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1、 第三章 空气和废气监测第一节 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 400720 3030 40（三）采样站(点)布设方法1. 功能区布点法2. 网格布点法3. 同心圆布点法4.扇形布点法表3.4 WHO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
2、向、风速100221111100 400552222400 80088434280010105453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3.5 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l采样频率系指在一个时段内的采样次数。l采样时间指每次采样从开始到结束所经历 的时间。l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3.6 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
3、0.5 h， 每月1416 d，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240.5 h， 每月56 d，每年12个月 灰尘自然沉降量每月采样302 d，每年12个月硫酸盐化速率每月采样302 d，每年12个月表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18 h的采样时间TSP、PM10、B(a)P
4、、Pb日平均每日至少有12 h的采样时间SO2、NOx、NO2、CO、O31小时平均每小时至少有45 min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15 d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12 h的采样时间1小时平均每小时至少有45 min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）
5、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（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。吸附型填充柱，分配型填充柱，反应型填充柱。颗粒状填充剂颗粒状填充剂抽气泵抽气泵 组分组分 空气空气图图3.8 3.8 填充柱阻留法示意图填充柱阻留法示意图（三）滤料阻留法图图3.9 3.9 颗粒物采样夹和滤料采样装置示意图颗粒物采样夹和滤料采样装置示意图（四）低温冷凝法（四）低温冷凝法图图3.10 3.10 低温冷凝采样装置示意图低温
6、冷凝采样装置示意图（五）静电沉降法（五）静电沉降法（六）扩散（六）扩散( (或渗透或渗透) )法法（七）自然积集法（七）自然积集法（八）综合采样法（八）综合采样法图图3.11 3.11 标准集尘器示意图标准集尘器示意图图图3.12 3.12 干法采样集尘器示意图干法采样集尘器示意图1. 1. 降尘试样采集降尘试样采集2. 2. 硫酸盐化速率试样的采集硫酸盐化速率试样的采集三、采样仪器（一）组成部分（一）组成部分收集器，流量计，采样动力。收集器，流量计，采样动力。图图3.13 3.13 几种常用的流量计示意图几种常用的流量计示意图皂膜流量计皂膜流量计孔口流量计 1.隔板；2.液柱；3.支架转子流
7、量计 1.锥形玻璃管；2.转子图图3.14 3.14 携带式采样器工作原理示意图携带式采样器工作原理示意图（二）专用采样器1. 空气采样器收集器收集器流量计流量计采样泵采样泵定时器定时器图图3.15 3.15 大气采样器实物照片大气采样器实物照片2. 颗粒物采样器（1）总悬浮颗粒物采 样器图图3.16 3.16 大流量采样器结构示意图大流量采样器结构示意图KC-1000KC-1000型大流量型大流量TSPTSP采样器采样器（2）可吸入颗粒物采样 器图图3.17 3.17 TSPTSP采样器实物照片采样器实物照片图图3.18 3.18 旋风分尘器原理示意图旋风分尘器原理示意图图图3.19 3.1
8、9 向心式分尘器原理示意图向心式分尘器原理示意图图图3.20 3.20 三级向心式分尘器三级向心式分尘器 原理示意图原理示意图（3 3）个体剂量器）个体剂量器图图3.21 3.21 撞击式分尘器示意图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 法绝对比较法 相对比较法（二）采集颗粒物效率的评价方法（二）采集颗粒物效率的评价方法五、采样记录l被测污染物的名称及编号；l采样地点和采样时间；l采样流量和采样体积；l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；l采样者、审核者姓名。第四节 气态和蒸气态污染 物质的测定一、二氧化硫的测定lSO2是一种无色、易溶
