第三章空氣和廢氣監(jiān)測-環(huán)境監(jiān)測-教學(xué)課件

第三章

空氣和廢氣監(jiān)測第一節(jié)空氣污染基本知識第二節(jié)空氣污染監(jiān)測方案的制定第三節(jié)空氣樣品的采集方法和采樣儀器第四節(jié)氣態(tài)和蒸汽態(tài)污染物質(zhì)的測定第五節(jié)顆粒物的測定第六節(jié)降水監(jiān)測第七節(jié)污染源監(jiān)測第八節(jié)標(biāo)準(zhǔn)氣體的配制第三章

空氣和廢氣監(jiān)測第一節(jié)空氣污染基本知識1一、大氣、空氣和空氣污染大氣：包圍在地球周圍的氣體，其厚度達(dá)1000-1400km。在地球形成的漫長的曲折的演化過程中大氣的結(jié)構(gòu)和成分也發(fā)生了很大的變化。空氣：對人類及生物生存起重要作用的是近地面約10km內(nèi)的氣體層（對流層），占大氣總質(zhì)量的95%左右。一般來說，其范圍比大氣范圍要小得多，且多指供人類呼吸用的室內(nèi)的空氣質(zhì)量。在環(huán)境污染領(lǐng)域，二者一般不予區(qū)分。清潔干燥的空氣主要組分是氮78.6%，氧20.95%，氬0.93%。這三種氣體的體積和約占總體積的99.94%。一、大氣、空氣和空氣污染大氣：包圍在地球周圍的氣體，其厚度達(dá)2對人類有影響的：距地面10km地球半徑大氣厚度氮78.06%氧20.95%氬0.93%其他氣體<0.1%有害物質(zhì)：煙塵、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、碳?xì)浠衔锏葘θ祟愑杏绊懙模壕嗟孛?0km地球半徑大氣厚度氮78.06%31.大氣的組成：大氣的組成極為復(fù)雜，自然狀態(tài)下的大氣由干潔空氣，水氣，懸浮微粒（氣溶膠）組成。按照各組分在大氣中的停留時間長短一般分為三大類：

永久氣體：氮氣及惰性氣體大氣的組成可變組分：CO2，CH4，H2，N2O，O3，O2

強可變組分：H2O，CO，NOX，NH3，SO2，H2S，HC，顆粒物由上述可知大氣組分很多，但主要組分是N2，O2，Ar，CO2這四種氣體占大氣總質(zhì)量的99.99%以上。1.大氣的組成：大氣的組成極為復(fù)雜，自然狀態(tài)下的大氣由干潔空42.大氣圈的結(jié)構(gòu)：為了方便研究大氣圈的結(jié)構(gòu)，在界氣象組織規(guī)定，按大氣溫度在垂直地面（下墊面）方向上的分布情況，將大氣圈分為五層：對流層：從地面起0-18km

平流層：從地面起18-55km

大氣圈結(jié)構(gòu)中間層：從地面起55-85km

暖層（電離層）：從地面起85-800km

散逸層：從地面起＞800km與地球生物圈關(guān)系密切的是對流層和平流層。對流層緊貼地球表面，由于地球的引力作用，和大氣的壓縮性使得大氣質(zhì)量的50%集中在離地面5.5km以下，75%集中在10km以下，90%集中在30km以下。2.大氣圈的結(jié)構(gòu)：為了方便研究大氣圈的結(jié)構(gòu)，在界氣象組織規(guī)定53.對流層的主要特點（1）、溫度隨高度降低，每升高100m降0.65度，但當(dāng)出現(xiàn)逆溫現(xiàn)象時情況相反。逆溫層大氣穩(wěn)定，阻礙氣溫垂直運動，極易造成大氣污染如倫敦，多諾拉，落杉磯煙霧事件。（2）、大氣有強烈的對流和湍流運動。由于3/4的大氣質(zhì)量很幾乎全部的水氣都集中在對流層，所以主要的、天氣現(xiàn)象和化學(xué)污染物的產(chǎn)生和變化都發(fā)生在這一層。（3）、對流層的厚度隨緯度和季節(jié)變化，且溫度和溫度的水平分布不均勻。

近地層：從地面起0-100m

邊界（摩擦）層：0.1-2km對流層自由層：2-18km

3.對流層的主要特點64.平流層特點：溫度先是隨溫度的升高而不變從30-35km起溫度急劇升高，因為這里集中著大量的臭氧層，它的強烈光化學(xué)變化使溫度急劇升高。臭氧層與地球的生物圈息息相關(guān)。空氣污染(atmospherepollution)：大氣中有害物質(zhì)濃度超過環(huán)境所能允許的極限并持續(xù)一定時間后，會改變大氣特別是空氣的正常組成，破壞自然的物理、化學(xué)和生態(tài)平衡體系，從而危害人們的生活、工作和健康，損害自然資源及財產(chǎn)、器物等，這種情況稱為空氣污染。4.平流層特點：溫度先是隨溫度的升高而不變從30-35km起7第三章空氣和廢氣監(jiān)測--環(huán)境監(jiān)測-教學(xué)課件8第三章空氣和廢氣監(jiān)測--環(huán)境監(jiān)測-教學(xué)課件9第三章空氣和廢氣監(jiān)測--環(huán)境監(jiān)測-教學(xué)課件10第三章空氣和廢氣監(jiān)測--環(huán)境監(jiān)測-教學(xué)課件11二、空氣污染的危害（1）、對人的危害

