空气中 2. 气溶胶气溶胶 悬浮在空气中的固态或液态颗粒物与空气组成的悬浮在空气中的固态或液态颗粒物与空气组成的 多相分散体系。（烟、雾、尘）多相分散体系。（烟、雾、尘） 第五节第五节 空气污染浓度的表示方法空气污染浓度的表示方法一、采气体积的换算一、采气体积的换算 二、空气中污染物的表示方法二、空气中污染物的

8、表示方法 三、空气污染物的浓度换算三、空气污染物的浓度换算 四、空气中有害物质的卫生标准四、空气中有害物质的卫生标准一、采气体积的换算一、采气体积的换算 PV=nRT P0V0/T0=PtVt/TtV0=PtVtT0/TtP0二、空气污染物浓度的表示方法二、空气污染物浓度的表示方法1. 体积表示法（体积表示法（v/v) ppm 10-6 百万分之一（百万分之一（ ml/m3） ppb 10-9 十亿分之一十亿分之一 ppt 10-12 万亿分之一万亿分之一 2. 质量体积表示法（质量体积表示法（mg/m3）（我国法定计量单位）（我国法定计量单位） 3. 个数体积表示法（个数个数体积表示法（个数

9、/cm3） 三、空气中污染浓度的换算三、空气中污染浓度的换算mg/m3=Mppm/22.4四、空气中有害物质卫生标准四、空气中有害物质卫生标准1. 空气中有害物质卫生标准空气中有害物质卫生标准 工业企业设计卫生标准工业企业设计卫生标准：居住大气、车间空气：居住大气、车间空气 GB96639673-96：公共场所卫生标准：公共场所卫生标准 2. 测定方法测定方法 环境空气质量监测检验方法环境空气质量监测检验方法：47项，项，95种方法种方法 车间空气监测检验方法车间空气监测检验方法：168项，项，203种方法种方法 3. 术语术语 一次最高容许浓度：一次最高容许浓度：指任何一次测定结果的最大容许

10、指任何一次测定结果的最大容许值。（值。（防止短期内出现刺激、过敏、急性中毒防止短期内出现刺激、过敏、急性中毒） 日平均最高容许浓度：日平均最高容许浓度：指任何一天多次测定的平均浓指任何一天多次测定的平均浓度的最高容许值度的最高容许值。（防止产生慢性和潜在性危害防止产生慢性和潜在性危害）第二章第二章 空气样品的采集空气样品的采集第一节第一节 最小采气量和采样效率最小采气量和采样效率 第二节第二节 采样方法采样方法 第三节第三节 采样仪器采样仪器 第四节第四节 采样注意事项采样注意事项 第五节第五节 采样点的选择采样点的选择第一节第一节 最小采气量和采样效率最小采气量和采样效率一、最小采气量一、最

11、小采气量 二、采样效率二、采样效率 三、影响采样效率的主要因素三、影响采样效率的主要因素一、最小采气量一、最小采气量最小采气量：最小采气量：指保证能够测出被测有害物质最指保证能够测出被测有害物质最 高容许浓度值所需采集的最小空气体积。高容许浓度值所需采集的最小空气体积。 最小采气量的计算：最小采气量的计算： 最小采气量（最小采气量（L）=2saT b s：分析方法的绝对检出限（：分析方法的绝对检出限（ug） T：被测物质在空气中的最高容许浓度（：被测物质在空气中的最高容许浓度（mg/m3） a：样品溶液的总体积（：样品溶液的总体积（ml） b：分析时所取样品的量（：分析时所取样品的量（ml）例

12、：用氟试剂例：用氟试剂-镧盐比色法和氟离子选择电极法分镧盐比色法和氟离子选择电极法分别测定车间空气中的氟化氢浓度，两法的氟离别测定车间空气中的氟化氢浓度，两法的氟离子绝对检出限分别为子绝对检出限分别为1ug和和2ug。现用。现用10ml水作水作吸收液，测定时均取吸收液，测定时均取5ml样液分析。车间氟化氢样液分析。车间氟化氢的最高容许浓度为的最高容许浓度为1mg/m3，计算两法的最小采，计算两法的最小采气量。气量。 解解： 最小采气量（最小采气量（L）=2saT b V1=211015=4L V2=221015=8L二、采样效率及其评价方法二、采样效率及其评价方法 采样效率：采样效率：某一种采

