《空气和废气监测ppt课件 (2).ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《空气和废气监测ppt课件 (2).ppt（71页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、空气和废气监测 1 内容提要 1 空气污染基本知识 2 空气和废气监测方案的制定 3 空气和废气采样及采样仪器 4 空气和废气现场监测质量保证 5 污染源现场监测质量保证和控制 2 1 1 大气 空气 和空气污染 1 大气 是地球表面上的空气 因为地球引力影响 在其表面积蓄而 成的一圈气体 地球就被这一层很厚的大气层包围着 大气层的厚度大约在1000千米以上 1000 1400km 但没 有明显的界限 整个大气层随高度不同表现出不同的特点 分为 对流层 平流层 中间层 暖层和散逸层 再上面就是星际空间 了 对流层在大气层的最低层 其厚度约为10至20千米 其大气受 地球影响较大 云 雾 雨等现
2、象都发生在这一层内 水蒸气也 几乎都在这一层内存在 还存在大部分的固体杂质 动 植物的 生存 人类的绝大部分活动 也在这一层内 因为这一层的空气 对流很明显 故称对流层 3 气 体按容积百分比按质量百分比 分子量 氮 78 084 75 52 28 0134 氧 20 948 23 15 31 9988 氩 0 934 1 28 39 948 二氧化碳 0 033 0 05 44 0099 干洁大气成份 干洁空气是指大气中除去水汽 液体和固体 微粒以外的整个混合气体 简称干空气 它的主 要成分是氮 氧 氩 二氧化碳等 其容积含量 占全部干洁空气的99 99 以上 其余还有少量的 氢 氖 氪 氙
3、 臭氧等 4 2 空气污染 大气中有害物质浓度超过环境所能允许的极限 并持续一定时间后 会改变大气特别是空气的正常 组成 破坏自然的物理 化学和生态平衡体系 从 而危害人们的生活 工作和健康 损害自然资源及 财产 器物等 这种情况称为空气污染 5 1 2 空气污染的危害 对人的危害 1 急性危害 2 慢性危害 对动物的危害 对植物的危害 1 急性危害 2 慢性危害 3 不可见危害 对材料的损坏 对大气的影响 玉米空气污染 美国空气污染之都 洛杉矶 空气污染腐蚀秦俑 6 1 3 空气污染源 1 自然源 由自然现象引起空气污染 如火山爆发 森林火灾 2 人工源 工业企业排放的废气 工业企业排放量最
4、大的是以煤和石油为燃料 在燃烧 过程中排放的粉尘 SO2 NOX CO CO2等 其次是生产过 程中排放的多种有机物和无机污染物质 交通运输工具排放的废气 汽车数量大 排放的污染多 集中在大城市 美国大气污染80 来自汽车的尾气 造成光化学烟雾 污染等 7 1 3 空气污染源 室内空气污染的分类 化学性污染 总挥发有机物 甲醛 SO2 O3等 物理性污染 温度 PM10 通风率等 生物性污染 细菌 真菌 病毒等 放射性污染 氡气及其子体 室内空气的质量表征 有毒 有害污染因子指标 规定最高允许量 舒适性指标 属于主观性指标 与人群生活习惯 季 节等有关 如室内温度 大气压 新风量 湿度等 室内
5、空气污染源室内空气污染源 8 1 4 空气中的污染物及其存在形态 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 环境科学中用下列两种方法进行分类 一次污染物 1 根据污染物形成过程分类 二次污染物 分子状态污染物 2 根据污染物存在状态分类 粒子状态污染物 9 1 根据污染物的形成过程分 一次污染物 指直接从各种污染源排放到大气中的有害 物质 例如 SO2 NOX CO 碳氢化合物 颗粒性物质等 特点 由污染源直接排入环境的 其物理和化学性状未发 生变化的污染物 二次污染物 指一次污染物在大气中相互作用或它们 与大气中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