a.急性危害b.慢性危害c.放射性慢性危害－癌變，遺傳變異（2）、對動植物的危害

（3）、對材料的損壞（4）、對大氣的影響二、空氣污染的危害（1）、對人的危害12三、空氣污染源三、空氣污染源13第三章空氣和廢氣監(jiān)測--環(huán)境監(jiān)測-教學(xué)課件14第三章空氣和廢氣監(jiān)測--環(huán)境監(jiān)測-教學(xué)課件15室內(nèi)空氣污染來源有：化學(xué)建材和裝飾材料中的油漆；膠合板、內(nèi)墻涂料、刨花板中含有的揮發(fā)性的有機物，如甲醛、苯、甲苯、氯仿等有毒物質(zhì)；大理石、地磚、瓷磚中的放射性物質(zhì)的排放（氡氣及其子體）；烹飪、吸煙等室內(nèi)燃燒所產(chǎn)生的油、煙污染物質(zhì)；人群密集且通風(fēng)不良的封閉室內(nèi)CO2過高；空氣中的霉菌、真菌和病毒等。室內(nèi)空氣污染源室內(nèi)空氣污染來源有：化學(xué)建材和裝飾材料中的油漆；膠合板、內(nèi)墻161.室內(nèi)空氣污染的分類（1）化學(xué)性污染：如甲醛、總揮發(fā)有機物（TVOC）、O3、NH3、CO、CO2、SO2、NO2等；（2）物理性污染：溫度、相對濕度、通風(fēng)率、新風(fēng)量；PM10、電磁輻射等；（3）生物性污染：霉菌、真菌、細(xì)菌、病毒等；（4）放射性污染：氡氣及其子體。2.室內(nèi)空氣的質(zhì)量表征（1）有毒、有害污染因子指標(biāo)：在標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了最高允許量。（2）舒適性指標(biāo)：包括室內(nèi)溫度、濕度、大氣壓、新風(fēng)量等，它屬主觀性指標(biāo)，與季節(jié)（夏季和冬季室內(nèi)溫度控制不一樣）、人群生活習(xí)慣等有關(guān)。1.室內(nèi)空氣污染的分類17四、空氣中的污染物及其存在狀態(tài)四、空氣中的污染物及其存在狀態(tài)18一次污染物常見的有二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、碳?xì)浠衔?、顆粒性物質(zhì)等。二次污染物(secondarypollutant)常見的有：硫酸鹽、硝酸鹽、臭氧、醛類、過氧乙酰硝酸酯（PAN）等。一次污染物常見的有二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、碳?xì)浠衔铩?9大氣中的污染物質(zhì)的存在狀態(tài)是由其自身的理化性質(zhì)及形成過程決定的，氣象條件也起一定的作用。一般將它們分為分子狀態(tài)污染物、粒子狀態(tài)污染物兩類。1、分子狀污染物沸點低，氣體分子形式存在，并以分子狀態(tài)進(jìn)入大氣，或者常溫下液體，但揮發(fā)性強，受熱時易以蒸汽進(jìn)入大氣中。如：SO2,CO,NO2,HCN,苯,汞,NH3,H2S,Pb,Cd,氟化物等。根據(jù)化學(xué)形態(tài)，可將其分為五類：a.含硫化合物：SO2、H2S；SO3、硫酸、硫酸鹽；b.含氮化合物：NO、NO2、NH3；硝酸、硝酸鹽；c.碳?xì)浠衔铮篊1-C5化合物；醛、酮、PAN；d.碳氧化合物：CO、CO2；e.鹵素化合物：HF、HCl。大氣中的污染物質(zhì)的存在狀態(tài)是由其自身的理化性質(zhì)及形成過程決定202、粒子狀態(tài)污染物：即顆粒物(particle)，是分散在大氣中的微小液體和固體顆粒，粒徑多在0.01-100μm之間，是一個復(fù)雜的非均勻體系。通常根據(jù)顆粒物在重力作用下的沉降特性將其分為降塵和飄塵。降塵：粒徑大于10μm的顆粒，如水泥粉塵、金屬粉塵、飛塵等一般顆粒大，比重也大，在重力作用下，易沉降，危害范圍較小。飄塵：粒徑小于10μm的粒子，粒徑小，比重也小，可長期漂浮在大氣中，具有膠體性質(zhì)，又稱氣溶膠(aerosol)。易隨呼吸進(jìn)入人體，危害健康，因此也稱可吸入顆粒物（IP或PM10）。通常所說的煙(Smoke)（粒徑一般在0.01-1μm之間）、霧(Fog)（粒徑小于10μm）、灰塵(Dust)均是用來描述飄塵存在形式的?？倯腋☆w粒物（TSP）：是粒徑小于100μm的顆粒物的總稱。2、粒子狀態(tài)污染物：21五、空氣污染物的時空分布特點（1）、大氣污染值隨時間而變化。污染物的濃度和排放規(guī)律隨（氣象條件）季節(jié)和時間的不同而變化。（2）、大氣污染隨空間而變化。如一個點源（如煙囪）排放的污染物因受氣象（排放）規(guī)律的影響，在源周圍不同地點其空間濃度差別很大。

五、空氣污染物的時空分布特點（1）、大氣污染值隨時間而變化。22六、空氣中污染物的濃度表示方法（一）單位體積質(zhì)量濃度單位體積質(zhì)量濃度是指單位體積空氣中所含污染物的質(zhì)量數(shù)，常用mg/m3或μg/m3表示。這種表示方法對任何狀態(tài)的污染物都適用。（二）體積比濃度體積比濃度劃指100萬體積空氣中含污染氣體或蒸氣的體積數(shù)，常用mL/m3和μL/m3表示。顯然這種表示方法僅適用于氣態(tài)或蒸氣物質(zhì)，它不受空氣溫度和壓力變化的影響。六、空氣中污染物的濃度表示方法（一）單位體積質(zhì)量濃度23一、監(jiān)測目的1.通過對大氣環(huán)境中主要污染物質(zhì)進(jìn)行定期或連續(xù)地監(jiān)測，判斷大氣質(zhì)量是否符合國家制訂的大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，并為編寫大氣環(huán)境質(zhì)量狀況評價報告提供數(shù)據(jù)。2.為研究大氣質(zhì)量的變化規(guī)律和發(fā)展趨勢，開展大氣污染的預(yù)測預(yù)報工作提供依據(jù)。3.為政府部門執(zhí)行有關(guān)環(huán)境保護(hù)法規(guī)，開展環(huán)境質(zhì)量管理，環(huán)境科學(xué)研究及修訂大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)提供基礎(chǔ)資料和依據(jù)。一、監(jiān)測目的24二、有關(guān)資料的收集(一)污染源分布及排放情況(二）氣象資料(三)地形資料(四)土地利用和功能分區(qū)情況(五)人口分布及人群健康情況(六)監(jiān)測區(qū)域以往的大氣監(jiān)測資料：供參考。二、有關(guān)資料的收集25三、監(jiān)測項目類別必測項目按地方情況增加的必測項目選測項目空氣污染物監(jiān)測TSP、SO2、NO2（或NOx）、硫酸鹽化速率、灰塵自然降塵量CO、總氧化劑、總烴、PM10、F2、HF、B（a）P、Pb、H2S、光化學(xué)氧化劑CS2、Cl2、氯化氫、硫酸霧、HCN、NH3、Hg、Be、鉻酸霧、氟化物、非甲烷烴、芳香烴、苯乙烯、酚、甲醛、甲基對硫磷、異氰酸甲酯等空氣降水監(jiān)測pH值、電導(dǎo)率K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH4+、SO42-、NO3-、Cl-三、監(jiān)測項目類別必測項目按地方情況增加的必測項目選測項目空氣26四、監(jiān)測網(wǎng)點的布設(shè)（一）布設(shè)采樣點的原則和要求

四、監(jiān)測網(wǎng)點的布設(shè)（一）布設(shè)采樣點的原則和要求27（二）采樣點的數(shù)目（二）采樣點的數(shù)目28（三）布點方法1、功能區(qū)布點法