13、样方法在规定的条某一种采样方法在规定的条 件下（如采样流速、被采集物浓度、采件下（如采样流速、被采集物浓度、采样温度和采样时间等）下所采集到的被样温度和采样时间等）下所采集到的被测物占其总量的百分数。测物占其总量的百分数。 气体和蒸气污染物气体和蒸气污染物采样效率评价方法采样效率评价方法 绝对比较法：采用标准气体作样品，用单个采绝对比较法：采用标准气体作样品，用单个采样器采样，然后测其采集量，计算采样效率。样器采样，然后测其采集量，计算采样效率。 y=100%a/R y：采样效率；：采样效率；a：采集量；：采集量；R：实际量：实际量相对比较法：没有标准气时，串联两个完全一相对比较法：没有标准气

14、时，串联两个完全一样的采样器，以一定流速采集一定量样品，然样的采样器，以一定流速采集一定量样品，然后分别测定每个采样器内被测物的含量。后分别测定每个采样器内被测物的含量。 当当单个采样器的采样效率单个采样器的采样效率90%时，可用下列公时，可用下列公式计算采样效率：式计算采样效率： y=100%a/（a+b） a b 当单个采样器的采样效率当单个采样器的采样效率90%时，可用下列时，可用下列公式计算采样效率：公式计算采样效率： y=100%(a-b)/a x=a/y=a/(a-b)/a=a2/(a-b) x真实采样量真实采样量 例：串联两支吸收管采集空气样品，分析测得前后例：串联两支吸收管采集

15、空气样品，分析测得前后 两管的采集量分别为两管的采集量分别为10.0ug和和1.5ug，求采样效，求采样效 率和率和 空气样品真实含量各为多少？空气样品真实含量各为多少？ ：假设两管采样效率：假设两管采样效率90% y=100%a/（a+b）= 100%10.0/(10.0+1.5)=87.0%90% ：采用采样效率：采用采样效率 90%公式计算公式计算 y=100%(a-b)/a= 100%(10.0-1.5)/10.0=85.0% ：计算真实含量：计算真实含量 x=a/y=10.0/85%=11.8ug 气溶胶状污染物气溶胶状污染物的采样效率评价方法的采样效率评价方法 颗粒采样效率颗粒采样

16、效率 质量采样效率（常用）质量采样效率（常用） 三、影响采样效率的主要因素三、影响采样效率的主要因素1. 空气中污染物的存在状态和采集器空气中污染物的存在状态和采集器 1. 空气中污染物和吸收液或固体吸附剂空气中污染物和吸收液或固体吸附剂 的理化特性的理化特性 3. 采样速度采样速度 4. 采样量采样量第二节第二节 采样方法采样方法一、集气法一、集气法 二、浓缩采样法二、浓缩采样法一、集气法一、集气法 集气法集气法又称又称直接采样法直接采样法。这种采样方法。这种采样方法是将空气样品收集在合适的容器内，再是将空气样品收集在合适的容器内，再带回实验室进行分析，对空气样品带回实验室进行分析，对空气样

17、品未加未加浓缩浓缩。1. 真空采样法真空采样法 1. 置换采样法置换采样法 2. 充气采样法充气采样法 3. 注射器采样法注射器采样法二、浓缩采样法二、浓缩采样法 1. 溶液吸收法溶液吸收法 利用空气中被测物质能迅速溶解于吸收液利用空气中被测物质能迅速溶解于吸收液中或能与吸收液及迅速发生化学反应生成中或能与吸收液及迅速发生化学反应生成稳定化合物对空气样品进行浓缩。稳定化合物对空气样品进行浓缩。吸收液选择原则吸收液选择原则 ： 1.吸收液对被采集空气污染物有较大溶解度或吸收液对被采集空气污染物有较大溶解度或反应速度快；反应速度快； 2.被采集污染物在吸收液中有足够长的稳定时被采集污染物在吸收液中

18、有足够长的稳定时间；（如间；（如SO2的吸收）的吸收） 3.所用吸收液成分对分析测定无影响；（如酶所用吸收液成分对分析测定无影响；（如酶法测有机磷农药不能用法测有机磷农药不能用CH3OH） 4.价廉、易得、无毒。价廉、易得、无毒。2. 固体吸收剂采样固体吸收剂采样 利用空气通过固体吸收剂时，由于固体吸附利用空气通过固体吸收剂时，由于固体吸附剂的吸附作用或阻留作用达到浓缩目的。剂的吸附作用或阻留作用达到浓缩目的。 颗粒状吸附剂：硅胶、活性炭、高分子多孔微球颗粒状吸附剂：硅胶、活性炭、高分子多孔微球 纤维状滤纸：定量滤纸、玻璃纤维滤纸、聚氯乙烯纤维状滤纸：定量滤纸、玻璃纤维滤纸、聚氯乙烯 筛孔状滤

