第3章空气和废气监测

第三章空气和废气监测学习导航［目的与要求］

1.掌握大气监测方案制订（布点、采样时间和频率、测定项目等）和样品采集2.掌握主要大气污染物指标（SO2、NOx、TSP、PM10、CO/CO2）测定原理和方法以及固定污染源监测3.了解标准气体配制原理和流动污染源监测以及其他大气污染指标的测定［重点］

1.

大气监测布点原则及方法，大气采样方法2.

大气中SO2、NOX、PM10、TSP、及降尘的测定3.

酸雨采集以及烟囱监测点布置和烟尘等速采样法。［难点］1.

非色散红外吸收法测CO、CO2、SO2原理2.

紫外荧光法测SO2，化学发光法测NOX，β射线吸收法测PM10。［课堂组织］讲述＋多媒体，学生自学＋讨论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第一节空气污染基本知识一、大气、空气和空气污染对流层、平流层、中间层、电离层、散逸层。(1000-1400km)对人类有影响的对流层：距地面10km。2km：大气边界层。100m近地面层。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、碳氢化合物等二、空气污染的危害图片来源：国家地理杂志

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。1.大气颗粒物4.氮氧化物5.光化学氧化剂3.一氧化碳2.二氧化硫空气污染对人体健康的危害

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。（一）工业企业排放的废气三、空气污染源表3.1各类工业企业向空气排放的主要污染物部门企业类别排出主要污染物电力火力发电厂烟尘、SO2、NOx、CO、苯并芘等冶金钢铁厂有色金属冶炼厂焦化厂烟尘、SO2、CO、氧化铁尘、氧化锰尘、锰尘等烟尘(Cu、Cd、Pb、Zn等重金属)、SO2等烟尘、SO2、CO、H2S、酚、苯、萘、烃类等化工石油化工厂氮肥厂磷肥厂氯碱厂化学纤维厂硫酸厂合成橡胶厂农药厂冰晶石厂SO2、H2S、NOx、氰化物、氯化物、烃类等烟尘、NOx、CO、NH3、硫酸气溶胶等烟尘、氟化氢、硫酸气溶胶等氯气、氯化氢、汞蒸气等烟尘、H2S、NH3、CS2、甲醇、丙酮等SO2、NOx、砷化物等烯烃类、丙烯腈、二氯乙烷、二氯乙醚、乙硫醇、氯化甲烷等砷化物、汞蒸气、氯气、农药等氟化氢等机械机械加工厂仪表厂烟尘等汞蒸气、氰化物等轻工灯泡厂造纸厂烟尘、汞蒸气等烟尘、硫醇、H2S等建材水泥厂水泥尘、烟尘等（二）交通运输工具排放的废气（三）室内空气污染源（1）有毒有害污染因子指标（2）舒适性指标主要是CH、CO、NOx四、空气中的污染物及其存在状态一次污染物：

直接从污染源排放到大气中的有害物质。例如：SO2、NOx、CO、CH、颗粒物等二次污染物：一次污染物在空气中相互作用或与他们与空气中的正常组分发生反应所产生的新污染物。例如：硫酸盐、硝酸盐、臭氧、醛类、PAN等。特点：多为气溶胶，颗粒小，毒性比一次污染物毒性大。（一）分子状态污染物：SO2、NOx、CO、苯、苯酚等（二）粒子状态污染物

颗粒直径大于l00μm的颗粒物能较快地沉降到地面上，称为降尘。粒径小于100μm颗粒物为总悬浮颗粒物TSP（常规检测项目）

颗粒直径直径小于10μm的颗粒物(PM10)可长期飘浮在空气中，称为可吸入颗粒物或飘尘（IP）。

PM2.5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。

PM2.5产生的主要来源，是日常发电、工业生产、汽车尾气排放等过程中经过燃烧而排放的残留物，大多含有重金属等有毒物质。一般而言，粒径2.5-10微米的粗颗粒物主要来自道路扬尘、风沙、工农业活动等机械过程;PM2.5中一次颗粒物(直接排放到大气中的颗粒物)主要来自化石燃料燃烧和生物质燃烧产生的飞灰以及多种无机和有机化合物，如机动车尾气、燃煤、挥发性有机物、森林野火等；PM2.5中二次颗粒物(间接生成的颗粒物)主要来源是大气中的气态物质(二氧化硫、氮氧化物、气态氨以及挥发性有机物等)通过发生化学反应而形成的颗粒物(如硫酸铵颗粒、硝酸铵颗粒、有机化合物颗粒等)。在世界上大多数地区，PM2.5的二次来源比例往往高于一次来源。PM2.5标准：..\PM2.5标准.docPM2.5的危害：