適用于區(qū)域性常規(guī)監(jiān)測。方法是：先將區(qū)域按工業(yè)區(qū)﹑居民區(qū)﹑商業(yè)區(qū)﹑交通樞紐區(qū)﹑文教﹑公園區(qū)劃分成若干“功能區(qū)”，再按工業(yè)污染區(qū)﹑人口密集區(qū)﹑下風(fēng)向多布點，其它功能區(qū)，上風(fēng)向少布點原則進(jìn)行布點。2、網(wǎng)格布點法適合于多個污染源，且分布較均勻的區(qū)域。方法是：在地圖上先將監(jiān)測區(qū)域按1×或2×km2劃分成方格，方格的中心或縱橫線交點即為測點。說明：下風(fēng)向的采樣點總數(shù)為60﹪。（三）布點方法1、功能區(qū)布點法293、同心圓布點法適合于污染源群且重大污染源集中的情況。4、扇形布點法說明：先找出污染源中心，在區(qū)域圖上以此為圓心，按污染源實際情況，畫出若干同心圓。以與射線交點為測點。點源適合于弧形源（高架點源）的情況。且主導(dǎo)風(fēng)向明顯的地區(qū)。上風(fēng)向應(yīng)設(shè)對照點。

說明：a.扇形夾角多為45°亦可60°但一定＜90°b.相鄰點間夾角：10－20°c.圖中弧形不宜等距離間分，最大濃度出現(xiàn)最大值后，指數(shù)規(guī)律遞減。3、同心圓布點法說明：先找出污染源中心，在區(qū)域圖上以此為圓心30五．采樣時間和頻率采樣時間－－又叫采樣時段。即每次采樣從開始到結(jié)束所用的時間。采樣頻率－－指一定時間范圍內(nèi)的采樣次數(shù)。采樣頻率設(shè)置原則：必須結(jié)合氣象條件變化，使之能包括氣樣的高、中、低濃度出現(xiàn)的時間。日平均濃度：每隔2—4h采樣測定一次。

一般原則是月平均濃度：隔日按日平均濃度頻率采樣測定。年平均濃度：1次/月，3—5d/次，每天按日均濃度頻率。五．采樣時間和頻率采樣時間－－又叫采樣時段。即每次采樣從開始31六、采樣方法和儀器

根據(jù)大氣污染物的存在狀態(tài)、濃度、物理化學(xué)性質(zhì)及監(jiān)測方法的不同，要求選用不同的采樣方法和儀器。

七、監(jiān)測方法和質(zhì)量保證

在大氣污染監(jiān)測中,目前應(yīng)用最多的方法是分光光度法和氣相色譜法。為獲得準(zhǔn)確和具有可比性的監(jiān)測結(jié)果，監(jiān)測方法應(yīng)盡量統(tǒng)一和規(guī)范化。我國根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）推薦的方法，結(jié)合自己的國情，于1990年出版了《空氣和廢氣監(jiān)測方法》一書，提出了80個監(jiān)測項目，150多種監(jiān)測方法，并將這些方法分為國標(biāo)、推薦和試行三類，是我國目前進(jìn)行大氣污染監(jiān)測的統(tǒng)一方法。

監(jiān)測過程的質(zhì)量保證程序、方法和措施參閱第九章。六、采樣方法和儀器

根據(jù)大氣污染物的32一、直接采樣法

適用于大氣中被測組分濃度較高或監(jiān)測方法靈敏度高的情況，這時不必濃縮，只需用儀器直接采集少量樣品進(jìn)行分析測定即可。此法測得的結(jié)果為瞬時濃度或短時間內(nèi)的平均濃度。常用容器有注射器、塑料袋、采氣管、真空瓶等。①被測組分濃度高②分析方法靈敏度高一、直接采樣法適用于大氣中被測組分濃度較高331、注射器采樣：2、塑料袋采樣

1、注射器采樣：343、采氣管采樣：4、真空瓶采樣：真空瓶是一種具有活塞的耐壓玻璃瓶，容積一般為500-1000mL。采樣前，先用抽真空裝置把采氣瓶內(nèi)氣體抽走，使瓶內(nèi)真空度達(dá)到1.33KPa，之后，便可打開旋塞采樣，采完即關(guān)閉旋塞，則采樣體積即為真空瓶體積。

3、采氣管采樣：35二、富集（濃縮）采樣法富集（濃縮）采樣法：是使大量的樣氣通過吸收液或固體吸收劑得到吸收或阻留，使原來濃度較小的污染物質(zhì)得到濃縮，以利于分析測定。適用于大氣中污染物質(zhì)濃度較低（ppm-ppb）的情況。采樣時間一般較長，測得結(jié)果可代表采樣時段的平均濃度，更能反映大氣污染的真實情況。①被測組分濃度不夠高②分析方法靈敏度不夠高具體采樣方法包括溶液吸收法、固體阻留法、液體冷凝法、自然積集法等。二、富集（濃縮）采樣法富集（濃縮）采樣法：是使大量的樣氣通過36(一)溶液吸收法

吸收液的選擇原則：與被采集的物質(zhì)發(fā)生不可逆化學(xué)反應(yīng)快或?qū)ζ淙芙舛却?；污染物質(zhì)被吸收液吸收后，要有足夠的穩(wěn)定時間，以滿足分析測定所需時間的要求；污染物質(zhì)被吸收后，應(yīng)有利于下一步分析測定，最好能直接用于測定；吸收液毒性小，價格低，易于購買，并盡可能回收利用。(一)溶液吸收法吸收液的選擇原則：37第三章空氣和廢氣監(jiān)測--環(huán)境監(jiān)測-教學(xué)課件38(二)填充柱阻留法(固體阻留法)

填充柱是用一根6-10cm長,內(nèi)徑3-5mm的玻璃管或塑料管,內(nèi)裝顆粒狀填充劑制成。采樣時，讓氣樣以一定流速通過填充柱，則欲測組分因吸附、溶解或化學(xué)反應(yīng)而被阻留在填充劑上，達(dá)到濃縮采樣的目的。采樣后，通過加熱解吸，吹氣或溶劑洗脫，使被測組分從填充劑上釋放出來測定。根據(jù)填充劑阻留作用的原理?？煞譃槲叫?、分配型和反應(yīng)型三種類型。

(二)填充柱阻留法(固體阻留法)填充柱是用一根39固體阻留法。。。。。。。顆粒狀填充劑抽氣泵﹡﹡﹡﹡﹡﹡組分

空氣填充柱阻留法示意圖A、填充柱阻留法固體阻留法。。。。。。。顆粒狀填充劑抽氣泵﹡﹡﹡﹡﹡40阻留法優(yōu)點：①用固體采樣管可以長時間采樣，測得大氣中日平均或一段時間內(nèi)的平均濃度值；溶液吸收法則由于液體在采樣過程中會蒸發(fā)，采樣時間不宜過長；②只要選擇合適的固體填充劑，對氣態(tài)、蒸氣態(tài)和氣溶膠態(tài)物質(zhì)都有較高的富集效率，而溶液吸收法一般對氣溶膠吸收效率要差些；③濃縮在固體填充柱上的待測物質(zhì)比在吸收液中穩(wěn)定時間要長，有時可放置幾天或幾周也不發(fā)生變化。所以，固體阻留法是大氣污染監(jiān)測中具有廣闊發(fā)展前景的富集方法。

