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第三章空气和废气监测1本章教学目的、要求熟悉大气污染基本知识掌握如何制订大气污染监测方案了解大气样品的采集方法和采样仪器掌握SO2、NO2等气态污染物的测定方法和原理掌握TSP、PM10等颗粒物的测定方法和原理掌握标准气体的配制及气体体积换算2第一节、概述大气:包围在地球周围的气体,其厚度达1000-1400km。包括均质层分为:对流层、平流层和中间层;非均质层中又分:暖层(电离层)和散逸层(外层)。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。一、大气的组成3组成:干洁空气:大气中除去水汽和杂质的空气。N2(78.06%)、O2(20.95%)、Ar2(0.93%)、其他(0.06%)水汽:大气中的水汽含量变化较大,按其所占容积,其变化范围在0~4%。固体杂质:悬浮于大气中的固体杂质包括烟粒、尘埃、盐粒等,它们的半径一般在10-4~102μm,多分布在底层大气中。4大气污染及大气污染物大气污染:大气中的污染物质或由他们转化成的二次污染物质的浓度达到有害程度的一种现象大气污染物:由于人类活动所产生的某些有害颗粒物和废气进入大气层,给大气增添了许多种外来组分,这些物质称为大气污染物。5大气污染的危害对人的危害急性:敦烟雾事件、马斯河谷烟雾事件、多诺拉事件慢性:日本四日市哮喘事件、美国洛杉矶光化学烟雾事件对动植物的危害对材料的损坏对大气的影响CO2吸收地面的辐射,颗粒物对阳光的散射作用能改变地面温度,使温度上升或者下降(温室效应)细的颗粒物可降低能见度,使降水增加,雾增加改变大气的电学性质酸雨6

分子状态污染物

1.按存在状态分类

粒子状态污染物二、大气污染物的分类颗粒物(按其在重力作用下的沉降特性)划分:TSP—d<100μmPM10—d≤10μm降尘—d>10μm气溶胶:固体或液体微小颗粒分散与空气中的一种分散体系,具有胶体性质(如:雾、烟、烟气、及尘)72.按形成过程分类一次污染物

直接从污染源排放出的污染物质。二次污染物

一次污染物在大气中相互作用,或与大气的正常组分发生化学反应,以及在太阳辐射下,引起光化学反应而产生与一次污染物的物理、化学性质完全不同的物质。如:硫酸盐、硝酸盐、PAN8三、大气污染物的时空分布特性空气污染物随时间、空间变化大。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。时间分布不均如:一次污染物和二次污染物在大气中的浓度由于受气象条件的影响,它们在一天内的变化也不同。一次污染物因受逆温层、气温、气压等的限制,在清晨和黄昏时浓度较高,中午即降低;而二次污染物如光化学烟雾等由于是靠太阳光能形成的,故在中午时浓度增加,清晨和夜晚时降低。90123456789101112月SO2(mg/m3)0.100.080.060.040.02某城市SO2浓度的时间变化曲线(年变化曲线)10010204060810121416182022SO2(mg/m3)

0.240.200.160.120.080.040.00某城市SO2浓度的时间变化曲线(日变化曲线)11空间分布不均大气污染物的空间分布与污染源种类、分布情况和气象条件等因素有关。如:烟尘的排放市区比郊区多,郊区比农村多。因此除了注意选择适当时间外,还应选择合适的采样点,使结果更具代表性。12四、大气污染源的分类1、存在形态分固定污染源、流动污染源2、按空间分布情况点源、线源、面源3、按排放时间状况连续源、间断源、瞬时源4、按人类活动功能工业源、交通源、生活源13第二节、空气监测技术路线

连续自动监测技术为主导、以自动采样和被动式吸收采样-实验室分析技术为基础,以可移动监测技术为辅助的技术路线一、技术路线二、监测项目及频次(P152表3-2)三、监测分析方法(P152表3-3)14第三节、空气监测方案的制定首先要根据监测目的进行调查研究,收集必要的基础资料,然后经过综合分析,确定监测项目,设计布点网络,选定采样频率、采样方法和监测技术,建立质量保证程序和措施,提出监测结果报告要求及进度计划等。15一、监测目的通过对大气环境中主要污染物质进行定期或连续地监测,判断大气质量是否符合国家制定地大气质量标准,并为编写大气环境质量状况评价报告提供数据为研究大气质量的变化规律和发展趋势,开展大气污染的预测预报工作提供依据为政府部门执行有关环境保护法规,开展环境质量管理、环境科学研究及修订大气环境质量标准提供基础资料和依据16二、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17三、监测项目连续采样实验室分析项目

必测项目:SO2、NOx、TSP、硫酸盐化速率、灰尘自然降尘量选测项目:CO、PM10、光化学氧化剂、氟化物、铅、苯并(a)芘、总烃及非甲烷烃连续自动监测系统监测项目

必测项目:SO2

、NO2

、TSP、PM10、CO选测项目:O3、总烃18四、监测网点的布设原则及要求采样点设在监测区域的高、中、低三种不同污染物浓度的地方在污染源较集中,主导风向比较明显的情况下,将污染源的下风向作为主要监测范围工业密集区,人口密度及污染物超标区,要适当增设采样点采样点的周围应开阔,测点周围无局地污染源各采样点的设置条件要尽可能一致或标准化,使监测数据有可比性采样高度根据监测目的而定19五、采样站(点)数目的确定采样站(点)数目的确定,应该尽可能综合考虑监测区域的大小、污染物空间分布、地形地貌、人口数量及密度、经济条件市区人口/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我国空气环境污染例行监测采样点设置数目20六、采样站(点)布设方法功能区布点法多用于区域性的常规监测,适用于分区明显的城市先将监测区域划分成工业区、商业区、居住区、工业和居住混合区、交通稠密区等不同功能区再按功能区的地形、气象、人口密度、建筑密度等,在每个功能区设若干采样点21六、采样站(点)布设方法网格布点法适用于多个污染源,且污染源分布较均匀的地区将监测区域地面划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。每个方格为正方形,可从地图上均匀描绘方格实地面积视所测区域大小、污染源强度、人口分布、监测目的和监测力量而定,一般是1-9km2布一点。若主导风向明确,下风向设点应多一些,一般约占采样点总数的60%22六、采样站(点)布设方法同心圆点法适用于多个污染源构成污染群,且大污染源比较集中地区同心圆:半径一般为4km、10km、20km、40km放射线:一般是4条点位:在放射线与同心圆的交点上,由里向外各圆周布点4、8、8、4个,主导风向的下风口多布点。23六、采样站(点)布设方法扇形布点法适用于孤立的高架点源,且主导风向明显的地区顶点:点源轴线:主导风向(烟云方向)范围:扇形夹角:45-60°,相邻夹角10-20°采样点:近密远疏,每条弧线:3-4个点24注意事项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50m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25七、采样时间及采样频率采样时间每次采样从开始到结束所经历的时间。可分为:短期采样;长期采样;间歇性采样采样频率指一定时间范围内的采样次数依浓度分布的时间特性考虑气象条件变化的特征及高、中、低浓度变化规律依对监测数据要求的精确程度例如:日平均浓度,每隔2-4h采样一次26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27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28八、室内空气质量监测方案实地调查了解监测场所(房间)面积掌握室内外污染源情况布点和采样29布点和采样布点原则(点的个数)