在20世纪70年代人们开始注意到颗粒物污染与健康问题之间的联系。在美国每年由于颗粒物污染造成的死亡人数约为22000-52000人2000年数据在欧洲这一数字则高达20万。

现在许多研究已证实颗粒物会对呼吸系统和心血管系统造成伤害导致哮喘、肺癌、心血管疾病、出生缺陷和过早死亡。

PM2.5的来源2015.4.31发布2015.4.31发布：研究结果表明，机动车、工业生产、燃煤、扬尘等是当前我国大部分城市环境空气中颗粒物的主要污染来源，约占85%—90%。其中北京、杭州、广州、深圳的首要污染来源是机动车，石家庄、南京的首要污染来源是燃煤，天津、上海、宁波的首要污染来源分别是扬尘、流动源、工业生产。/v_show/id_XOTI1MTI4OTk2.html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。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。（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。两种浓度表示方法之间的换算：

第二节

空气污染监测方案的制订一、监测目的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。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。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。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SO2、NO2、PM10

、CO、O3、PM2.5根据实际需要TSP、F2、HF、B(a)P、Pb、H2S、有毒有害有机物空气降水监测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四、监测站(点)的布设（一）布设采样站(点)的原则和要求1、监测点周围50m范围内不应有污染源。2、点式监测仪器采样口周围无阻碍空气流通的高大建筑物、树木和障碍物。3、采样口周围有270。的捕集空间；4、监测点周围环境状况相对稳定、安全。5、监测点周围无强大电磁干扰、有稳定电力供应6、周围有合适的车辆通道7、手工间歇采样，采样口离地面的高度1.5—15米。自动采样3-15米，道路交通路口2-5米；8、所选点周围半径300—500米内建筑物平均高度在20米以上的，采样口高度可以在15—25米内选择；9、建筑物上安装监测仪器时，采样口离墙壁、屋顶等支撑物距离大于1米10、多个采样口之间的距离大于1米，大流量的大于2米；11、避免车辆尾气或其他污染源肢解对监测结果产生干扰，距路边沿距离参照表3-3；12、道路交通污染监测点，采样口距离道路边沿不超过20米。（二）采样站(点)数目的确定表3.3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截止2010年芝罘、福山、牟平、莱山、开发区和高新区6地的常住人口达222.77万，包括县市区是696.82万（三）采样站(点)布设方法

1.功能区布点法：区域常规监测

2.网格布点法：多个污染源且分布均匀

3.同心圆布点法：多个污染源构成污染群，且大污染源集中

4.扇形布点法：高架源且主导风向明显表3.4WHO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>80010105453图3.1网格布点法图3.2同心圆布点法图3.3扇形布点法表3.550m高烟囱排放污染物最大地面浓度出现位置与气象条件的关系大气稳定度最大浓度出现位置(相当于烟囱高度的倍数)不稳定5～10中性20左右稳定40以上五、采样频率和采样时间采样频率系指在一个时段内的采样次数。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。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）第三节空气样品的采集方法和

采样仪器一、直接采样法（一）注射器采样（二）塑料袋采样（三）采气管采样（四）真空瓶采样图3.5真空采气瓶示意图图3.6真空采气瓶抽真空装置示意图图3.4采气管示意图适用于大气中污染物浓度较高和测定方法灵敏度高的情况下。1.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。注射器有10毫升、50毫升和100毫升等，可根据需要选取