阻留法優(yōu)點：41（三）濾料阻留法

將過濾材料（濾紙、濾膜等）放在采樣夾上，用抽氣裝置抽氣，則空氣中的顆粒物被阻留在過濾材料上，稱量過濾材料上富集的顆粒物質(zhì)量，根據(jù)采樣體積，即可計算出空氣中顆粒物的濃度。常用濾料：纖維狀濾料：如定量濾紙、玻璃纖維濾膜（紙）、氯乙烯濾膜等；篩孔狀濾料：如微孔濾膜、核孔濾膜、銀薄膜等。各種濾料由不同的材料制成，性能不同，適用的氣體范圍也不同。

（三）濾料阻留法將過濾材料（濾紙、濾膜等）放在采樣夾上，用42濾料阻留法顆粒物采樣夾和濾料采樣裝置示意圖濾料阻留法顆粒物采樣夾和濾料采樣裝置示意圖43（四）低溫冷凝法

是借致冷劑的致冷作用使空氣中某些低沸點氣態(tài)物質(zhì)被冷凝成液態(tài)物質(zhì)，以達(dá)到濃縮的目的。優(yōu)點：效果好、采樣量大、利于組分穩(wěn)定儀器:冷阱，選擇性過濾器，濃縮管，半導(dǎo)體制冷器。應(yīng)用范圍：常溫下難于被固體吸附劑完全阻留的一些低沸點氣態(tài)化合物，所以用制冷劑將其冷凝下來。eg：苯乙烯，三氯乙醛等。（四）低溫冷凝法是借致冷劑的致冷作用使空氣中某些低沸點氣態(tài)44（五）靜電沉降法

空氣樣品通過12000-20000V電場時，氣體分子電離，所產(chǎn)生的離子附著在氣溶膠顆粒上，使顆粒帶電，并在電場的作用下沉降到收集極上，然后將收集極表面的沉降物洗下，供分析用，這種方法不能用于易燃、易爆的場合。（六）擴(kuò)散（或滲透）法

該方法用在個體采樣器中，采集氣態(tài)和蒸汽態(tài)有害物質(zhì)。采樣時不需要抽氣動力，而是利用被測污染物質(zhì)分子自身擴(kuò)散或滲透到達(dá)吸收層（吸收劑、吸附劑或反應(yīng)性材料）被吸附或吸收，又稱無動力采樣法。這種采樣器體積小輕便，可以佩戴在人身上，跟蹤人的活動，用作人體接觸有害物質(zhì)量的監(jiān)測。（五）靜電沉降法空氣樣品通過12045（七）自然積集法

利用物質(zhì)的自然重力、空氣動力和濃差擴(kuò)散作用采集大氣中的被測物質(zhì)，如自然降塵量、硫酸鹽化速率、氟化物等大氣樣品的采集。

優(yōu)點：不需動力設(shè)備，簡單易行，且采樣時間長，測定結(jié)果能較好反映大氣污染情況。1、降塵試樣采集2、硫酸鹽化速率試樣的采集（七）自然積集法利用物質(zhì)的自然重力、空氣動力和濃差擴(kuò)散作用46三、采樣儀器（一）組成部分：用于大氣采樣的儀器主要由收集器、流量計和采樣動力三部分組成。1、收集器：如大氣吸收管（瓶）、填充柱、濾料采樣夾、低溫冷凝采樣管等。2、流量計：是測量氣體流量的儀器，流量是計算采集氣樣體積必知的參數(shù)。當(dāng)用抽氣泵作抽氣動力時，通過流量計的讀數(shù)和采樣時間可以計算所采空氣的體積。常用的流量計有：皂膜流量計、孔口流量計、轉(zhuǎn)子流量計和限流孔。均需定期校正。

三、采樣儀器（一）組成部分：用于大氣采樣的儀器主要由收集器、473、采樣動力：應(yīng)根據(jù)所需采樣流量、采樣體積、所用收集器及采樣點的條件進(jìn)行選擇。一般要求抽氣動力的流量范圍較大，抽氣穩(wěn)定，造價低，噪聲小，便于攜帶和維修。1）非電源抽氣動力2)電力抽氣動力

3、采樣動力：應(yīng)根據(jù)所需采樣流量、采樣體積、所用收集器及采樣48(二)專用采樣器1、空氣采樣器用于采集空氣中氣態(tài)和蒸汽態(tài)物質(zhì)，采樣流量為0.5-2.0L/min，一般可用交直流兩種電源供電。(二)專用采樣器49大氣采樣器實物照片大氣采樣器實物照片502、顆粒物采樣器1）總懸浮顆粒物采樣器：這種采樣器按其采氣流量的大小分為大流量（1.1-1.7m3/min）和中流量（50-150L/min）和小流量（10-15L/min）三種類型。2、顆粒物采樣器51

總懸浮顆粒物采樣器大流量采樣器結(jié)構(gòu)示意圖

總懸浮顆粒物采樣器大流量采樣器結(jié)構(gòu)示意圖522、可吸入顆粒物采樣器：采集可吸入顆粒物（PM10）廣泛使用大流量采樣器。在連續(xù)自動監(jiān)測儀器中，可采用靜電捕集法、β射線吸收法或光散射法直接測定PM10濃度。但不論那種采樣器都裝有分離粒徑大于10μm顆粒物的裝置（稱為分塵器或切割器）。分塵器有旋風(fēng)式、向心式、撞擊式等多種。2、可吸入顆粒物采樣器：采集可吸入顆粒物（PM10）廣泛使用53可吸入顆粒物采樣器TSP采樣器實物照片旋風(fēng)分塵器原理示意圖可吸入顆粒物采樣器TSP采樣器實物照片旋風(fēng)分塵器原54四、采樣效率指在規(guī)定的采樣條件（如采樣流量、污染物濃度范圍、采樣時間等）下，所采集到的污染物量占其總量的百分?jǐn)?shù)。評價方法一般與污染物在空氣中的狀態(tài)有很大關(guān)系,不同的存在狀態(tài)有不同的評價方法。五、采樣記錄

內(nèi)容有：所采集樣品被測污染物的名稱及編號；采樣地點和采樣時間；采樣流量；采樣體積及采樣時的溫度和大氣壓力；采樣儀器，吸收液及采樣時天氣狀況及周圍情況；采樣者、審核者姓名等。四、采樣效率55一、二氧化硫（SO2）的測定（一）概述：SO2是空氣中主要污染物之一。其污染源是煤和石油等含硫燃料的燃燒、含硫礦物的冶煉、含硫化工的生產(chǎn)及應(yīng)用等所排放的廢氣。SO2

是大氣主要污染物之一,為大氣環(huán)境污染例行監(jiān)測的必測項目。SO2的閾值是0.3ppm,達(dá)30-40ppm時,人會感到呼吸困難。

SO2是一種無色、易溶于水、具有刺激氣味的氣體。對人類，動物的危害，主要是經(jīng)呼吸道進(jìn)入氣管，支氣管，大部分溶于管腔水膜中，刺激氣管，誘發(fā)支氣管炎等疾病。另外，還可形成酸沉降損害植物及其它環(huán)境物質(zhì)。一、二氧化硫（SO2）的測定（一）概述：56（二）測定方法原理SO2的測定方法有分光光度法、庫侖法、紫外熒光法、火焰光度氣相色譜法、電導(dǎo)法、碘量法等。