采样点位的数量根据室内面积大小和现场情况而确定,要能正确反映室内空气污染物的污染程度。原则上小于50m2的房间应设1~3个点;50~100m2设3~5个点;100m2以上至少设5个点。布点方式

(点位的确定)多点采样时应按对角线或梅花式均匀布点,应避开通风口,离墙壁距离应大于0.5m,离门窗距离应大于1m。30布点和采样采样点的高度

原则上与人的呼吸带高度一致,一般相对高度0.5~1.5m之间。也可根据房间的使用功能,人群的高低以及在房间立、坐或卧时间的长短,来选择采样高度。有特殊要求的可根据具体情况而定。31布点和采样采样时间及频次

经装修的室内环境,采样应在装修完成7d以后进行(一般建议在使用前采样监测)年平均浓度至少连续或间隔采样3个月日平均浓度至少连续或间隔采样18h8h平均浓度至少连续或间隔采样6h1h平均浓度至少连续或间隔采样45min32布点和采样封闭时间

检测应在对外门窗关闭12h后进行。对于采用集中空调的室内环境,空调应正常运转。有特殊要求的可根据现场情况及要求而定。33布点和采样采样方法具体采样方法应按各污染物检验方法中规定的方法和操作步骤进行(室内环境空气质量监测技术规范HJ/T167-2004)。要求年平均、日平均、8h平均值的参数,可以先做筛选采样检验。若检验结果符合标准值要求,为达标;若筛选采样检验结果不符合标准值要求,必须按年平均、日平均、8h平均值的要求,用累积采样检验结果评价。34布点和采样采样方法筛选法采样封闭室内环境12h(期间空调系统打开),一般至少采样45min;监测结果为小时均值。累积法采样如果上述测定小时平均值达不到标准要求时,必须采用累积法(按年平均值、日平均值、8h平均值)的要求采样。35第四节、空气采样方法及采样仪器本节内容1)大气样品的采集方法,方法包括直接采样法、富集浓缩采样法(其中富集浓缩采样法是重点和难点)。2)大气采样的仪器,其中大气颗粒物的采样仪器是重点和难点;了解采样的效率。36一、采样方法直接采样法被测组分浓度高分析方法灵敏度高富集(浓缩)采样法:有动力、无动力被测组分浓度低分析方法灵敏度不够高37直接采样法注射器采样常用100mL注射器采集样品。采样时,先用现场气体抽洗2-3次,然后抽取100mL,密封进气口,带回实验室分析。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。取样后,应将注射器进气口朝下,垂直放置,以使注射器内压略大于外压。38直接采样法塑料袋采样应选不吸附、不渗漏,也不与样气中污染组分发生化学反应的塑料袋,如聚四氟乙烯袋、聚乙烯袋、聚氯乙烯袋和聚酯袋等,还有用金属薄膜作衬里(如衬银、衬铝)的塑料袋。采样时,先用二联橡皮球打进现场气体冲洗2-3次,再充满样气,夹封进气口,带回实验室尽快分析。

39直接采样法采气管采样采气管容积一般为100-500mL。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6-10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。

40直接采样法真空瓶采样采样瓶是一种具有活塞的耐压玻璃瓶,容积一般为500-1000mL。采样前,先用抽真空装置把采气瓶内气体抽走,使瓶内真空度(剩余压力)达到1.33KPa,之后,便可打开旋塞采样,采完即关闭旋塞,则采样体积即为真空瓶体积。

V—现场状况下的采样体积,L;

V0—真空采气瓶容积,L;

P—大气压力,KPa;

PB—闭管压力计读数,KPa。41富集(浓缩)采样法溶液吸收法吸收液的选择原则:对被采集物质溶解度(水吸收甲醛)要大或与被采集物质的化学反应(碱溶液吸收酸性气体)速度快。稳定时间长。有利于下一步分析。毒性小,价格低,易购买,可回收。42溶液吸收法使用的仪器气泡吸收管适用于采集气体和蒸气态物质,对气溶胶吸收不完全原因:气溶胶微粒表面附有一层蒸汽,气泡通过溶液时,微粒不易被完全吸收,扩散到气-液界面上的速度慢。43溶液吸收法使用的仪器冲击式吸收管对气溶胶吸收完全,对气态或蒸汽态物质,吸收不够完全。原因:因抽气速度过快,气态或蒸汽态物质惯性小,容易随着空气排出44溶液吸收法使用的仪器多孔筛板吸收管适合任何气样原因:气泡被分散成小气泡,增气-液接触面和停留时间,降低气泡运动速度。采样效率高45填充柱阻留法吸附型填充柱(物理、化学吸附)分配型填充柱(固相萃取)反应型填充柱(化学反应吸附)特点:与溶液吸收法相比,可长时间采样(日平均浓度)浓缩在固体填充物上的被测组分比在溶液中的稳定,可放置时间长。操作方便46吸附型填充柱填充剂:活性炭(非极性吸附剂)、硅胶(极性吸附剂)、分子筛、高分子多孔微球等。表面吸附作用:分子间引力引起的物理吸附,吸附力较弱;分子亲和力(原子剩余价键力)引起的化学吸附,吸附力较强。同时考虑被测组分吸附完全及将其定量解析。47分配型填充柱填充剂:表面涂高沸点有机溶剂(异十三烷、甘油)的惰性多孔颗粒物(硅藻土、硅酸铝),类似于气液色谱柱(GC)中的固定相。当被采集气样通过填充柱时,在有机溶剂中分配系数大的组分保留在填充剂上而被富集。48反应型填充柱填充剂:由惰性多孔颗粒物(如石英沙、玻璃微球)或纤维状物(如滤纸、玻璃棉等)表面涂渍能与被测组分发生化学反应的试剂制成。也可用纯金属丝毛或细粒作填充剂。气样通过填充柱时,被测组分在填充剂表面因发生化学反应而被阻留。采样量和采集速度大,富集物稳定,对气态、蒸汽态和气溶胶态物质有较高的富集效率。49滤料阻留法原理:该方法是将过滤材料(滤纸或滤膜)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,秤量过滤材料上富集的颗粒物重量。根据采样体积可计算出空气中颗粒物的浓度。50知识点:滤料采集空气中气溶胶颗粒物基于直接阻截、惯性碰撞、扩散沉降、静电引力和重力沉降等作用。滤料的采集效率除与自身性质有关外,还与采样速度、颗粒物的大小等因素有关。低速采样,以扩散沉降为主,对细小颗粒物的采集效率高;高速采样,以惯性碰撞作用为主,对较大颗粒物的采集效率高。51常用的滤料:纤维状滤料(滤纸、玻璃纤维滤膜、过氯乙烯滤膜)筛孔状滤料(微孔滤膜、核孔滤膜、银薄膜等)。52滤纸:的孔隙不规则且较少,适用于金属尘粒的采集。因滤纸吸水性较强,不宜用于重量法测定颗粒物浓度玻璃纤维滤膜:吸湿性小,耐高温,耐腐蚀,通气阻力小,采集效率高,常用于采集悬浮颗粒物,但其机械强度差,某些元素含量较高。聚氯乙烯或聚苯乙烯等合成纤维膜:通气阻力小,并可用有机溶剂溶解成透明溶液,便于进行颗粒物分散度及颗粒物中化学组分的分析。微孔滤膜:是由硝酸(或醋酸)纤维素制成的多孔性薄膜,孔径细小、均匀,重量轻,金属杂质含量极微,溶于多种有机溶剂,尤其适用于采集分析金属的气溶胶。