19、料：微孔滤膜、聚氨酯泡沫塑料筛孔状滤料：微孔滤膜、聚氨酯泡沫塑料与溶液吸收法相比的优点：与溶液吸收法相比的优点：（1 1）可长时间采样，适用于大气中微量至痕量组分的日）可长时间采样，适用于大气中微量至痕量组分的日 平均浓度的测定；平均浓度的测定； （2 2）如果固体吸附剂选择恰当，对气体、蒸气和气溶胶）如果固体吸附剂选择恰当，对气体、蒸气和气溶胶 都有较高的采样效率；都有较高的采样效率； （3 3）浓缩在固体吸附剂上的待测污染物比在溶液中稳定）浓缩在固体吸附剂上的待测污染物比在溶液中稳定 的多，可存放时间长；的多，可存放时间长； （4 4）固体吸附采样管便于携带。）固体吸附采样管便于携带。3.

20、低温冷凝浓缩法（冷阱法）低温冷凝浓缩法（冷阱法） 利用致冷剂使空气冷凝，使空气中低沸利用致冷剂使空气冷凝，使空气中低沸点物质被固体吸附剂吸收。点物质被固体吸附剂吸收。 4.静电沉降静电沉降 利用高压，使气体电离，吸附在气溶胶利用高压，使气体电离，吸附在气溶胶表面，在电场作用下沉降表面，在电场作用下沉降。 5.气体、蒸气和气溶胶同时采样法气体、蒸气和气溶胶同时采样法 浸渍试剂滤料浸渍试剂滤料 泡沫塑料采样泡沫塑料采样 多层滤料采样多层滤料采样 环状扩散管和滤料联合采样法环状扩散管和滤料联合采样法6.个体计量器法（被动式个体采样器）个体计量器法（被动式个体采样器） 利用气体分子的扩散或渗透作用使其

21、达到收液利用气体分子的扩散或渗透作用使其达到收液 或吸附剂表面而被吸收或吸附，不需要抽气动或吸附剂表面而被吸收或吸附，不需要抽气动 力，适宜于空气中气态或蒸气态有害物质的采集。力，适宜于空气中气态或蒸气态有害物质的采集。 扩散法扩散法 渗透法渗透法第四节第四节 采样仪器采样仪器组成：采集器、气体流量计、采气动力组成：采集器、气体流量计、采气动力一、采集器一、采集器1.1.吸收管吸收管 气泡吸收管（气体和蒸气）气泡吸收管（气体和蒸气） 多孔玻板吸收管（气体、蒸气、雾状、较小颗粒）多孔玻板吸收管（气体、蒸气、雾状、较小颗粒） 冲击式吸收管（气体、蒸气、烟、尘）冲击式吸收管（气体、蒸气、烟、尘）2.

22、填充柱采样管填充柱采样管 3.滤料采样夹滤料采样夹 4.集气瓶集气瓶 5.塑料袋塑料袋 6.注射器注射器二、采气动力二、采气动力1. 手抽气筒手抽气筒 1. 水抽气瓶水抽气瓶 2. 电动抽气筒电动抽气筒 3. 压缩空气吸引器压缩空气吸引器三、气体流量计三、气体流量计1.气体流量计的种类气体流量计的种类 转子流量计转子流量计 孔口流量计孔口流量计 皂膜流量计皂膜流量计 湿式流量计湿式流量计2.流量计的校准流量计的校准 其他流量计一般用皂膜流量计或湿式流量计校准其他流量计一般用皂膜流量计或湿式流量计校准 皂膜流量计体积刻度的校准：皂膜流量计体积刻度的校准： V=W/dt v：两刻度间的体积：两刻度

23、间的体积 w：水的重量：水的重量 dt：t时水的密度时水的密度 四、专用采样器四、专用采样器 将采集器、气体流量计、抽气动力将采集器、气体流量计、抽气动力组装组装成专用的成专用的 采样器。采样器。 n粉尘采样器粉尘采样器 n气体采样器气体采样器 n个体采样器个体采样器第四节第四节 采样点的选择采样点的选择一、城镇空气污染的调查一、城镇空气污染的调查 二、劳动环境中空气污染状况的调查二、劳动环境中空气污染状况的调查一、城镇空气污染的调查一、城镇空气污染的调查1.风向和风速的影响风向和风速的影响 风向频率：从某个方位吹来风的重复次风向频率：从某个方位吹来风的重复次数与各个方向吹来风的总次数的百分比。数与各个方向吹来风的总次数的百分比。 主风向：风向频率最大的风向主风向：风向频率最大的风向污染规律污染规律 各个方向各个方向风速风速相差相差不大不大时时 主风向的下风向污染最严重；风向频主风向的下风向污染最严重；风向频 率最小的下风向污染最轻；主风向的上风率最小的下风向污染最轻；主风向的上风 向较远处