但在實際工作中，最常用的是分光光度法。庫侖法主要用于連續(xù)自動化測定大氣中SO2。碘量法主要用于污染源（如煙氣）中SO2的測定。該方法是國內(nèi)廣泛采用的測定環(huán)境空氣中SO2的方法，具有靈敏度高，選擇性好等優(yōu)點。最低檢出濃度為0.4μg/5mL。

甲醛緩沖溶液吸收鹽酸付玫瑰苯胺法（國際）光度法中包括四氯汞鉀溶液吸收付玫瑰苯胺法（國際）釷試劑法吸收鹽酸付玫瑰苯胺法（國際）（二）測定方法原理57四氯汞鉀溶液吸收——鹽酸付玫瑰苯胺法大氣中的SO2被K2HgCl4I溶液吸收后，生成穩(wěn)定的二氯亞硫酸鹽絡(luò)合物[HgSO3Cl2]2-，再與甲醛及鹽酸付玫瑰苯胺作用，生成紫紅色絡(luò)合物，于548nm處比色定量。檢出限為0.15μg/5ml吸收液。

測定要點：

先用亞硫酸鈉（Na2SO3）標(biāo)準(zhǔn)溶液配制標(biāo)準(zhǔn)色列，在最大吸收波長處以蒸餾水為參比測定吸光度，用經(jīng)試劑空白修正后的吸光度對SO2含量繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，然后以同樣方法測定顯色后的樣品溶液，經(jīng)試劑空白修正后，按下式計算樣氣中SO2含量：

SO2(mg/m3)=W×Vt/Vn×Va

四氯汞鉀溶液吸收——鹽酸付玫瑰苯胺法58注意事項：

(1)溫度、酸度、顯色時間等因素影響顯色反應(yīng)；標(biāo)準(zhǔn)溶液和試樣溶液操作條件應(yīng)保持一致。

(2)氮氧化物（NOx）、臭氧（O3）及Mn2+、Fe3+、Cr6+等對測定有干擾。采樣后放置片刻，臭氧可自行分解；加入磷酸和乙二胺四乙酸二鈉鹽可消除或減小某些金屬離子的干擾。為避免四氯汞鉀溶液的毒性，可用甲醛緩沖溶液取代，作為吸收液，之后加入NaOH溶液，使SO2釋放，再與鹽酸副玫瑰苯胺顯色。注意事項：

(1)溫度、酸度、顯色時間等因素影響顯色反應(yīng)；標(biāo)59第三章空氣和廢氣監(jiān)測--環(huán)境監(jiān)測-教學(xué)課件60二、氮氧化物(NOx)的測定氮的氧化物有一氧化氮、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種形式。大氣中的氮氧化物主要以一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)形式存在。它們主要來源于石化燃料高溫燃燒和硝酸、化肥等生產(chǎn)排放的廢氣,以及汽車排氣。一氧化氮為無色、無臭、微溶于水的氣體，在大氣中易被氧化為NO2。NO2為棕紅色氣體，具有強刺激性臭味，是引起支氣管炎等呼吸道疾病的有害物質(zhì)。大氣中的NO和NO2可以分別測定，也可以測定二者的總量。二、氮氧化物(NOx)的測定氮的氧化物有一氧化氮、二61毒性：（1）呼吸器官：在肺泡表面的水份中成HNO3，HNO2（2）對肺組織強烈刺激和腐蝕：肺水腫（3）NO，NO2-進(jìn)入血液中，與血紅蛋白結(jié)合成高鐵血紅蛋白，引起組織缺氧（4）對中樞神經(jīng)系統(tǒng)損壞，心、腎、肝，造血組織的損壞（5）二次污染物的生成：光化學(xué)煙霧（6）其他：氮氧化物在環(huán)境中被氧化成硝酸，與硫酸一起造成酸雨危害；還是溫室氣體。毒性：62由于空氣中氮氧化物的濃度不同，所處的狀態(tài)也不同，國家制定了三個測定氮氧化物的標(biāo)準(zhǔn)。GB8969-88中氮氧化物的測定使用鹽酸萘乙二胺比色法（空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)）。該方法采樣和顯色同時進(jìn)行，操作簡便，靈敏度高。GB/T139606-92氮氧化物的測定，用于火炸藥生產(chǎn)過程中排出的硝酸尾氣中的NO、NO2。GB/T15436-1995氮氧化物的測定，即Saltzman法，用于測定環(huán)境空氣中的NOX。實際工作中常用的測定方法有鹽酸萘乙二胺分光光度法、化學(xué)發(fā)光法及恒電流庫侖滴定法。由于空氣中氮氧化物的濃度不同，所處的狀態(tài)也不同，國家制定了三63（一）鹽酸萘乙二胺分光光度法1、特點：采樣和顯色同時進(jìn)行，操作簡便，靈敏度高，是國內(nèi)外普遍采用的方法。可分別測定NO、NO2、和NOx總量。因為測定NOx或單獨測定NO時，需要將NO氧化成NO2，故依據(jù)所用氧化劑不同，分為高錳酸鉀氧化法和三氧化鉻-石英砂氧化法。兩種方法顯色、定量測定原理是相同的。當(dāng)吸收液體積為10mL采樣4-24L時，NOx（以NO2計）的最低檢出濃度為0.005mg/m3。（一）鹽酸萘乙二胺分光光度法642、原理：

用冰乙酸、對氨基苯磺酸和鹽酸萘乙二胺配成吸收液。采樣時大氣中的NOX經(jīng)氧化管后以NO2的形式被吸收，生成亞硝酸和硝酸，再與吸收液中的對氨基苯磺酸起重氮化反應(yīng)，最后與鹽酸萘乙二胺偶合，生成玫瑰紅色的偶氮化合物，其顏色深淺與氣樣中NO2濃度成正比，可用分光光度法定量。用此法最后測定的是溶液亞硝酸鹽的量，在吸收液中并不能將氣樣里的NO2氣體全部轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽，這里存在著一個轉(zhuǎn)換系數(shù)K。2、原理：653、注意事項：（1）吸收液應(yīng)為無色，宜密閉避光保存；如顯微紅色，說明已被污染，應(yīng)檢查試劑和蒸餾水的質(zhì)量。（2）三氧化鉻-石英砂氧化管適于相對濕度30％-70％條件下使用，發(fā)現(xiàn)吸濕板結(jié)或變成綠色應(yīng)立即更換。（3）空氣中O3濃度超過0.250mg/m3時，會產(chǎn)生正干擾，采樣時在吸收瓶入口端串連接一段15-20cm長的硅橡膠管，可排除干擾。3、注意事項：66（三）、恒電流庫侖滴定法原理：庫侖滴定法測定氮氧化物的原理與測定SO2相似，區(qū)別是此法不施加直流電壓。氣樣中的NO2與電解液中的I－反應(yīng)，將其氧化成I2，生成的I2又立即在鉑網(wǎng)陰極上還原為I－，產(chǎn)生微電流。在一定條件下，微電流大小與氣樣中的NO2濃度成正比。將氣樣通過三氧化鉻氧化管，可將NO氧化成NO2，即可測定總氮氧化物。該方法的缺點是NO2在水溶液中還發(fā)生副反應(yīng)，造成電流的損失，連續(xù)運行能力較差。（三）、恒電流庫侖滴定法67三、一氧化碳的測定