53低温冷凝法原理:该方法适用于常温下难于被固体吸附剂完全阻留的一些低沸点气态化合物,所以用制冷剂将其冷凝下来。如:烯烃类(苯乙烯)、醛类(三氯乙醛)等。过氯酸镁、CaCl2、碱石棉冰(0℃)、冰-盐水(-10℃)、干冰-乙醇(-72℃)、干冰-丙酮(-78℃)、液氮(-196℃)、半导体制冷器54优点:效果好、采样量大、利于组分稳定等优点缺点:空气中的水蒸气、二氧化碳,甚至氧也会同时冷凝下来,在气化时,这些组分也会气化,增大了气体总体积,从而降低浓缩效果,甚至干扰测定55静电沉降法原理:空气样品通过12000~20000V电场时,气体分子电离,所产生的离子附着在气溶胶颗粒上,使颗粒带电,并在电场作用下沉降到收集极上,然后将收集极表面的沉降物洗下,供分析用。这种采样方法适用于气溶胶样品的采集,不能用于易燃、易爆的场合。56降尘试样的采集采集空气中降尘的方法分为湿法和干法两种。湿法采样是在一定大小的圆筒形玻璃(或塑料、瓷、不锈钢)缸中加入一定量的水,放置在距地面5~12m高,附近无高大建筑物及局部污染源的地方(如空旷的屋顶上),采样口距基础面1~1.5m,以避免顶面扬尘的影响。为防止冰冻和抑制微生物及藻类的生长,保持缸底湿润,需加入适量乙二醇。采样时间为30±2天,多雨季节注意及时更换集尘缸,防止水满溢出。各集尘缸采集的样品合并后测定。57硫酸盐化速率试样的采集硫酸盐化速的采样方法有二氧化铅法和碱片法。二氧化铅采样法:是将涂有二氧化铅(PbO2)糊状物的纱布绕贴在素瓷管上,制成二氧化铅采样管,将其放置在采样点上,则空气中的二氧化硫、硫酸雾等与二氧化铅反应生成硫酸铅(PbSO4)。碱片法:是将用碳酸钾(K2CO3)溶液浸渍过的玻璃纤维滤膜置于采样点上,则空气中的二氧化硫、硫酸雾等与碳酸盐反应生成硫酸盐(K2SO4)而被采集58二、采样器直接法使用的采样仪器注射器、塑料袋、采样管、真空管(瓶)富集(浓缩)采样法使用采样仪器的构成气样→流量计→吸收管(滤料)→抽气泵591、气体采样器收集器流量计采样泵定时器便携式采样器工作原理空气采样器实物图602、颗粒物采样器总悬浮颗粒物采样器(TSP)⑴大流量采样器由滤料采样夹、抽气风机、流量记录仪、计时器及控制系统、壳体等组成。滤料夹可安装20×25cm2的玻璃纤维滤膜,以1.1-l.7m3/min流量采样8-24小时。当采气量达1500-2000m3时,样品滤膜可用于测定颗粒物中的金属、无机盐及有机污染物等组分。612、颗粒物采样器总悬浮颗粒物采样器(TSP)⑵中流量采样器:我国规定采样夹有效直径为80mm或100mm。当用有效直径80mm滤膜采样时,采气流量控制在7.2~9.6m3/h;用100mm滤膜采样时,流量控制在11.3~15m3/h。

622、颗粒物采样器PM10(IP)采样器采集可吸入颗粒物(PM10)广泛使用大流量采样器。在连续自动监测仪器中,可采用静电捕集法、β射线吸收法或光散射法直接测定PM10浓度。但不论哪种采样器都装有分离粒径大于10μm颗粒物的装置(称为分尘器或切割器)。常用分尘器有:二级旋风分尘器、向心式分尘器、撞击式分尘器632、颗粒物采样器PM10(IP)采样器⑴二级旋风分尘器:空气以高速度沿180°渐开线进入分尘器的圆筒内,形成旋转气流,在离心力的作用下,将颗粒物甩到筒壁上并继续向下运动,粗颗粒在不断与筒壁撞击中失去前进的能量而落入大颗粒物收集器内,细颗粒随气流沿气体排出管上升,被过滤器的滤膜捕集,从而将粗、细颗粒物分开。旋风分尘器原理示意图642、颗粒物采样器PM10(IP)采样器⑵向心式分尘器:当气流从小孔高速喷出时,因所携带的颗粒物大小不同,惯性也不同,颗粒物质量越大,惯性越大。不同粒径的颗粒物各有一定的运动轨线,其中,质量较大的颗粒物运动轨线接近中心轴线,最后进入锥形收集器被底部的滤膜收集;小颗粒物惯性小,离中心轴线较远,偏离锥形收集器入口,随气流进入下一级。第二级的喷嘴直径和锥形收集器的入口孔径变小,二者之间距离缩短,使小一些的颗粒物被收集。