二、富集(浓缩)采样法（一）溶液吸收法图3.7气体吸收管（瓶）示意图（二）填充柱阻留法

吸附型填充柱，分配型填充柱，反应型填充柱。。。。。。。。颗粒状填充剂抽气泵﹡﹡﹡﹡﹡﹡组分

空气图3.8填充柱阻留法示意图（三）滤料阻留法图3.9颗粒物采样夹和滤料采样装置示意图（四）低温冷凝法图3.10低温冷凝采样装置示意图（五）静电沉降法（六）扩散(或渗透)法:无动力采样（七）自然积集法：重力和空气动力（八）综合采样法：例如滤料阻留+吸收管图3.11标准集尘器示意图图3.12干法采样集尘器示意图1.降尘试样采集：湿法和干法2.硫酸盐化速率试样的采集三、采样仪器（一）组成部分收集器，流量计，采样动力。图3.13几种常用的流量计示意图皂膜流量计孔口流量计1.隔板；2.液柱；3.支架转子流量计1.锥形玻璃管；2.转子图3.14携带式采样器工作原理示意图（二）专用采样器

1.空气采样器收集器流量计采样泵定时器图3.15大气采样器实物照片2.颗粒物采样器

（1）总悬浮颗粒物采样器图3.16大流量采样器结构示意图图3.17TSP采样器实物照片（2）可吸入颗粒物采样器：分尘器或切割器图3.18旋风分尘器原理示意图图3.19向心式分尘器原理示意图图3.20三级向心式分尘器原理示意图（3）个体剂量器：研究空气污染对人体健康的危害图3.21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1、绝对比较法2、相对比较法

（二）采集颗粒物效率的评价方法1、颗粒数采样效率2、质量采样效率：常用五、采样记录被测污染物的名称及编号；采样地点和采样时间；采样流量和采样体积；采样时的温度、大气压力和天气情况，采样仪器和所用吸收液；采样者、审核者姓名。第四节气态和蒸气态污染物质的测定二氧化硫的测定方法（一）分光光度法

1、四氯汞钾吸收-盐酸副玫瑰苯胺光度法

2、甲醛缓冲液吸收-盐酸副玫瑰苯胺光度法

3、钍试剂法（二）定位电解法

1、四氯汞钾吸收－盐酸副玫瑰苯胺光度法

1）方法原理——反应式：（甲醛）（对品红）2、甲醛缓冲液吸收-盐酸副玫瑰苯胺光度法

气样中的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，加入氢氧化钠溶液使加成化合物分解，释放出SO2与盐酸副玫瑰苯胺反应，生成紫红色络合物，其最大吸收波长为577nm，用分光光度法测定。

避免了使用毒性大的四氯汞钾吸收液，在灵敏度、准确度诸方面均可与四氯汞钾溶液吸收法相媲美，且样品采集后相当稳定，但操作条件要求较严格。注意符号的含义将采样的体积换算为标况下的体积：P152(3-1)3、钍试剂光度法测定SO2

注意事项：A高氯酸钡—乙醇溶液及钍试剂加入量必须准确B采样前安装颗粒物过滤器，玻璃仪器用去离子水充分淋洗。二、NOX的监测（一）来源、存在状态及毒性（1）来源——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——人工源：燃料燃烧，汽车尾气（2）存在状态NOX:N2O，NO，N2O3，NO2，N2O4，N2O5（3）毒性①呼吸器官：在肺泡表面的水份中成HNO3，HNO2②对肺组织强烈刺激和腐蚀：肺水肿③NO，NO2-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④对中枢神经系统损坏，心、肾、肝，造血组织的损坏⑤二次污染物的生成：光化学烟雾其他：氮氧化物在环境中被氧化成硝酸，与硫酸一起造成酸雨危害；还是温室气体。（二）NOX测定方法盐酸萘乙二胺分光光度法原电池库仑法

盐酸萘乙二胺分光光度法1.原理用冰醋酸、对氨基苯磺酸和盐酸萘乙二胺配制成吸收-显色液，吸收氮氧化物，在三氧化铬作用下，一氧化氮被氧化成二氧化氮，二氧化氮与吸收液作用生成亚硝酸，在冰醋酸存在下，亚硝酸与对氨基苯磺酸重氮化后再与盐酸萘乙二胺偶合，显玫瑰红色，于波长540nm处，测定吸光度，同时以试剂空白作参比。本法可测5-500g/m³的氮氧化物。