6、 醛类 过氧乙酰硝酸酯 PAN 等 特点 具有颗粒小 毒性一般比一次污染物大等特点 1 4 空气中的污染物及其存在形态 10 分子状态污染物 指常温常压下以气体或蒸汽形式分散在大气中 的污染物质 例如 SO2 NO2 硝酸盐 C1 C5化合物 酮 CO CO2 HF HCl等 2 根据污染物存在状态分类 1 4 空气中的污染物及其存在形态 11 粒子状态污染物 粒径多在0 01 100 m之间 复杂的非均匀体系 即颗粒物 通常根据颗粒物在重力作用下的沉降特性将其分为 降尘和飘尘 1 降尘 粒径大于10 m的颗粒 如水泥粉尘 金属粉尘 飞尘等一般颗粒大 比重也大 在重力作用 下 易沉降 危害范围
7、较小 2 飘尘 粒径小于10 m的粒子可长期漂浮在大 气中 具有胶体性质 又称气溶胶 易随呼吸进入人体 危害健康 因此也称可吸入颗粒物 IP或PM10 烟 雾 灰尘均是用来描述飘尘存在形式的 12 雾霾 是雾和霾的统称 是一种天气现象 也称 灰霾 烟霞 指空气中的灰尘 硫酸 硝酸 有机碳氢化合物等大量极细微的干尘粒子均匀的 浮游在空中 使空气浑浊 视野模糊并导致能见 度恶化 如果水平能见度小于10000米时 将这 种非水成物组成的气溶胶系统造成的视程障碍称 为霾 Haze 或灰霾 Dust haze 当水汽凝结加 剧 空气湿度增大时 霾就会转化为雾 因为空 气质量的恶化 雾霾天气现象便会增多
8、危害加 重 中国不少地区把阴霾天气现象并入雾一起作 为灾害性天气预警预报 13 1 5 污染物的时空分布特点 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 1 时间性 污染物在大气中的浓度由于受气象条件的影响 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 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 2 空间性 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 14 分 类 成 份 粉尘微 粒 碳粒 飞灰 碳酸钙 ZnO 氧化锌 PbO2 二
9、氧化铅 PM2 5 PM10等 硫化物SO2 二氧化硫 SO3 三氧化硫 H2SO4 雾 等 氮化物NO 一氧化氮 NO2 二氧化氮 NH3 氨气 等 卤化物Cl2 氯气 F2 氟气 HCl 氯化氢 HF 氟化氢 等 碳氧化 物 CO 一氧化碳 氧化剂 O3 臭氧 过氧酰基硝酸脂 PAN 等 15 1 6 空气中污染物浓度表示方法 1 污染物浓度表示方法 单位体积质量浓度 mg m3或 g m3 定义 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 适用范围 对任何状态的污染物都适用 体积比浓度 mL m3或L m3 ppm或ppb 定义 体积比浓度是100万体积空气中含污染气体或蒸汽的
10、体积数 适用范围 仅适用于气态或蒸汽态物质 不受大气压和温度的影响 两种单位换算关系 Cv 22 4 Cm M 2 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 Vo Vt 273 P 273 t 101 325 16 制定大气污染监测方案的程序 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 2 空气污染监测方案的制定 17 1 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
11、质量状况评价报告提供数据 2 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 3 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 2 1 大气污染监测的目的 18 2 2 调研及资料收集 1 污染源分布及排放情况 2 气象资料 3 地形资料 4 土地利用和功能分区情况 5 人口分布及人群健康情况 19 2 3 监测项目 20 2 4 监测站 点 的布设 1 布设采样点的原则和要求 1 具有较好的代表性 能客观反映一定空间范围内 的环境空气污染水平和变化规律 2 各监测点之间设置条件尽可能一致 使各个监测 点获