向心式分尘器原理示意图65三级向心式分尘器原理示意图662、颗粒物采样器PM10(IP)采样器⑶撞击式分尘器:当含颗粒物气体以一定速度由喷嘴喷出后,颗粒获得一定的动能并且有一定的惯性。在同一喷射速度下,粒径越大,惯性越大,因此,气流从第一级喷嘴喷出后,惯性大的大颗粒难于改变运动方向,与第一块捕集板碰撞被沉积下来,而惯性较小的颗粒则随气流绕过第一块捕集板进入第二级喷嘴。因第二级喷嘴较第一级小,故喷出颗粒动能增加,速度增大,其中惯性较大的颗粒与第二块捕集板碰撞而被沉积,而惯性较小的颗粒继续向下级运动。如此一级一级地进行下去,则气流中的颗粒由大到小地被分开,沉积在不同的捕集板上,最末级捕集板用玻璃纤维滤膜代替,捕集更小的颗粒。撞击式分尘器示意图67第五节、空气采样效率和气体换算本节内容1)如何评价所选用采集方法对欲测组分的采集效率;气态、蒸汽态与颗粒物采集效率评价方法的比较2)空气中污染物浓度表示方法及单位;气体体积换算(非标准状态转化为标准状态)。68一、空气采样效率及评价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。1、采集气态和蒸汽态污染物效率评价方法①绝对比较法②相对比较法2、采集颗粒物效率的评价方法①质量采样效率②颗粒数效率69绝对比较法用标准气测定采样效率,采样效率K为:C1—实测浓度C0—配制浓度70相对比较法配制一定浓度范围的待测气体,串联2-3个采样管采集所配制的样品,采样效率K为:注:K应大于90%71C1C2C372二、空气污染物浓度表示方法及气体体积换算污染物浓度表示方法(1)单位体积质量浓度(mg/m3或μg/m3):对任何状态的污染物都适用。(2)体积比浓度(ml/m3或μl/m3;ppm或ppb):仅适于气态或蒸汽态物质。两种单位换算关系:

Cv—以mL/m3表示的气体浓度(标准状况下)Cm—以mg/m3表示的气体浓度(标准状况下)M—气态物质的分子量,g/mol22.4—标准状况下气体的摩尔体积,L/mol73气体体积的换算标准状态体积换算(非标准状态-标准状态)气温T0=273K(或t=0℃),压强P0=101.325kPa假设在某一采样点采样,记录当时的压强为Pt(kPa),温度为t(℃),通过流量计记录的流量和采样时间计算出采样体积为Vt(m3)理想气体状态方程式:所采气体物质的量摩尔气体常数74测定某采样点大气中的NO2,用装有10mL吸收液的筛板式吸收管采样,采样流量0.50L/min,采样时间为1h,采样后用分光光度法测定计算得知全部吸收液中含2.0µgNO2。已知采样点温度为14℃,大气压力为100kPa,求空气中NO2的含量(分别用质量浓度和体积分数表示)

例题:吸收液:对氨基苯环酸+盐酸萘乙二胺多空筛板吸收管75第六节、空气环境质量监测本节内容1)颗粒物的测定:降尘量及其中可燃物的测定;TSP、PM10含量的测定;颗粒物中污染物含量的测定。2)气态和蒸汽态污染物的测定:SO2、NOx、CO、光化学氧化剂、臭氧、氟化物、总烃、非甲烷烃及硫酸盐化速率等指标的测定3)空气污染指数(API)计算、降水监测76一、颗粒物的测定降尘量的测定(GB/T15265-94)降尘:空气动力学直径>10μm,能在重力的作用下快速降落到地面的颗粒物。降尘量:单位面积单位时间内从大气中沉降颗粒物的质量。单位:t/(km2·30d)测定步骤:①坩埚的准备;②集尘缸中固体物质总量的测定;③空白试验77坩埚的准备:100ml坩埚,洗净,在105℃烘箱烘3h,冷却50min后称重。再次烘50min,冷却50min后称重,如此反复多次,直到前后两次质量差<0.4mg为止,记录坩埚质量M0,单位:g集尘缸中固体物质总量的测定:集尘缸中溶液及尘粒子(转移)500ml烧杯(加热浓缩)10-20ml(转移)已恒重的坩埚(电热板加热)蒸干(105℃烘箱中恒重)记录质量M1,单位:g。则集尘缸中固体物质总量=M1-M0空白试验:测定集尘液蒸干后残余物质质量Ma,单位:g降尘的质量:M=M1-M0-Ma7879降尘中可燃物的测定:将蒸发皿先在升温至600℃的马福炉中灼烧1h,干燥冷却后称其质量(M’蒸发皿)。样品于103~105℃烘干、冷却、称重(M’蒸发皿+总固体)。再将含有总固体物质的蒸发皿放入马福炉中,加热到600℃,灼烧1h,取出后在干燥器中冷却,如此反复称至恒重(M’蒸发皿+残存固体)。可知:损失的质量即为可燃物质的质量,所留存的质量即为残存固体的量。则样品中可燃固体的质量M’=M’蒸发皿+总固体-M’蒸发皿+残存固体注:此处同样要做空白,考虑乙二醇水溶液中也含有可燃固体,其质量M”=M”蒸发皿+总固体-M”蒸发皿+残存固体则实际降尘中可燃物质量M=M’-M”80一、颗粒物的测定总悬浮颗粒物(TSP)的测定(GB/T15432-95)滤膜捕集—重量法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,根据采样前后滤膜质量之差及采样体积,即可计算TSP的浓度。滤膜经处理后,可进行化学组分分析。81测定步骤:用X光机检查滤膜,不得有针孔或任何缺陷。在选定的滤膜光滑表面的两个对角上打印编号,滤膜袋上打印同样编号备用。将滤膜放入恒温恒湿箱内平衡24小时,平衡温度15~30℃,记录平衡温度和湿度。在平衡条件下称量平衡后的滤膜,大流量采样器精确到1mg,中流量采样器精确至0.1mg。将滤膜放入滤膜夹,安装采样头顶盖,设置采样时间,开始采样。采样结束后,取出滤膜,若无损坏,采样面向里,将滤膜对折,放入号码相同的滤膜袋中,在恒温恒湿箱内,与采样前滤膜相同的平衡条件下,平衡24小时,称量测定。滤膜增重,大流量滤膜不小于100mg,中流量滤膜不小于10mg。若滤膜有损坏,则本次实验作废。8283一、颗粒物的测定可吸入颗粒物(PM10

