第三章、大气和废气监测(1-2)

第三章空气和废气监测2/5/20231第一节空气污染基本知识第二节空气污染监测方案的制订第三节空气样品的采集方法和采样仪器第四节气态和蒸气态污染物质的测定第五节颗粒物的测定

第六节降水监测第七节污染源监测

第八节标准气体的配制本章内容2/5/20232第一节空气污染基本知识2/5/20233一、大气、空气和空气污染对人类有影响的：距地面10km地球半径大气厚度氮78.06%氧20.95%氩0.93%其他气体<0.1%有害物质：烟尘、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物等大气：包围在地球周围的气体，其厚度达1000-1400km。空气：对人类及生物生存起重要作用的是近地面约10km内的气体层（对流层），占大气总质量的95%左右。2/5/20234对流层平流层中间层热层散逸层空气层（10km）；厚度和大气层（1000～1400km）相比可以忽略，但质量是整个大气质量的95％大气污染大气层的垂直分布2/5/20235二、空气污染的危害空气污染对人体的危害途径：呼吸道吸入；随食物和饮水摄入；体表接触侵入。对人的危害

a.急性危害

：1948年美国多诺拉事件

；1952年伦敦烟雾事件，四天内死亡4000人

1930年比利时马斯河谷烟雾事件，死亡60人

；

b.慢性危害：1961年日本四日市哮喘事件；

c.放射性慢性危害－癌变，不育，遗传变异2/5/202361.大气颗粒物4.氮氧化物5.光化学氧化剂3.一氧化碳2.二氧化硫不同空气污染物对人体健康的危害臭氧对鼻子、咽喉、肺等呼吸器官有刺激作用，运动时则吸入更严重。所有大气污染物中散布最广的一种，严重阻碍血液输氧，引起缺氧中毒。

NO2对呼吸器官有刺激性，可引起肺水肿、慢性支气管炎等疾病，若与SO2共存，则危害更重。

损害肝脏。且由于SO2通常与多种污染物共存，吸入之后产生的复合作用危害更大。

颗粒物的大小决定其沉积于呼吸道中的位置；化学组成决定沉积位置上对组织的影响。2/5/20237三、空气污染源

火山爆发自然源

森林火灾等

工业企业排放的废气（P148表3-1）人工源

室内空气污染源（P149）

交通运输工具排放的废气{{轿车尾气2/5/20238四、空气中的污染物分类及其存在状态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，我国规定了33中污染物排放限值。环境科学中用下列两种方法进行分类

2/5/202391、按形成过程分：（1）一次污染物

：

直接从各种污染源排放到大气中的有害物质。常见的有：。。。。。（2）二次污染物：是指一次污染物之间以及它们与大气正常组分之间的反应产生的新的污染物。臭氧，醛类，过氧乙酰硝酸酯(光化学氧化剂)，硫酸雾，硝酸雾等。(例：美国洛杉基的光化学烟雾事件)二者的关系如下图：

2/5/202310

2、按存在状态分：（1）分子状污染物

：沸点低，气体分子形式存在，并以分子状态进入大气，或者常温下液体，但挥发性强，受热时易以蒸汽进入大气中。如：SO2,CO,NO2,HCN，汞,NH3,H2S,Pb,Cd,氟化物等。（2）粒子（颗粒）状态污染物概念：分散在大气中的微小液体和固体颗粒，粒径多在0.01-100微米之间，是一复杂的非均匀体系，运动时惯性大分类：降尘、总悬浮微粒和可吸入颗粒物（飘尘）2/5/202311①降尘：粒径≻10㎛，很快降落粉尘：煤、矿石等固体物料在装卸、运输、筛分、碾磨、加工、投料等机械加工过程中产生，一般大于10微米，易沉降②可吸入微粒（飘尘IP或PM10

）：粒径≺10㎛的颗粒物以胶体状态悬浮于空气中的固体或液体微粒，是一种分散体系，其中分散介质是空气，分散相是固体或液体，粒径在0.01-1㎛③PM2.5：指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。它的直径还不到人的头发丝粗细的1/20。