12、取的数据具有可比性 3 监测点应尽可能均匀分布 同时在布局上应反映 城市主要功能区和主要大气污染源的污染现状及变 化趋势 21 1 布设采样点的原则和要求 4 应结合城市规划考虑监测点的布设 使确定的监测 点能兼顾未来城市发展的需要 5 为监测道路交通污染源或其他重要污染源对环境空 气质量影响而设置的污染监控点 应设在可能对人 体健康造成影响的污染物高浓度区域 22 2 采样点的数目 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 地形及经济条件等因素综合考虑 23 功能区布点法 适用范围 多用于区域性的常规监测 网格布点法 适用范围 适用于存在多个污染源 且分布较均匀的地区
13、 同心圆布点法 适用范围 主要用于多个污染源构成污染群 且大污染源较集中的地区 扇形布点法 适用范围适用于孤立的高架点源 且主导风向明显的地区 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 3 采样站 点 布设方法 24 2 5 采样时间和频率 1 采样时间 采样时间是指每次采样从开始到结束所经历的时间 2 采样频率 采样频率是指一定时间范围内的采样次数 1 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 2 依对监测数据要求的精确程度 25 表2 5 1 国家环境空气质量监测网监测项目 必测
14、项测项 目选测项选测项 目 二氧化硫 SO2 总悬总悬 浮颗颗粒物 TSP 二氧化氮 NO2 铅铅 Pb 可吸入颗颗粒物 PM10 氮氧化物 NOx 一氧化碳 CO 苯并 a 芘 B a P 臭氧 O3 有毒有害有机物 细颗细颗 粒物 PM2 5 27 选择采样方法要考虑的因素 1 污染物的存在状态 2 污染物的浓度 3 污染物的理化特性 4 所用分析方法的灵敏性 常用的采样方法 直接采样法 富集 浓缩 采样法 3 空气样品的采集方法和采样仪器 28 适用于 被测组分浓度高 分析方法灵敏度高 采样方法 1 注射器采样 2 塑料袋采样 3 采气管采样 4 真空瓶采样 3 1 直接采样法 29 1
15、 溶液吸收法 2 填充柱阻留法 3 滤料阻留法 4 低温冷凝法 5 静电沉积法 6 自然积集法 7 扩散渗透法 8 综合采样法 3 2 3 2 富集 浓缩 采样法富集 浓缩 采样法 适用于被测组分浓度低 30 适用范围 用于采集空气中气态 蒸气态 某些气溶胶态的污 染物质 采样测定方法 吸收效率 主要决定于吸收液 吸收速度 样液与吸收液的接 触面积 提高吸收速度 选择效能好的吸收液 吸收液分类 按照其吸收原理分为物理作用和发生化学反应 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快 稳定时间长 吸收液的选择原则 有利于下一步分析 毒性小 价格低 易购买 可回收 1 溶液吸收法 31 增大
16、被采气体与吸收液的接触面积 选用结构适宜的吸 收管 气泡吸收管 适用于采集气态和蒸汽态 冲击式吸收管 适用于采集气溶胶态物质 惯性大 多孔筛板吸收管 瓶 适用于采集气态 蒸汽态 气溶胶 态物质 32 根据填充剂阻留作用的原理 分 吸附型填充柱 填充剂 活性炭 硅胶 分子筛 高分子多孔微球等 表面吸附作用 物理吸附和化学吸附 注意 虽然吸附能力越强 采样效率越高 但会给解吸带来困难 分配型填充柱 填充剂 表面涂高沸点有机溶剂的惰性多孔颗粒物 采样方法 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 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 采样方法 反应产物用适宜溶剂洗脱或加热吹气解吸下来进行分析 特点 采样量和采集速度大 富集物稳定 2 填充柱阻留法 33 3 滤料阻留法 采样测定方法 将过滤材料放在采样夹上 用抽气装置抽气 则空气上的 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重量 根据采 样体积可计算出空气中颗粒物的浓度 滤料常用 纤维状滤料 滤纸 玻璃纤维滤膜 过氯乙烯滤膜