)的测定(GB6921-1986)PM10:空气动力学当量直径≦10μm的颗粒物称为可吸入颗粒物。监测方法采用重量法原理:首先使一定体积的大气通过采样器,将粒径大于10μm的颗粒物分离出去,小于10μm的颗粒物被收集在预先恒重的滤膜上,根据采样前后滤膜重量之差及采样体积,即可计算出飘尘的浓度(mg/m3)。主要仪器:大气采样器、切割器、流量计、超细玻璃纤维滤膜、分析天平、恒温恒湿箱等。84测定步骤:选用超细玻璃纤维滤膜,采样前在干燥器内放置24h,用分析天平称量,放入干燥器1h后再称量,两次质量差不得大于0.4mg。将恒重滤膜放在采样夹滤网上。测日平均浓度,只需采集到一张滤膜上,采样结束,用镊子将有尘面的滤膜对折放入纸袋,做好记录,放入干燥器内24h恒重,称量结果。结果计算85一、颗粒物的测定颗粒物中污染物含量的测定金属元素的测定项目:Cu,Zn,Pb,Fe,Co,Ni,Cr方法:AAS(含量少,灵敏)预处理:干式灰化法(破坏有机物)湿式分解法:酸溶解并破坏有机物86颗粒物中污染物含量的测定水溶性物质的测定硫酸根测定主要方法:硫酸钡比浊法Ba2++SO42-=BaSO4↓.硝酸根测定紫外分光光度法镉柱还原-偶氯燃料分光光度法离子色谱法87一、颗粒物的测定颗粒物中污染物含量的测定有机化合物的测定多环芳烃:蒽、菲、芘等来源:煤和石油的燃烧危害:致癌步骤:采样、提取、分离、测定四步索氏提取法真空充氮升华法纸层析法薄层层析法88二、气态和蒸汽态污染物质的测定SO2的测定是主要空气污染物之一,为例行监测的必测项目。来源:含S燃料的燃烧,矿石冶炼,化工厂生产特点:为无色,易溶于水,有刺激性气味的气体;会引起呼吸系统疾病;附着于颗粒物上,危害更大。测定方法有:分光光度法、紫外荧光法、电导法、定电位电解法和气相色谱法。四氯汞钾吸收-盐酸副玫瑰苯胺光度法(GB8970-88)甲醛缓冲溶液吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法(GB/T15262-94)钍试剂分光光度法(ISO推荐标准)89四氯汞钾吸收-盐酸副玫瑰苯胺光度法

较经典的方法,灵敏、可靠,但吸收液(四氯汞钾)毒性大。原理:利用空气中的SO2与被四氯汞钾溶液吸收,生成稳定的二氯亚硫酸络合物,此物质再与甲醛及盐酸副玫瑰苯胺作用,生成紫色络合物,其颜色深浅与SO2含量成正比。

[HgCI4]2-+SO2+H2O=

[HgCI2SO3]2-

+2H++2CI-

[HgCI2SO3]2-

+HCHO+2H+=HgCl2

+HOCH2SO3H吸收液:四氯汞钾90四氯汞钾吸收-盐酸副玫瑰苯胺光度法二氧化硫标准溶液的配置:称取0.2g亚硫酸钠(Na2SO3)及0.01g乙二胺四乙酸二钠盐(Na2EDTA),定容200ml,SO2浓度大概在320-400μg/ml,以硫代硫酸钠溶液滴定其浓度,之后根据已求浓度,用四氯汞钾溶液稀释至浓度为2μg/ml标准系列配置:取2μg/ml标准溶液,0ml,0.6ml,1.0ml,

1.4ml,

1.6ml,

1.8ml,

2.2ml,

2.7ml用,则浓度分别为四氯汞钾,盐酸副玫瑰苯胺及甲醛定容10ml比色管中0μg,1.2μg,2.0μg,2.8μg,3.2μg,3.6μg,4.4μg,5.4μg

注:需要做空白91四氯汞钾吸收-盐酸副玫瑰苯胺光度法标准曲线绘制:将空白及标准系列中的试样倒入30mm比色皿中上机测定吸光度,先上空白试样,测定吸光度A0,之后上标准系列试样,直接将A0扣除,绘制出标准曲线回归方程:y=bx+a所取试样中质量=(A-A0-a)/b吸收液中质量=(A-A0-a)·B·Vt/Va空气中质量浓度=(A-A0-a)·B·Vt/[Va·V0]m(μg)1.22.02.84.45.4∆A(A-A0)92注意事项温度,酸度,显色时间等因素影响显色反应;标准溶液和试样溶液操作条件应保持一致。氮氧化物、臭氧及锰、铁、铬等离子对测定有干扰。采集后放置片刻,臭氧可自行分解;加入氨基磺酸铵消除大气中的NO2对测定产生干扰加入磷酸和乙二胺四乙酸二钠盐(EDTA-2Na)可消除或减少某些金属离子的干扰。93甲醛缓冲溶液吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法

避免了使用毒性大的四氯汞钾吸收液。原理:二氧化硫被甲醛缓冲溶液吸收后,生成稳定的羟基甲基磺酸加成化合物。在样品溶液中加入氢氧化钠使加成化合物分解,释放出二氧化硫与盐酸副玫瑰苯胺、甲醛作用,生成紫红色化合物,用分光光度计在577nm处进行测定。甲醛缓冲吸收溶液:36%-38%的甲醛溶液、环己二胺四乙酸二钠(CDTA-2Na)溶液、一定质量的邻苯二甲酸氢钾,配置甲醛浓度相当于0.2mg/mL的溶液吸收液:甲醛缓冲吸收溶液94钍试剂分光光度法该方法是国际标准化组织(ISO)推荐的测定SO2标准方法。它所用吸收液无毒,采集样品后稳定,但灵敏度较低,所需气样体积大,适合于测定SO2日平均浓度。原理:SO2+H2O2

(吸收液)→

H2SO4+过量BaClO4

→BaSO4。剩余的Ba与钍试剂反应生成紫红色络合物吸收液:H2O2

95例题:已知某采样点的气温为27℃,大气压力为100.00kPa。用溶液吸收法采样测定空气中SO2日平均浓度,每隔4h采样一次,共采集6次,每次采集30min,采样流量0.5L/min。将6次气样的吸收液定容至50.00ml,取10ml测知含SO22.5μg,求该采样点空气在标准状况下SO2日平均浓度。质量浓度以mg/m3表示,体积分数以μl/m3表示96二、气态和蒸汽态污染物质的测定氮氧化物(NOx)的测定氮的氧化物:一氧化氮、二氧化氮、氧化二氮、三氧化二氮、四氧化二氮和五氧化二氮等多种形式。大气中的氮氧化物主要以一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)形式存在。它们主要来源:石化燃料高温燃烧和硝酸、化肥等生产排放的废气,以及汽车排气。性质:NO为无色、无臭、微溶于水的气体,在大气中易被氧化为NO2