吸收液吸收空气中的NO2后，并不是100%的生成亚硝酸，还有一部分生成硝酸，计算结果时需要用Saltzman实验系数f进行换算。

A、A0：样品溶液和试剂空白的吸光度；a、b：标准曲线的截距和斜率；V：采样用吸收液的体积，mL；V0:换算为标况下的采样体积，Lf:Saltzman实验系数0.88,(空气中NOx浓度超过.720mg/L时取0.77）f值受空气中NO2的浓度、采样流量、吸收瓶类型、采样效率等因素影响，故测定条件应与实际样品保持一致。图3.14携带式采样器工作原理示意图（二）专用采样器

1.空气采样器收集器流量计采样泵定时器图3.15大气采样器实物照片图3.22空气中NO2、NO、和NOx采样流程示意图3.三氧化铬—石英砂氧化法

该方法是在显色吸收液瓶前接一内装三氧化铬—石英砂(氧化剂)管，当用空气采样器采样时，气样中的NO在氧化管内被氧化成NO2和气样中的NO2一起进入吸收瓶，与吸收液发生吸收、显色反应，于波长540—545nm之间处，用标准曲线法进行定量测定，其测定结果为空气中NO和NO2的总浓度CNOx。

4.注意事项

(1)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。(2)三氧化铬—石英砂氧化管适于相对湿度30—70%条件下使用，发现吸湿板结或变成绿色应立即更换。(3)空气中O3浓度超过0.250mg/m3时，会产生正干扰，采样时在吸收瓶入口端串接一段15—20cm长的硅橡胶管，可排除干扰。(三)CO的测定CO的来源自然源火山爆发、森林火灾矿坑爆炸、地震…人为源汽车废气、吸烟采暖...CO的毒性与人体血液中的血红蛋白结合，形成碳氧血红蛋白，降低血液送氧的能力，造成缺氧症。1.气相色谱法2.汞置换法非色散红外吸收法CO的测定方法（一）气相色谱法（GC）

该方法基于空气中的CO、CO2和甲烷经TDX-0l碳分子筛柱分离后，于氢气流中在镍催化剂(360土10℃)作用下，CO、CO2皆能转化为CH4，然后用氢火焰离子化检测器分别测定上述三种物质，其出峰顺序为：CO、CH4、、CO2。色谱法测定CO流程示意图定量分析计算：直接比较法剩下的CO、

CH4

及H2装有固体HgO的反应器中：选择性过滤器除去水分、SO2、H2S、NH3、甲醛、乙烯、乙炔、丙酮及CH4

以外的碳氢化合物CO+HgO→Hg(g)+CO2气样冷AAS测汞仪（253.7nm）（二）汞置换法(间接冷原子吸收法)

汞置换法CO测定仪工作流程示意图注意（1）零气？（2）定量计算：？非色散红外吸收法（国家标准分析方法）（N2）（CO2+H2O）充CO四、光化学氧化剂的测定总氧化剂是空气中除氧以外的那些显示有氧化性质的物质，一般指能氧化碘化钾析出碘的物质，主要有臭氧、过氧乙酰硝酸酯、氮氧化物等。光化学氧化剂是指除氮氧化物以外的能氧化碘化钾的物质，二者的关系为：光化学氧化剂＝总氧化剂－0.269×氮氧化物测定空气中光化学氧化剂常用硼酸碘化钾分光光度法。标准曲线法：