一氧化碳(CO)是大氣中主要污染物之一，它主要來自于石油，煤炭燃燒不充分的產(chǎn)物和汽車排氣；一些自然災(zāi)害如火山爆發(fā)，森林火災(zāi)等也是來源之一。CO是無色、無味的一種有毒氣體，對人體有強烈的窒息作用，它容易與人體血液中的血紅蛋白結(jié)合，形成碳氧血紅蛋白，使血液輸送氧的能力降低，造成缺氧癥，會出現(xiàn)頭痛、惡心、心悸亢進(jìn)，甚至出現(xiàn)虛脫、昏睡，嚴(yán)重時會致人死亡。所以，CO是大氣污染監(jiān)測的最常用指標(biāo)之一。CO的測定方法有非色散紅外吸收法、氣相色譜法、定電位電解法、間接冷原子吸收法。三、一氧化碳的測定一氧化碳(CO)是大氣中主要污染物之一，68（一）、間接冷原子吸收法(汞置換法)（1）儀器——“CO-1型測定儀”（2）方法原理冷原子吸收法是測汞的特效方法。此法也可以用于氣樣中一氧化碳的測定，但是不能直接將氣樣通入測汞儀中進(jìn)行測定，而是使氣樣先通過選擇性過濾器，除去水分、SO2、H2S、NH3、甲醛、乙烯、乙炔、丙酮及CH4以外的碳?xì)浠衔?，讓剩下的CO、CH4及H2進(jìn)入裝有固體HgO的裝置反應(yīng)器中在80度的溫度下，CO與HgO反應(yīng)，釋放出Hg蒸氣.CO

+

HgO

→

Hg(g)

+CO2利用汞蒸氣對253.7nm紫外線的吸收作用，將上述反應(yīng)后的氣體導(dǎo)入冷原子測汞儀中，測定其吸光度．（一）、間接冷原子吸收法(汞置換法)69（二）、氣相色譜法

（測定原理）1、分離原理：TDX-01碳分子篩柱，分離大氣中的CO、CO2和甲烷。其出峰順序為：CO、CH4、CO2。2、檢測原理：FID檢測器，柱后衍生：于氫氣流中在鎳催化劑（360±10℃）作用下，CO、CO2皆能轉(zhuǎn)化為CH4，然后用FID檢測器分別測定上述三種物質(zhì)，測定流程見圖3－42。

3、定量方法：外標(biāo)法。4、注意問題：為保證催化劑的活性，在測定之前，轉(zhuǎn)化爐應(yīng)在360℃下通氣8h；氫氣和氮氣的純度應(yīng)高于99.9％。5、當(dāng)進(jìn)樣量為2ml時，對CO的檢測限為0.2mg/m3。（二）、氣相色譜法

（測定原理）70四、光化學(xué)氧化劑和臭氧的測定光化學(xué)氧化劑是總氧化劑的主要組成部分,是與形成光化學(xué)煙霧有關(guān)的污染物質(zhì)。光化學(xué)煙霧多發(fā)生于工廠集中和具有眾多數(shù)量汽車的大城市。尤其在夏季太陽光照強，多云或霧天，高氣溫（>18℃）和低風(fēng)速時，最容易發(fā)生。光化學(xué)煙霧的形成：NO向NO2轉(zhuǎn)化是關(guān)鍵；HC化合物是其主要成份，它促使NO快速向NO2轉(zhuǎn)化；NO2光解致使O3大量積累，再加上光解反應(yīng)的其它產(chǎn)物，在適當(dāng)?shù)臍庀髼l件下，最終形成光化學(xué)煙霧，即光化學(xué)煙霧主要是：O3+反應(yīng)產(chǎn)物的混合物。四、光化學(xué)氧化劑和臭氧的測定光化學(xué)氧化劑是總氧化劑的主要組成71總氧化劑是指大氣中能氧化碘化鉀析出碘的物質(zhì)，主要包括臭氧、過氧乙酰硝酸酯和氮氧化物等。光化學(xué)氧化劑是指除去NOx以外的能氧化碘化鉀的氧化劑，二者的關(guān)系為：光化學(xué)氧化劑=總氧化劑-0.269×氮氧化物

臭氧是最強的氧化劑之一，它是大氣中的氧在太陽紫外線的照射下或受雷擊形成的。高空的臭氧層直接照射地球表面?？傃趸瘎┦侵复髿庵心苎趸饣浳龀龅獾奈镔|(zhì)，主要包括臭氧、過721、光化學(xué)氧化劑的測定先用硼酸碘化鉀分光光度法測定氣樣中的總氧化劑濃度，再扣除NOx參加反應(yīng)的濃度。方法靈敏、簡便可行，檢出限為0.019mg/L（按與0.01吸光度相對應(yīng)的O3濃度計）；當(dāng)采樣體積30L時，最低檢出濃度為0.006mg/m3。2、臭氧的測定臭氧的測定的方法有吸光光度法、化學(xué)發(fā)光法、紫外線吸收法等。國家標(biāo)準(zhǔn)中測定臭氧含量有兩個標(biāo)準(zhǔn)：一是GB/T15437的靛藍(lán)二磺酸鈉分光光度法，另一是GB/T15438-1995的紫外光度法。1、光化學(xué)氧化劑的測定73第三章空氣和廢氣監(jiān)測--環(huán)境監(jiān)測-教學(xué)課件74五、氟化物的測定大氣中的氣態(tài)氟化物主要是HF，也可能有少量的SiF4和CF4，含氟的粉塵主要是冰晶石（Na3AlF6)、螢石（CaF2)、氟化鋁(AlF3)、氟化鈉（NaF)及磷灰石等。氟化物污染主要來源于鋁廠、冰晶石和磷肥廠，以及用硫酸處理螢石及制造和使用氟化物、氟氫酸等部門排放或逸散的氣體和粉塵。氟化物屬高毒類物質(zhì)，由呼吸道進(jìn)入人體，會引起粘膜刺激、中毒等癥狀，并能影響各組織和器官的正常生理功能，對植物的生長、發(fā)育產(chǎn)生危害。測定大氣中氟化物的方法有吸光光度法、濾膜（或濾紙）采樣-氟離子選擇電極法等。目前廣泛采用后一種方法。

五、氟化物的測定大氣中的氣態(tài)氟化物主要是HF，也可能有少量的75

濾膜采樣-氟離子選擇電極法原理：用磷酸氫二鉀溶液浸漬的玻璃纖維濾膜或碳酸氫鈉-甘油溶液浸漬的玻璃纖維濾膜采樣，則大氣中的氣態(tài)氟化物被吸收固定，塵態(tài)氟化物同時被阻留在濾膜上，采樣后的濾膜用水或酸浸取后，用氟離子選擇電極法測定。