。NO2为棕红色气体,具有强刺激性臭味,是引起支气管炎等呼吸道疾病的有害物质。大气中的NO和NO2

可以分别测定,也可以测定二者的总量。测定方法有:Saltzman法(盐酸萘乙二胺分光光度法)、化学发光法、原电池库伦法及定电位电解法。97Saltzman法测NO2(GB/T15435-1995)吸收液:冰乙酸、对氨基苯磺酸、N-(1-萘基)乙二胺盐酸盐原理:空气中的NO2被吸收转变成亚硝酸和硝酸,在冰乙酸存在条件下,亚硝酸与对胺基苯磺酸发生重氮化反应,然后再与N-(1-萘基)乙二胺盐酸盐偶合,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98反应式:99吸收液配置:对氨基苯磺酸(200mL,浓度25g/L)、N-(1-萘基)乙二胺盐酸盐(50mL,浓度1g/L)、冰醋酸(50mL),定容于1000mL,为显色液。之后将显色液与水按体积比(4:1)的比例稀释。该溶液应该保存在25℃以下的暗处,可稳定三个月。若溶液显淡红色,应该废弃重配。亚硝酸盐标准储备液配置:称取0.3750g亚硝酸钠(NaNO2),定容1000ml。NO2-浓度为250mg/L。亚硝酸盐标准工作液配置:稀释储备液,NO2-浓度为2.50mg/L。临用前现配100亚硝酸盐标准液绘制标准曲线:取六支10mL具塞比色管,按下表制备标准色列转移至10mm比色皿,在波长540-545nm之间测定吸光度,扣除空白试验(零浓度)吸光度后,对应NO2-的浓度(μg/mL)绘制标准曲线亚硝酸盐标准色列C0101结果的计算:大气中NO2的浓度CNO2(mg/m3)A,A0—样品溶液及空白溶液的吸光度(mg/m3)b—标准曲线的斜率。吸光度/浓度a—标准曲线截距V—采样用吸收液体积(ml)V0—换算成标准状态下采样体积(L)D—样品稀释倍数f—Saltzman实验系数:0.88(当NO2浓度高于0.720mg/m3时,f值取0.77)102使用NO2

标准气体绘制标准曲线:配置能覆盖欲测浓度范围的至少四种浓度的二氧化氮标准气体,按照采样操作条件采集气体,采样体积与预计在现场采样体积相近。则大气中NO2的浓度CNO2(mg/m3)103Saltzman法测NOx(GB/T15436-1995)酸性高锰酸钾溶液氧化法(可分别测NO、NO2)吸收液:冰乙酸、盐酸萘乙二胺、对氨基苯磺酸原理:采样时取两支内装吸收液的多孔玻板吸收瓶和一支内装酸性高锰酸钾的氧化瓶,按吸收瓶—氧化瓶—吸收瓶的顺序连接。当空气通过吸收瓶时,NO2被串联的第一支吸收瓶中的吸收液吸收生成玫瑰红色的偶氮染料。空气中的NO不与第一支吸收瓶中的吸收液反应,进入串联在两支吸收瓶中间的氧化瓶内,被氧化瓶内的酸性高锰酸钾溶液氧化为NO2

,然后进入第二支吸收瓶中,被吸收液吸收生成粉红色偶氮染料。于波长540~545nm之间处测定两支吸收瓶中吸收液的吸光度。NO被氧化为NO2氧化效率K为0.68104酸性高锰酸钾溶液氧化法(可分别测NO、NO2)公式:105三氧化铬-石英砂氧化法(测NOx)吸收液:冰乙酸、盐酸萘乙二胺、对氨基苯磺酸原理:将装有三氧化铬-石英砂的双球氧化管用硅橡胶管连接在吸收瓶前面。采样时,空气首先通过氧化管,空气中的NO被三氧化铬氧化为NO2,再进入吸收瓶,NO2与吸收液中的对氨基磺酸进行重氮化反应,再与N-(1-萘基)乙二胺盐酸盐偶合,生成粉红色偶氮染料,于波长540~545nm之间处测定吸光度。106二、气态和蒸汽态污染物质的测定一氧化碳(CO)的测定来源:自然源(火山爆发,森林火灾,矿坑爆炸,地震);人为源(汽车废气以及石油、煤不完全燃烧)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。测定方法:非分散红外吸收法(GB9081-88);气相色谱法;间接冷原子吸收法(汞置换法);定电位电解法107二、气态和蒸汽态污染物质的测定光化学氧化剂与臭氧的测定总氧化剂:空气中除氧以外的有氧化性质的物质,一般指能氧化碘化钾析出碘的物质,主要有臭氧、PAN、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因此:光化学氧化剂=总氧化剂-0.269×氮氧化物测定方法:光化学氧化剂:硼酸-碘化钾分光光度法O3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;紫外分光光度法108二、气态和蒸汽态污染物质的测定氟化物的测定存在形态: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(AlF3)、氟化钠(NaF)及磷灰石[3Ca3(PO4)2·CaF2]等。来源:炼铝厂;冰晶石;磷肥厂毒性:引起粘膜刺激、中毒等症状;影响各组织器官的正常生理功能。对植物的影响是SO2的10-100倍,对人体的影响比SO2大20倍测定方法:滤膜-氟离子电极法;石灰滤纸-氟离子电极法109二、气态和蒸汽态污染物质的测定总烃及非甲烷烃的测定烃:仅由碳氢两种元素组成的有机化合物,又称为碳氢化合物总烃(THC):包括甲烷在内的碳氢化合物(C1-C8)非甲烷烃(NMHC):除甲烷外的碳氢化合物(C2-C8