用一定浓度梯度的KIO3（准确称量不同质量）-KI溶液做一系列的标准曲线，在352nm波长下以蒸馏水作参比，测其吸光度。c（I2）AAxcx五、臭氧的测定臭氧是最强的氧化剂之一，它是空气中的氧在太阳紫外线的照射下或受雷击形成的。臭氧具有强烈的刺激性，在紫外线的作用下，参与烃类和NOx的光化学反应。同时，臭氧又是高空大气的正常组分，能强烈吸收紫外线，保护人和生物免受太阳紫外线的辐射。但是，如O3超过一定浓度，对人体和某些植物生长会产生一定危害。测定方法：硼酸碘化钾分光光度法、靛蓝二磺酸钠分光光度法。O3I-I2I-Na2S2O3剩余Na2S2O3一定量过量的I2剩余的I2（A1）一定量过量的I2剩余的I2(A2)A(气样中O3氧化碘化钾生成碘)=A1—A2零空气I-I2（全部剩余）Na2S2O3六、氟化物的测定空气中的气态氟化物主要是氟化氢，也可能有少量氟化硅(SiF4)和氟化碳(CF4)。含氟粉尘主要是冰晶石(Na3A1F6)、萤石(CaF2)、氟化铝(A1F3)、氟化钠(NaF)及磷灰石[3Ca3(PO4)2·CaF2]等。氟化物属高毒类物质，由呼吸道进入人体，会引起黏膜刺激、中毒等症状，并能影响各组织和器官的正常生理功能。对于植物的生长也会产生危害。测定方法：滤膜(磷酸氢二钾溶液浸渍或者碳酸氢钠甘油溶液浸渍）采样-离子选择电极法、石灰(Ca(OH)2)滤纸采样-氟离子选择电极法。七、硫酸盐化速率的测定污染源排放到空气中的SO2、H2S、H2SO4蒸气等含硫污染物，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，这种演变过程的速度称为硫酸盐化速率。测定方法：二氧化铅-重量法、碱片-重量法、碱片-离子色谱法。1PbO2重量法影响因素：PbO2的粒度、纯度和表面活性度；PbO2涂层厚度和表面湿度；含硫污染物的浓度和种类；采样时期的风速、风向及空气温度、湿度等。此方法无需采样动力,能较好反映含硫污染物的污染状况。2碱片重量法（用碳酸钾浸渍的玻璃相微滤膜采样）基于碳酸钾与空气中的SO2等反应生成硫酸盐，加入氯化钡生成硫酸钡沉淀，用重量法测定3碱片—离子色譜法采样碱片经碳酸钠—碳酸氢钠稀溶液浸取后，获得样品溶液，注入离子色谱仪测定。八、总烃及非甲烷烃的测定污染环境空气的烃类一般指具有挥发性的碳氢化合物(C1～C8)，总烃(THC）：包括甲烷在内的碳氢化合物。非甲烷烃(NMHC)：除甲烷以外的碳氢化合物。(意义）来源：石油炼制、焦化、化工等生产过程中逸散和排放的废气及汽车尾气，局部地区也来自天然气、油田气的逸散。测定方法：气相色谱法、光电离检测法。图3.28色谱法测定总烃流程示意图（一）气相色谱法图3.29除烃净化装置示意图图3.30用除烃净化空气作载气色谱流程示意图（二）光电离检测法九、挥发性有机物(VOCs)和甲醛的测定VOCs是指室温下饱和蒸气压超过133.32Pa的有机物，如苯、卤代烃、氧烃等。VOCs和甲醛是人们关注的室内空气污染的主要有机物，具有毒性和刺激性，有的还有致癌作用。

（一）挥发性有机化合物(VOCs)的测定冷冻吸附采样，热解析进样，毛细管色谱法。图3.31热解析进样色谱分析流程示意图（二）甲醛的测定酚试剂分光光度法，乙酰丙酮风光光度法，气相色谱法和离子色谱法。1、酚试剂分光度法（3-甲基-2-苯并噻唑腙盐酸盐）

酚试剂做吸收液，气泡吸收管，空气采样器

生成蓝色化合物，630nm下测定吸光度2、乙酰丙酮分光光度法3、气相色谱法4、离子色谱法十、其他污染物质的测定（一）苯系物的测定苯系物包括苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯、对二甲苯、间二甲苯等，可经富集采样，解吸，用气相色谱法测定。（二）挥发酚的测定常用气相色谱法或4-氨基安替比林分光光度法测定空气中的挥发酚(苯酚、甲酚、二甲酚等)。（三）甲基对硫磷和敌百虫的测定甲基对硫磷(甲基1605)是国内广泛应用的杀虫剂，属高毒物质。常用的测定方法有气相色谱法和盐酸萘乙二胺分光光度法。(四）二噁英的测定：高效液相色谱法第五节颗粒物的测定3.5颗粒物的测定（一）总悬浮颗粒物的测定（TSP）用滤膜采样-重量法测定。测定原理为用抽气动力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阻留在滤膜上，根据采样前后滤膜重量差及采样体积，即可计算TSP的质量浓度。大流量：0.7~1.4m3/min;中流量：70~140L/min连续采样24h，按照下式计算TSP：标准状况下的采集流量，m3/min。或者将采样体积换算为标况下的体积二、可吸入颗粒物(PM10)的测定可吸入颗粒物主要是指通过人的咽喉进入肺部的气管、支气管区和肺泡的那部分颗粒物，具有D50(质量中值直径)=10μm到上截止点30μm的粒径范围，常用PM10表示。测定方法：重量法、压电晶体差频法、光散射法。（二）压电晶体差频法:（三）光散射法图3.33石英晶体PM10测定仪工作原理示意图（一）重量法大流量：1.05m3/min中流量：100L/min小流量：16.67L/minβ射线法。可连续实时监测TSP、PM10、PM2.5和PM1.0