石灰濾紙采樣—氟離子選擇電極法：用浸漬氫氧化鈣溶液的濾紙采樣，則空氣中的氟化物與氫氧化鈣反應(yīng)而被固定，用總離子強度調(diào)節(jié)劑浸取后，以離子選擇電極法測定。該方法將浸漬吸收液的濾紙自然暴露于空氣中采樣，對比前一種方法，不需要抽氣動力，并且由于采樣時間長（七天到一個月），測定結(jié)果能較好地反映空氣中氟化物的平均污染水平。濾膜采樣-氟離子選擇電極法原理：用磷酸氫二鉀溶液浸漬的玻璃76六、硫酸鹽化速率的測定

污染源排放到空氣中的SO2、H2S、H2SO4蒸汽等含硫污染物，經(jīng)過一系列氧化演變和反應(yīng)，最終形成危害更大的硫酸霧和硫酸鹽霧，這種演變過程的速度成為硫酸鹽化速率。硫酸鹽化速率是指大氣中含硫污染物演變?yōu)榱蛩犰F和硫酸鹽霧的速度。其測定方法有二氧化鉛-重量法、堿片-重量法、堿片-鉻酸鋇分光光度法、堿片-離子色譜法等。六、硫酸鹽化速率的測定

污染源排放到空氣中的SO2、H2S、771、原理：大氣中的SO2、硫酸霧、硫化氫等與二氧化鉛反應(yīng)生成硫酸鉛，用碳酸鈉溶液處理，使硫酸鉛轉(zhuǎn)化為碳酸鉛，釋放出硫酸根離子，再加入氯化鋇溶液，生成硫酸鋇沉淀，用重量法測定，結(jié)果以每日在100cm2二氧化鉛面積上所含SO3的毫克數(shù)表示。最低檢出濃度為0.05[mgSO3/(100cm2pbO2·d)]。2、影響測定結(jié)果的因素

1）PbO2的粒度、純度和表面活性度；

2）PbO2涂層厚度和表面濕度；

3）含硫污染物的濃度及種類；

4）采樣期間的風(fēng)速、風(fēng)向及空氣溫度、濕度等1、原理：大氣中的SO2、硫酸霧、硫化氫等與二氧化鉛反應(yīng)生成78七、汞的測定汞具有較大的揮發(fā)性，屬極度危害毒物，人吸入后會引起中毒、危害神經(jīng)系統(tǒng)等癥狀。它來源于汞礦開采和冶煉，某些儀表制造，有機合成化工等生產(chǎn)過程排放和逸散的廢氣和粉塵。汞的測定方法有吸光光度法、冷原子吸收分光光度法、冷原子熒光分光光度法、中子活化法等。其中冷原子吸收法和冷原子熒光法應(yīng)用比較廣泛。七、汞的測定汞具有較大的揮發(fā)性，屬極度危害毒物，人吸入后會引79（一）金膜富集-冷原子吸收法：用金膜微粒富集管在常溫下富集空氣中的微量汞蒸汽，生成金汞齊，將其加熱（500℃以上）釋放出汞，被載氣帶入冷原子吸收測汞儀，利用汞蒸氣對253.7nm光吸收大小，用標(biāo)準(zhǔn)曲線法進(jìn)行定量。（二）巰基棉富集-冷原子熒光分光光度法原理：在微酸性介質(zhì)中，用巰基棉富集大氣中的汞及其化合物，采樣后，用4mol/L鹽酸-氯化鈉飽和溶液解吸汞及其化合物，經(jīng)氯化亞錫(SnCl2)還原為金屬汞，用冷原子熒光測汞儀測定總汞的濃度。特點：靈敏度高，操作較復(fù)雜，對試劑純度要求嚴(yán)格，可用于測定無機汞、有機汞及總汞。（一）金膜富集-冷原子吸收法：用金膜微粒富集管在常溫下富集空80八、總烴及非甲烷烴的測定總碳?xì)浠衔锍Ｒ詢煞N方法表示，一種是包括甲烷在內(nèi)的碳?xì)浠衔?，稱為總烴（THC），另一種是除甲烷以外的碳?xì)浠衔?，稱為非甲烷烴（NMHC）。大氣中的碳?xì)浠衔镏饕羌淄?，其濃度范圍?.5-6mg/m3。但當(dāng)大氣嚴(yán)重污染時，會大量增加甲烷以外的碳?xì)浠衔?，甲烷不參予光化學(xué)反應(yīng)。所以，測定不包括甲烷的碳?xì)浠衔飳ε袛嗪驮u價大氣污染具有實際意義。空氣中的碳?xì)浠衔镏饕獊碜允蜔捴?、焦化、化工等生產(chǎn)過程中逸散和排放的廢氣及汽車尾氣，局部地區(qū)也來自天然氣、油田氣的逸散。八、總烴及非甲烷烴的測定總碳?xì)浠衔锍Ｒ詢煞N方法表示，一種是81九、揮發(fā)性有機物（VOCs）和甲醛的測定

VOCs是指室溫下飽和蒸氣壓超過133.32Pa的有機物，如苯、鹵代烴、氧烴等。VOCs和甲醛是人們關(guān)注的室內(nèi)空氣污染的主要有機物，具有毒性和刺激性，有的還有致癌作用，主要來自燃料的燃燒、烹調(diào)油煙和裝飾材料、家具、日用生活化學(xué)品釋放的蒸汽，以及室外污染空氣的擴(kuò)散。這些有機物濃度低，但釋放時間長，對人體健康潛在性威脅大。（一）揮發(fā)性有機物VOCs的測定測定VOCs的方法是：用富集采樣法采樣，溶劑洗脫或熱解吸出被測組分，用氣相色譜法測定。（二）甲醛的測定測定空氣中的甲醛常用的方法有酚試劑分光光度法、乙酰丙酮分光光度法、氣相色譜法、離子色譜法等。九、揮發(fā)性有機物（VOCs）和甲醛的測定

VOCs是指室溫下82十、其他污染物的測定十、其他污染物的測定83第三章空氣和廢氣監(jiān)測--環(huán)境監(jiān)測-教學(xué)課件84例題某監(jiān)測點的環(huán)境溫度為18℃，氣壓為101.1kPa以0.50L/min流量采集空氣中SO2樣品30min。已知測定樣品溶液得吸光度為0.354，試劑空白吸光度為0.034，SO2校準(zhǔn)曲線回歸方程斜率為0.0766，截矩為0.045。計算該監(jiān)測點標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（0℃，101.3kPa）下SO2的濃度（μg/L）。例題某監(jiān)測點的環(huán)境溫度為18℃，氣壓為101.1kPa以0.85十一、空氣污染指數(shù)計算空氣污染指數(shù)(AIRPOLLUTIONINDEX，簡稱API)是一種反映和評價空氣質(zhì)量的方法，就是將常規(guī)監(jiān)測的幾種空氣污染物的濃度簡化成為單一的概念性數(shù)值形式、并分級表征空氣質(zhì)量狀況與空氣污染的程度，其結(jié)果簡明直觀，使用方便，適用于表示城市的短期空氣質(zhì)量狀況和變化趨勢?？諝赓|(zhì)量周報的主要內(nèi)容為：空氣污染指數(shù)、空氣質(zhì)量級別和首要污染物。污染指數(shù)的分級標(biāo)準(zhǔn)是：