)测定方法:气相色谱、光电离(PID)检测法110二、气态和蒸汽态污染物质的测定硫酸盐化速率的测定硫酸盐化速率:空气中的含硫物质(如:SO2、H2S、H2SO4蒸汽等)演变成危害更大的硫酸雾和硫酸盐雾的速度。测定方法:二氧化铅-重量法;碱片-重量法;碱片-离子色谱法;碱片-铬酸钡分光光度法二氧化铅法原理:111二氧化铅法原理:空气中的SO2、硫酸蒸气、H2S等与采样管上的二氧化铅反应生成硫酸铅,用碳酸钠溶液处理,使硫酸铅转化为碳酸铅,释放出硫酸根离子,再加入BaCl2溶液,生成BaSO4沉淀,用重量法测定,结果以每日在l00cm2二氧化铅面积上所含SO3的毫克数表示碱片法原理:将用碳酸钾溶液浸渍的玻璃纤维滤膜暴露于空气中,碳酸钾于空气中的SO2等反应生成硫酸盐,加入BaCl2溶液将其转化为BaSO4沉淀,用重量法测定。或者将碱片经Na2CO3-NaHCO3稀溶液浸取后,获得样品溶液,注入离子色谱仪测定。112三、空气污染指数(API)定义:是一种反映和评价空气质量的方法,即将常规监测的几种主要空气污染物浓度简化为单一的概念性数值形式,并分级表征空气质量状况和空气污染程度,具有简明、直观和使用方便的优点。计算公式:某污染物的污染分指数某污染物日浓度均值某污染物在j+1拐点对应浓度限制某污染物在j拐点对应浓度限制某污染物在j+1拐点对应污染分指数某污染物在j拐点对应污染分指数注:Ci,j≤Ci≤Ci,j+1根据我国城市空气污染的特点,一般选择SO2、NO2和PM10作为计算空气污染指数的项目113三、空气污染指数(API)注:C小<C(SO2/NO2/PM10)<C大APISO2NO2PM10500.0500.0400.0501000.1500.0800.1502000.2500.1200.2503001.6000.5650.4204002.1000.7500.5005002.6200.9400.600课本表3-8空气污染指数对应的污染物浓度限值(mg/m3)如果测得某城市某日SO2日浓度均值为0.1mg/m3API=MAX(ISO2,INO2,IPM10)114三、空气污染指数(API)注:C小<C(SO2/NO2/PM10)<C大特殊实例:如果测得某城市某日CSO2=0.150mg/m3CNO2=0.120mg/m3CPM10=0.420mg/m3计算API,并报道当天空气质量级别APISO2NO2PM10500.0500.0400.0501000.1500.0800.1502000.2500.1200.2503001.6000.5650.4204002.1000.7500.5005002.6200.9400.600ISO2=100INO2=200IPM10=300API=300API空气质量级别空气质量状况0-50Ⅰ优51-100Ⅱ良101-150Ⅲ1轻微污染151-200Ⅲ2轻度污染201-250Ⅳ1中度污染251-300Ⅳ2中度重污染>300Ⅴ重污染课本表3-9空气污染指数范围及相应的空气质量类别该城市今天API=300,空气质量级别为Ⅳ2级,空气质量状况为中度重污染,主要污染物为可吸入颗粒物(PM10)115三、空气污染指数(API)注:C小<C(SO2/NO2/PM10)<C大一般实例:如果测得某城市某日CSO2=0.105mg/m3CNO2=0.080mg/m3CPM10=0.215mg/m3计算API,并报道当天空气质量级别APISO2NO2PM10500.0500.0400.0501000.1500.0800.1502000.2500.1200.2503001.6000.5650.4204002.1000.7500.5005002.6200.9400.600API=165CSO2=0.105mg/m3ISO2=77.5INO2=100IPM10=165CPM10=0.215mg/m3API空气质量级别空气质量状况0-50Ⅰ优51-100Ⅱ良101-150Ⅲ1轻微污染151-200Ⅲ2轻度污染201-250Ⅳ1中度污染251-300Ⅳ2中度重污染>300Ⅴ重污染课本表3-9空气污染指数范围及相应的空气质量类别该城市今天API=165,空气质量级别为Ⅲ2级,空气质量状况为轻度污染,主要污染物为可吸入颗粒物(PM10)116四、降水监测酸沉降:指大气中酸性污染物的自然沉降,分为干沉降和湿沉降。干沉降:指不发生降水时,大气中酸性污染物受重力、颗粒物吸附等作用由大气沉降到地面的过。湿沉降:指发生降水事件时,高空雨滴吸收大气中酸性污染物降到地面的沉降过程,包括雨、雪、雹、雾等。117四、降水监测降水监测目的:了解在降雨(雪)过程中从大气中沉降到地球表面的沉降物的主要组成性质及有关组分的含量。监测项目:降水量、PH、电导率、SO42-、NO3-、NO2-、F-、Cl-、NH4+

、K+、Na+、Ca+、Mg2+监测频率:国家级监测点(1级监测点):所有项目逢雨、雪必测省、市(县)(2、3级监测点):降水量、PH、电导率逢雨、雪必测;其他项目,每月至少选一个或见个降水量大的样品进行全元素分析118四、降水监测监测点数目:城市(根据人口数而定)50万以上城市布设三个采样点(城区、郊区、清洁区)50万以下城市布设两个采样点(城区、郊区)县城:每个县城设置一个采样点1192008年池州市降水情况2009年池州市降水情况120四、降水监测采样器:自动采样器手动采样器(聚乙烯塑料桶)降水:口径20cm,高20cm降雪:口径50cm以上121四、降水监测采样器:采样器处理:采样器具在第一次使用前,用10%的盐酸(或硝酸)浸泡24小时,用自来水清洗,再用去离子水冲洗多次。最后用少量去离子水震荡,用离子色谱监测水中的Cl-含量,若与去离子水中Cl-浓度相同,则合格,晾干加盖,清洁橱柜内保存样品的预处理及保存预处理:测定PH值及电导率的样品不可过滤;测定其他项目的样品均需过滤(0.45μm有机微孔滤膜)122四、降水监测样品的预处理及保存保存:以聚乙烯塑料瓶盛装(无需添加任何试剂),放入冰箱中冷藏保存(3-5℃)123第七节、污染源监测本节内容1)固定污染源:监测目的和要求、采样点的布设、基本状态参数(烟温、压力、流速、流量及含湿量)的测定、烟尘浓度的测定、烟气组分的测定、烟气黑度的测定2)流动污染源124固定污染源:含有固态的烟尘和粉尘,也含有气态和气溶胶态的多种有害物质有组织排放源:烟道、烟囱及排气筒无组织排放源:车间、工棚流动污染源:汽车、火车、飞机、轮船等交通运输工具排放的废气。含有CO、NOX、碳氢化合物、烟尘等。

