北京科技大学环境监测专业选修课课件 杨敏 chapter3

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
表3.2 空气污染常规监测项目 类 别 空 气 污 染 物 监 测 空 气 降 水 监 测 必测项目 TSP、SO2、 NOx、硫酸盐 化速率、灰尘 自然沉降量 按地方情况增加的必 测项目 选测项目
图3.20 三级向心式分尘器 原理示意图
图3.21 撞击式分尘器示意图
（3）个体剂量器
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
c1 K 100% c0
c1 K 100% c1 c2 c3
（二）采集颗粒物效率的评价方法
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。
1. 降尘试样采集
图3.11 标准集尘器示意图
图3.12 干法采样集尘器示意图
2. 硫酸盐化速率试样的采集 （八）综合采样法
三、采样仪器
（一）组成部分 收集器，流量计，采样动力。
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3.13 几种常用的流量计示意图
（二）专用采样器
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 ≤100 100 ～ 400 400 ～ 800 >800 可吸入颗粒物 2 5 8 10 SO2 2 5 8 10 NOx 1 2 4 5 氧化剂 1 2 3 4 CO 1 2 4 5 风向、风速 1 2 2 3
（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
六、氟化物的测定
第三章
空气和废气监测
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 第八节
空气污染基本知识 空气污染监测方案的制订 空气样品的采集方法和采样仪器 气态和蒸气态污染物质的测定 颗粒物的测定 降水监测 污染源监测 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
氮78.06%
对人类有影响的： 距地面10km
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
二氧化硫 二氧化氮 (或氮氧化物)
采样时间和频率
隔日采样，每天连续采样24±0.5 h， 每月14～16 d，每年12个月 同二氧化硫
总悬浮颗粒物
灰尘自然沉降量 硫酸盐化速率
隔双日采样，每天连续采样24±0.5 h， 每月5～6 d，每年12个月
数据有效性规定
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 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 每日至少有18 h的采样时间 每日至少有12 h的采样时间 每小时至少有45 min的采样时间 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
测定方法：气相色谱法(GC)、汞臵换法。
（一）气相色谱法（GC）
图3.25 色谱法测定CO流程示意图
（二）汞臵换法
图3.26 汞臵换法CO测定仪工作流程示意图
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。
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。
（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 空气
﹡﹡﹡﹡﹡﹡
。。。。。。。 组分
抽气泵
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臵示意图
（四）低温冷凝法
（五）静电沉降法
图3.10 低温冷凝采样装臵示意图
（六）扩散(或渗透)法 （七）自然积集法
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3.4 采气管示意图 图3.6 真空采气瓶抽真空装臵示意图
图3.5 真空采气瓶示意图
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
CS2、Cl2、氯化氢、硫酸雾、 CO、总氧化剂、总 HCN、NH3、Hg、Be、铬酸 烃、PM10、F2、HF、 雾、非甲烷烃、芳香烃、苯 B(a)P、Pb、H2S、光 乙烯、酚、甲醛、甲基对硫 化学氧化剂 磷、异氰酸甲酯等 K+、Na+、Ca2+、 Mg2+、NH4+、 SO42－、NO3－、Cl－
氧20.95%
氩0.ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ3%
地球 半径
大气 厚度
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
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。
图片来源：国家地理杂志
空气污染对人体健康的危害
1. 大气颗粒物
2. 二氧化硫
测定方法：盐酸萘乙二胺分光光度法、原电池 库仑法。
原电池库仑法测定NOx原理示意图
三、一氧化碳的测定
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。 CO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。
cV 22.4 cm M
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、氮氧化物的测定
空气中的氮氧化物以一氧化氮、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)。
NO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。
3. 一氧化碳 4. 氮氧化物 5. 光化学氧化剂
颗粒物的大小决定其沉 积于呼吸道中的位臵；化学 组成决定沉积位臵上对组织 损害肝脏。且由于SO2 的影响。 通常与多种污染物共存， 吸入之后产生的复合作用 所有大气污染物中散布 危害更大。 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 臭氧对鼻子、咽喉、肺 气管炎等疾病，若与SO2共 等呼吸器官有刺激作用，运 存，则危害更重。 动时则吸入更严重。
pH、电导率
四、监测站(点)的布设
（一）布设采样站(点)的原则和要求 （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臵数目
市区人口/万人 <50 50～100 100 ～ 200 200 ～ 400 >400 SO2、NOx、TSP 3 4 5 6 7 灰尘自然沉降量 ≥3 4～8 8 ～ 11 12 ～ 20 20 ～ 30 硫酸盐化速率 ≥6 6 ～ 12 12 ～ 18 18 ～ 30 30 ～ 40
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臵与气象条件的关系
大气稳定度 不稳定 最大浓度出现位臵(相当于烟囱高度的倍数) 5 ～ 10
中性
稳定
20左右
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。
每月采样30±2 d，每年12个月 每月采样30±2 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
SO2、NOx、NO2 TSP、PM10、Pb SO2、NOx、NO2、CO TSP、PM10、B(a)P、Pb SO2、NOx、NO2、CO、O3 Pb
取值时间
年平均 年平均 日平均 日平均 1小时平均 季平均
第四节
气态和蒸气态污染 物质的测定
一、二氧化硫的测定
SO2是一种无色、易溶于水、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。 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。 测定方法：分光光度法