④总悬浮微粒（TSP）：指悬浮于大气中粒径小于100㎛的所有固体颗粒，包括飘尘和部分降尘。2/5/202312五、空气中污染物的时空分布特点与其他环境要素中的污染物质相比较，空气中的污染物质具有随时间、空间变化大的特点。空气污染物的时空分布及其浓度与污染物排放源的分布、排放量及地形、地貌、气象等条件密切相关。2/5/202313六、空气中污染物浓度表示方法（一）单位体积质量浓度单位体积质量浓度是指单位体积空气中所含污染物的质量数；常用mg/m3或μg/m3表示。适用任何状态的污染物（二）体积比浓度体积比浓度是指100万体积空气中含污染气体或蒸气的体积数；常用mL/m3和μL/m3表示。适用气态或蒸气态物质，不受温度和压力影响两种浓度表示方法之间的换算：2/5/202314第二节空气污染监测方案的制订2/5/202315大气污染监测的分类2/5/202316一、监测目的1、通过对环境空气中主要污染物质进行定期或连续地监测，判断空气质量是否符合《环境空气质量标准》或环境规划目标的要求，为空气质量状况评价提供依据。2、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以及研究污染物迁移转化情况提供基础资料。3、为政府环保部门执行环境保护法规、开展空气质量管理及修订空气质量标准提供依据和基础资料。2/5/202317二、调研及资料收集（一）污染源分布及排放情况（二）气象资料（三）地形资料（四）土地利用和功能分区情况（五）人口分布及人群健康情况2/5/202318三、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空气污染物监测TSP、SO2、NOx、硫酸盐化速率、灰尘自然沉降量CO、总氧化剂、总烃、PM10、F2、HF、B(a)P、Pb、H2S、光化学氧化剂CS2、Cl2、氯化氢、硫酸雾、HCN、NH3、Hg、Be、铬酸雾、非甲烷烃、芳香烃、苯乙烯、酚、甲醛、甲基对硫磷、异氰酸甲酯等空气降水监测pH、电导率K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH4+、SO42－、NO3－、Cl－表3.2空气污染常规监测项目2/5/202319优化布点基本原则四、监测站(点)的布设（一）布设采样站(点)的原则和要求2/5/202320（二）采样站(点)数目的确定表3.4我国空气环境污染例行监测采样点设置数目市区人口/万人SO2、NOx、TSP灰尘自然沉降量硫酸盐化速率<503≥3≥650～10044～86～12100～20058～1112～18200～400612～2018～30>400720～3030～40设点准则：保证监测能如实地反映公众在污染物中暴露情况2/5/202321表3.5WHO推荐的城市空气自动监测站(点)数目市区人口/万人可吸入颗粒物SO2NOx氧化剂CO风向、风速≤100221111100～400552222400～800884342>800101054532/5/202322布点方法步骤适用范围功能区布点法将监测区域划成不同的功能区，依具体情况设置一定数量的采样点区域性常规监测网格布点法将监测区域地面分成若干均匀网状方格，采样点设在两条直线的交点处或方格中心多个污染源且污染源分布较均匀同心圆布点法以污染群中心为圆心在地面上画若干个同心圆，做放射线与圆周交点为采样点多个污染源构成的污染群，大污染源较集中地区扇形布点法以点源为顶点，主导风向为主线，在下风向地面上划扇形区，选点，设对照高架点源且主导风向明显的地区（三）采样站(点)布设方法2/5/202323图3.1网格布点法2/5/202324图3.2同心圆布点法2/5/202325图3.3扇形布点法注意事项

（1）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

（2）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2/5/202326五、采样频率和采样时间1、采样频率系指在一个时段内的采样次数。2、采样时间指每次采样从开始到结束所经历的时间。二者要根据监测目的、污染物分布特征、分析方法灵敏度等因素确定。2/5/202327表3.6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24±0.5h，每月14～16d，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24±0.5h，每月5～6d，每年12个月灰尘自然沉降量每月采样30±2d，每年12个月硫酸盐化速率每月采样30±2d，每年12个月2/5/202328表3.7污染物监测数据统计有效性的规定污染物取值时间数据有效性规定SO2、NOx、NO2年平均每年至少有分布均匀的144个日均值，每月至少有分布均匀的12个日均值TSP、PM10、Pb年平均每年至少有分布均匀的60个日均值，每月至少有分布均匀的5个日均值SO2、NOx、NO2、CO日平均每日至少有18h的采样时间TSP、PM10、B(a)P、Pb日平均每日至少有12h的采样时间SO2、NOx、NO2、CO、O31小时平均每小时至少有45min的采样时间Pb季平均每季至少有分布均匀的15个日均值，每月至少有分布均匀的5个日均值F月平均每月至少采样15d以上植物生长季平均每一个生长季至少有70%个月平均值日平均每日至少有12h的采样时间1小时平均每小时至少有45min的采样时间2/5/202329六、采样方法、监测方法和质量保证

根据污染物的存在状态、浓度、理化性质及监测方法选择采样方法和仪器。尽可能选择国家标准方法——《空气和废气监测分析方法》（第四版）2/5/202330注：有关气体监测的标准

大气质量标准大气环境质量标准大气质量标准是指居住区大气中有害物质的最高允许浓度。在该浓度的污染物作用下，不引起人们的急性和慢性中毒，故又称大气卫生标准。大气质量标准的作用：大气污染物与人和生物相互关系的数量指标科学地管理环境、进行大气质量评价、制定污染物排放标准和控制污染措施的依据国家环保方针、政策的具体体现2/5/202331大气环境质量标准（GB3095－96）的分级：1982年颁布三级标准分为2/5/2023322/5/202333大气环境质量标准：

标准编号标准名称发布日期GB/T18883-2002室内空气质量标准

2002-11-19GB3095-1996环境空气质量标准1996-01-18GB9137-1988保护农作物的大气污染物最高允许浓度1988-04-30★大气固定源污染物排放标准：

标准编号标准名称发布日期GB4915－2004