9、于水、有刺激性气味 的气体，能通过呼吸进入气管，对局部组织 产生刺激和腐蚀作用，是诱发支气管炎等疾 病的原因之一，特别是当它与烟尘等气溶胶 共存时，可加重对呼吸道黏膜的损害。l来源于煤和石油等燃料的燃烧、含硫矿石的 冶炼、硫酸等化工产品生产排放的废气。l测定方法：分光光度法、恒电流库仑滴定法 。二氧化硫采样及样品保存二氧化硫采样及样品保存1.短时间采样：根据空气中二氧化硫浓度的高低， 采用内装10mL吸收液的U形多孔玻板吸收管，以O.5L min的流量采样。采样时吸收液温度的最佳范围在23 29。2.24h连续采样：用内装50mL吸收液的多孔玻板吸 收瓶，以0.20.3Lmin的流量连续采样2
10、4h。吸收液 温度须保持在2329范围。3.放置在室(亭)内的24h连续采样器，进气口应连接 符合要求的空气质量集中采样管路系统，以减少二氧 化硫气样进入吸收器前的损失。4.样品运输和储存过程中，应避光保存。1 1、四氯汞钾溶液吸收、四氯汞钾溶液吸收- -盐酸副玫瑰苯胺分光光盐酸副玫瑰苯胺分光光 度法度法空气中的SO2被四氯汞钾溶液吸收后， 生成稳定的二氯亚硫酸盐络合物，该络合 物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， 可用分光光度法比色定量。2 2、甲醛缓冲液吸收、甲醛缓冲液吸收- -盐酸副玫瑰苯胺盐酸副玫瑰苯胺分光光度法分光光度法气样中的SO2被甲醛缓
11、冲液吸收后，生成稳 定的羟基甲基磺酸加成化合物，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，用分光光度法定量。3 3、钍试剂分光光度法、钍试剂分光光度法空气中SO2用过氧化氢溶液吸收并氧化成硫 酸。硫酸根离子与定量加入的过量高氯酸钡反 应，生成硫酸钡沉淀，剩余钡离子与钍试剂作 用生成紫红色的钍试剂-钡络合物，据其颜色深 浅，间接进行定量测定。4 4、定电位电解法、定电位电解法当气样中SO2的通过透气隔膜进入电解池后 ，在工作电极上迅速发生氧化反应，所产生的 极限扩散电流与SO2浓度成正比。二、氮氧化物的测定l空气中的氮
12、氧化物以一氧化氮、二氧化氮、 三氧化二氮、四氧化二氮、五氧化二氮等多 种形态存在，其中二氧化氮和一氧化氮是主 要存在形态，为通常所指的氮氧化物(NOx)。lNO为无色、无臭、微溶于水的气体，在空气 中易被氧化成NO2。NO2为棕红色具有强刺 激性臭味的气体，毒性比NO高4倍，是引起 支气管炎、肺损害等疾病的有害物质。l测定方法：盐酸萘乙二胺分光光度法、原电 池库仑法。1 1、盐酸萘乙二胺分光光度法、盐酸萘乙二胺分光光度法用冰乙酸、对氨基苯磺酸和盐酸萘乙二胺 配成与吸收液采样，空气中NO2的被吸收转变成 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氢化反应，然后再与盐 酸萘乙二
13、胺偶合，生成玫瑰红色偶氮染料，其 颜色深浅与气样中NO2的浓度成正比，用分光光 度法比色定量。（1 1）酸性高锰酸钾溶液氧化法）酸性高锰酸钾溶液氧化法空气中NO2被串联的第一支吸收瓶中吸收液 吸收生成偶氮染料，空气中NO的不与吸收液反 应，通过氧化管被氧化为NO2后，被串联的第二 支吸收瓶中的吸收液吸收生成粉红色的偶氮染 料，分别于波长540-545nm之间处测量其吸光度 ，用分光光度法比色定量。（2 2）三氧化铬）三氧化铬- -石英砂氧化法石英砂氧化法空气中氮氧化物经过三氧化铬-石英砂氧化 管后，以二氧化氮的形式与吸收液中的对氨基 磺酸进行重氮化反应，再与盐酸萘乙二胺偶合 ，生成粉红色的偶氮
14、染料，分别于波长540- 545nm之间处测量其吸光度，用分光光度法比色 定量。图图3.22 3.22 空气中空气中NONO2 2、NONO、和和NONOx x采样流程示意图采样流程示意图图图3.23 3.23 原电池库仑法测定原电池库仑法测定NONOx x原理示意图原理示意图2、原电池库仑法气样中的NO2进入库仑池与电解液中的I-反 应，将其氧化为I2，而生成的I2又立即在铂网阴 极上还原为I- ，便产生微小电流。如果电流效 率达100%，则在一定条件下，微电流大小与气 样中NO2浓度成正比，故可根据法拉第电解定律 将产生的电流换算成NO2的浓度。图图3.24 3.24 原电池库仑法原电池库
15、仑法NONOx x监测仪气路示意图监测仪气路示意图三、一氧化碳的测定l一氧化碳(CO)是空气中主要污染物之一，它主 要来自石油、煤炭燃烧不充分的产物和汽车排气 。lCO是一种无色、无味的有毒气体，燃烧时呈淡 蓝色火焰。它容易与人体血液中的血红蛋白结合 ，形成碳氧血红蛋白，使血液输送氧的能力降低 ，造成缺氧症。l测定方法：气相色谱法(GC)、汞置换法。一氧化碳的测定1、气相色谱法空气中的CO、CO2和甲烷经TDX-01碳分子筛 柱分离后，于氢气流中在镍催化剂作用下，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，由其峰高确定其浓 度。（一）气相色谱法（GC ）图图
16、3.25 3.25 色谱法测定色谱法测定COCO流程示意图流程示意图一氧化碳的测定一氧化碳的测定2、汞置换法气样中的CO与活性氧化汞在180 200 发生反应,置换出汞蒸气,带入冷原子吸收测汞 仪测定汞的含量,再换算成CO的浓度.尘埃、水蒸气、二氧化硫、丙酮、甲醛、乙烯、 乙炔等干扰物质通过灰尘过滤器、活性炭管、 分子筛管及硫酸亚汞硅胶管等净化装置除去。（二）汞置换法图图3.26 3.26 汞置换法汞置换法COCO测定仪工作流程示意图测定仪工作流程示意图四、光化学氧化剂的测定l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