125一、固定污染源监测监测目的及要求监测目的:检查排放的废气中有害物质含量是否符合国家或地方的排放标准和总量控制标准;评价净化装置及污染防治设施的性能和运行情况,为空气质量评价和管理提供依据。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。126一、固定污染源监测采样位置(断面)安全采样位置应优先选择在垂直管段,应避开烟道弯头和断面急剧变化的部位。采样位置应设置在距弯头、阀门、变径管下游方向不小于6倍直径,和距上述部件上游方向不小于3倍直径处。对矩形烟道,其当量直径D=2AB/(A+B),式中A、B为边长。采样断面的气流速度最好在5m/s以上。对于气态污染物,由于混合比较均匀,其采样位置可不受上述规定限制。127一、固定污染源监测点位确定矩形烟道:将烟道断面分成一定数目的等面积矩形小块,各小块中心即为采样点位置,小矩形数目可根据烟道断面面积大小确定。烟道断面面积(m2)等面积小块测点数0-12×241-33×393-74×4167-165×52516-286×636如:在一长为1.5m,宽为1.2m的矩形烟道上布设采样点128一、固定污染源监测点位确定圆形烟道:根据烟道内径大小划分等面积的圆环,在每个圆环面积中心点上采样监测。129一、固定污染源监测※例题:有内径为0.8m的圆形烟道,计算每一个采样点到内壁之间的距离烟道直径(m)分环数(个)各测点距烟道内壁的距离(以烟道直径D为单位)12345678910<0.610.1460.8540.6—1.020.0670.2500.7500.9331.0—2.030.0440.1460.2960.7040.8540.9562.0—4.040.0330.1050.1940.3230.6770.8060.8950.967>4.050.0260.0820.1460.2260.3420.6580.7740.8540.9180.974130一、固定污染源监测基本状态参数(温度、压力、流速、流量、含湿量)烟温:长杆水银温度计、热电偶温度计、电阻温度计工作端2.热电偶3.自动端4.测温毫伏计131一、固定污染源监测基本状态参数(温度、压力、流速、流量、含湿量)压力测定测定项目:全压(Pt):烟道气的机械能动压(Pd):单位气体具有的动能,使气体流动的压力静压(Ps):单位体积气体具有的势能Pt=Pd+Ps测定装置:皮托管(标准型、S型)与压力计(U型压力计、倾斜微压计、电子微压计)相连132皮托管—标准皮托管133皮托管—S型皮托管用S型皮托管测得的静压力(Ps)偏低,因此需要校正最终:烟道气的Ps=Pt-Kp2×Pd134压力计—U型压力计内装水、乙醇或汞135压力计—倾斜微压计修正系数K:0.1、0.2、0.8等136烟气方向137一、固定污染源监测基本状态参数(温度、压力、流速、流量、含湿量)流速Vs—湿烟气的气流速度,m/sKp—皮托管修正系数Pd—烟气动压。单位:PaPs—烟气静压。单位:PaPa—环境空气压力。单位:Paρs—湿度烟气密度。单位:Kg/m3Ms—湿烟气气体摩尔质量。单位:kg/kmolts—烟气温度。℃138一、固定污染源监测基本状态参数(温度、压力、流速、流量、含湿量)流速干烟气成分与空气近似,烟气露点温度在33-55℃之间,烟气绝对压力在97-103kPa之间时烟气动压以mmH2O表示为Hd时候接近常温常压(20℃,101.325kPa)的烟气139一、固定污染源监测基本状态参数(温度、压力、流速、流量、含湿量)流量湿烟气流量标准状态下干烟气的流量计算:qs—湿烟气流量。单位:m3/h—烟气平均流速。单位:m/sS—烟道截面积。单位:m2140例题:烟道内径0.9m,烟气温度t=210℃。用S型皮托管测得一个测孔的4个测点的动压读数分别为:60、70、75、86mmH2O;全压读数为150、165、180、200mmH2O。皮托管系数Kp=0.84,倾斜微压计系数K=0.2。假定干烟气组分同空气相近,烟气露点温度40℃。空盒气压表读数Pa=1000hPa,t=20℃。试分别计算烟气的静压、烟气的绝对压力141一、固定污染源监测基本状态参数(温度、压力、流速、流量、含湿量)含湿量含湿量的测定方法有重量法、冷凝法、干湿球法等重量法:从烟道采样点抽取一定体积的烟气,使之通过装有吸湿剂的吸湿管,则烟气中的水蒸气被吸湿剂吸收,吸湿管的增重即为所采烟气中的水蒸气重量,然后代入公式计算含湿量。142一、固定污染源监测基本状态参数(温度、压力、流速、流量、含湿量)含湿量冷凝法:由烟道中抽出一定量的气体,通过冷凝器,根据冷凝出的水量,加上从冷凝器排出的饱和气体含有的水蒸气量,计算排气中的水分。143一、固定污染源监测基本状态参数(温度、压力、流速、流量、含湿量)含湿量干湿球温度计法:烟气以一定流速通过干湿球温度计,根据干湿球温度计读数及有关压力计算含湿量。干球探头直接露在烟气中,湿球探头用湿纱布包裹着。原理:在一定条件下,湿球外边的湿纱布的水分蒸发带走湿球温度计探头上的热量,使其温度低于烟道气的温度;而干球温度计测量出来的就是烟道气的实际温度,此时,湿球与干球之间的温度差与烟道气的相对湿度有一个相应的关系。144一、固定污染源监测颗粒物测定原理:抽取一定体积烟气通过已知重量的捕尘装置(滤筒),根据捕尘装置采样前后的重量差和采样体积,计算排气中烟尘浓度。

必需要进行等速采样和多点采样。145适用于500℃以下的烟气适用于500℃以下的烟气146为什么要进行等速采样Va>VsVa<VsVa=Vs结果偏低结果偏高147为什么要进行多点采样由于颗粒物在烟道中的分布是不均匀的,要取得有代表性的烟尘样品,必须在烟道断面按一定的规则多点采样。148采样类型移动采样:为测定烟道断面上烟气中烟尘的平均浓度,用同一个尘粒捕集器在已确定的各采样点上移动采样,在各点的采样时间相同,这是目前普遍采用的方法。定点采样:为了解烟道内烟尘的分布状况和确定烟尘的平均浓度,分别在断面上每个采样点采样,即每个采样点采集一个样品。间断采样:适用于有周期性变化的排放源,即根据工况变化情况,分时段采样,求出时间加权平均浓度。

149颗粒物浓度计算颗粒物质量:m=m采样后-m采样前采集干烟气的体积(转子流量计)公式3-57公式3-5

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