采用微量振荡天平技术（TEOM）

.TEOM是一种很精细的称重方式，通过测量颗粒物的质量，快速地检测出颗粒物浓度的变化情况。该款仪器的一大特色是可以同时监测PM2.5和PM10，其切割器下面有一个分配器，分成两条不同的气路。三、灰尘自然沉降量及其组分的测定该指标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量(简称降尘)。灰尘自然沉降量用重量法测定。有时还需要测定降尘中的可燃性物质、可溶性和非水溶性物质、灰分以及某些化学组分。（一）灰尘自然沉降量的测定（二）降尘中可燃物的测定：600℃马弗炉（三）降尘中其他组分的测定将收集到的降尘定量转移到500mL烧杯，加热浓缩至10~20mL后，在转移到已恒重的瓷坩埚，用水冲洗烧杯壁上的尘粒，并入瓷坩埚，在电热板上蒸干，与105±5℃烘箱内烘至恒重，按下式计算：降尘样品105℃烘至恒重

苯萃取

蒸发、烘干

恒重

600℃

灼烧

600℃灼烧

滤液残留物取定量滤液取定量滤液硫酸盐、氯化物等测定水溶性物质水溶性可燃性物质水溶性灰分非水溶性物质量萃取液残留物苯溶性物质非水可燃物质非水溶性灰分金属组分四、总悬浮颗粒物(TSP)中污染组分的测定（一）某些金属元素和非金属化合物的测定（重金属、硫酸盐、硝酸盐、氯化物、P2O5等）测定方法：不需要样品处理：中子活化、X射线…昂贵，难普及

需要样品处理：分光光度、原子吸收…价格低，应用广

1.样品预处理方法

2.测定方法简介2.多环芳烃的分离1.多环芳烃的提取图3.36真空升华法提取装置

示意图图3.37纸层析示意图（二）有机化合物的测定薄层层析多环芳烃提取比移值Rf是一特征值，可以根据该值的大小进行定性和定量分析。（如同气相色谱中的保留时间）五、空气污染指数计算空气污染指数(API)是一种向社会公众公布的反映和评价空气质量状况的指标。它将常规监测的几种主要空气污染物浓度经过处理简化为单一的数值形式，分级表示空气质量和污染程度，具有简明、直观和使用方便的优点。根据我国城市空气污染的特点，以SO2、NOx和TSP、CO小时（或日）平均值、O3的8小时平均值和PM2.5的24小时平均值作为计算API的暂定项目表3.9空气污染指数范围及相应的空气质量级别污染指数质量级别质量描述对健康的影响建议措施0～50Ⅰ优空气质量令人满意，基本无空气污染，对健康没有危害。

可多参加户外活动，多呼吸清新的空气。

51～100Ⅱ良除少数对某些污染物特别敏感的人群外，不会对人体健康产生危害。可正常活动除对特别容易过敏的人外，可以正常进行室外活动。

101～150Ⅲ轻污染敏感人群症状会有轻度加剧，对健康人群没有明显影响。

儿童、老年人及心脏病、呼吸系统疾病患者减少体力消耗大的户外活动。

150～200Ⅳ中污染敏感人群症状进一步加剧，可能对健康人心脏、呼吸系统有影响尽量减少外出，停留室内，一般人应适量减少户外运动210—300Ⅴ重污染健康人明显强烈症状，降低运动耐受力，提前出现某些疾病停止户外运动，一般人群尽量减少户外运动。≥300严重污染空气状况极差，所有人健康都会受到严重危害。

应停留在室内，一般人群尽量不要停留在室外。

某种污染物的污染分指数(Ii)按下式计算：式中：

ρi，Ii——分别为第i种污染物的浓度值和污染分指数值；

ρ

i,j，Ii,j——分别为第i种污染物在j转折点的极限浓度值和污染分指数值(查表3.8)；ρ

i,j+1，Ii,j+1——分别为第i种污染物在j+1转折点的浓度极限值和污染分指数值。空气污染指数的计算分别计算各种污染分指数API，最大值为该城市的API（AQI），为首要污染物。若分指数相同，选取顺序：PM2.5、PM10、SO2、NO2、O3、COAQI计算与评价过程1、第一步是对照各项污染物的分级浓度限值。2、第二步是从各项污染物的AQI中选择最大值确定为AQI，当AQI大于50时将IAQI最大的污染物确定为首要污染物；3、第三步是对照AQI分级标准，确定空气质量级别、类别及表示颜色、健康影响与建议采取的措施。

假定某地区的PM10日均值为0.215毫克/立方米，SO2日均值为0.105毫克/立方米，NO2日均值为0.080毫克/立方米，则其污染指数的计算如下：

按照表3-8，PM10实测浓度0.215毫克/立方米介于0.150毫克/立方米和0.250毫克/立方米之间，按照此浓度范围内污染指数与污染物的线性关系进行计算，即此处浓度限值ρi=0.215mg/m3，ρi,j=0.150mg/m3米，ρi,j+1=0.250mg/m3，而相应的分指数值Ii,j=100，Ii,j+1=200，则PM10的污染分指数为：其它污染物的分指数分别为I=77.5(SO2)，I=50(NO2)

API=max（165,77.5,50）=165

首要污染物为可吸入颗粒物（PM10）

第六节降水监测采样点的布设样品的采集降水组分的测定一、采样点的布设

根据我国《大气降水样品的采集与保存》(GB13580.2—92)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）采样器图3.40降水采样器实物照片图3.39雨水自动采样器示意图（二）采样方法（三）水样的保存

（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。

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I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。省、市监测网络中的Ⅱ、Ⅲ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——玻璃电极法，pH<5.7即为酸雨。2.电导率的测定：电导率仪3.硫酸根的测定：离子色谱法。反应空气被含硫化合物的污染状况4.亚硝酸根和硝酸根的测定：离子色谱、分光光度发5.氟离子的测定：离子色谱法6.氯离子的测定：离子色谱法7.铵根离子的测定：离子色谱法、纳氏试剂分光光度法8.钾、钠、钙、镁离子的测定：原子吸收、离子色谱法第七节污染源监测一、固定污染源排气监测固定污染源指烟道(chimney)、烟囱(chimneyflue)及排气筒等。它们排放的废气中既包含固态的烟尘和粉尘，也包含气态和气溶胶态的多种有害物质。（一）监测目的和要求监测目的:(1)评价是否符合国家或地方的排放标准和总量控制标准；(2)评价净化装置及污染防治设施的性能和运行情况;(3)为空气质量评价和管理提供依据。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。（二）采样点的布设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、变径管、三通管及阀门等易产生涡流的阻力构件。采样点数目根据烟道的形状、尺寸和流速分布确定。

圆形烟道

矩形(或方形)烟道动画3.1圆形烟道采样点布设P209表3-10,11）根据烟道的直径确定圆环数采样点数和采样点数

动画3.2矩形(或方形)烟道采样点布设P210表3-12根据烟道断面面积确定分块边长和采样点数（三）基本状态参数的测量温度的测量:长杆温度计，热电偶压力的测量以下是采样管、测压管实物照片及剖面图。采样头采样管S形皮托管热电偶滤筒玻璃纤维滤筒采样管刚玉滤筒采样管图3.41倾斜式微压计

示意图图3.42动压和静压测量方法示意图流速和流量的计算

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；

ρ——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）含湿量的测定重量法冷凝法干湿球温度计法图3.43重量法测定烟气含湿量装置示意图（五）烟尘浓度的测定原理图3.44不同采样速度时颗粒物运动状况示意图采样类型图3.45预测流速法烟尘采样装置示意图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等速采样方法图3.46动压平衡型等速管法采样装置示意图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：ρ——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；

ρ1,ρ2,…,ρn——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：