1、污染指數(shù)在50以下對應(yīng)的空氣質(zhì)量級別為一級，即優(yōu)；

2、污染指數(shù)在50以上、100以下對應(yīng)的空氣質(zhì)量級別為2級，即良；

3、污染指數(shù)在100以上、200以下對應(yīng)的空氣質(zhì)量級別為3級，即輕度污染；

4、污染指數(shù)在200以上、300以下對應(yīng)的空氣質(zhì)量級別為4級，即中度污染；5、污染指數(shù)在300以上對應(yīng)的空氣質(zhì)量級別為5級，即重度污染。根據(jù)我國空氣污染的特點，目前計入空氣污染指數(shù)的項目暫定為：二氧化硫、氮氧化物和總懸浮顆粒物TSP。

十一、空氣污染指數(shù)計算空氣污染指數(shù)(AIRPOLLUTIO86空氣污染指數(shù)及對應(yīng)的空氣質(zhì)量級別(僅供參考)

空氣污染

指數(shù)(API)空氣質(zhì)量

級別空氣

質(zhì)量

狀況對健康的影響對應(yīng)空氣

質(zhì)量的

適用范圍0～50Ⅰ優(yōu)可正?；顒幼匀槐Ｗo(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)和其它需要特殊保護(hù)的地區(qū)51～100Ⅱ良可正?；顒映擎?zhèn)規(guī)劃中確定的居住區(qū)、商業(yè)交通居民混合區(qū)、文化區(qū)、一般工業(yè)區(qū)和農(nóng)村地區(qū)101～200Ⅲ普通

(輕度污染)長期接觸，易感人群癥狀有輕度加劇，健康人群出現(xiàn)刺激癥狀特定工業(yè)區(qū)201～300Ⅳ

不佳

(中度污染)一定時間接觸后，心臟病和肺病患者癥狀顯著加劇，運動耐受力降低，健康人群中普遍出現(xiàn)癥狀

>300Ⅴ

差

(重度污染)健康人除出現(xiàn)較強烈癥狀，降低運動耐受力外，長期接觸會提前出現(xiàn)某些疾病空氣污染指數(shù)及對應(yīng)的空氣質(zhì)量級別(僅供參考)

空氣污染

指87污染指數(shù)API分級限值

污染指數(shù)污染物濃度In

TSPSO2

NOx

5001.0002.6200.9404000.8752.1000.7503000.6251.6000.5652000.5000.2500.1501000.3000.1500.100500.1200.0500.050污染指數(shù)API分級限值污染指數(shù)污染物濃度InTSP88空氣污染指數(shù)的計算方法①基本計算式：設(shè)I為某污染物的污染指數(shù)，C為該污染物的濃度。則：式中：C大與C小：在API分級限值表（表1）中最貼近C值的兩個值，C大為大于C的限值，C小為小于C的限值。

I大與I小：在API分級限值表中最貼近I值的兩個值，I大為大于I的值，I小為小于I的值。各種污染物的污染分指數(shù)都計算出以后，取最大者為該區(qū)域或城市的空氣污染指數(shù)API，則該項污染物即為該區(qū)域或城市空氣中的首要污染物。

API=max(I1,I2…Ii…In)

空氣污染指數(shù)的計算方法①基本計算式：89假定某地區(qū)的PM10日均值為0.215毫克/立方米，SO2日均值為0.105毫克/立方米，NO2日均值為0.040毫克/立方米，則其污染指數(shù)的計算如下：按照表3-8，PM10實測濃度0.215毫克/立方米介于0.150毫克/立方米和0.250毫克/立方米之間，按照此濃度范圍內(nèi)污染指數(shù)與污染物的線性關(guān)系進(jìn)行計算，即此處濃度限值C2=0.150毫克/立方米，C3=0.250毫克/立方米，而相應(yīng)的分指數(shù)值I2=100，I3=200，則PM10的污染分指數(shù)為：

I＝（（200－100）/（0.250－0.150））×(0.215－0.150)+100＝165這樣，PM10的分指數(shù)I=165；其它污染物的分指數(shù)分別為I=76（SO2），I=50（NO2）。取污染指數(shù)最大者報告該地區(qū)的空氣污染指數(shù)：API=max（165,76,50）=165

首要污染物為可吸入顆粒物（PM10）。假定某地區(qū)的PM10日均值為0.215毫克/立方米，SO2日90大氣中懸浮顆粒物有固體和液體兩種狀態(tài).當(dāng)它們以細(xì)小顆粒形式分散在氣流或大氣中時都可以叫做氣溶膠(aerosol),其直徑范圍從幾十納米到幾百微米,如煙、煤煙、塵粒、霧、煙氣、粉塵、降塵等就是代表。

大氣中懸浮顆粒物有固體和液體兩種狀態(tài).當(dāng)它們以細(xì)小顆粒形式分91顆粒物污染的危害1、導(dǎo)致癌癥、畸形和基因突變、死亡2、城市大氣能見度降低

（沙塵暴）3、全球氣候變化4、大氣光化學(xué)煙霧事件5、酸沉降6、臭氧層破壞7、在大氣中可以停留7天到30天，能長距離傳輸造成大范圍污染

顆粒物污染的危害92大氣中顆粒物質(zhì)的測定項目有：總懸浮顆粒物的測定、可吸入顆粒物（飄塵）濃度及粒度分布的測定、自然降塵量的測定、顆粒物中化學(xué)組分的測定。在大氣監(jiān)測中，粒狀污染物主要包括：總懸浮微粒（TSP）、可吸入顆微粒（IP）、降塵。這些都屬必測項目，其中TSP與IP選擇一項即可，如果設(shè)備條件具備則首選IP項目。大氣中顆粒物質(zhì)的測定項目有：總懸浮顆粒物的測定、可吸入顆粒物93一、總懸浮顆粒物的測定總懸浮微粒，又叫“總懸浮顆粒物”，簡稱：TSP，即：totalsuspendedparticulatematter。指空氣動力學(xué)直徑Dr＜100μm的固態(tài)和液態(tài)微粒物質(zhì)，目前多用重量法測定TSP。我國規(guī)定，大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（Ⅰ-Ⅱ級）TSP日均濃度為0.15-0.3mg/Nm3(N=normalcondition)

。1、測定方法：GB/T15432-1995中測定總懸浮顆粒物的方法，適合于大流量或中流量總懸浮顆粒物采樣器進(jìn)行空氣中總懸浮顆粒物的測定。（濾膜捕集-重量法）

一、總懸浮顆粒物的測定總懸浮微粒，又叫“總懸浮顆粒物”，簡稱942、測定原理：通過具有一定切割特性的采樣器以恒速抽取一定體積的空氣，則空氣中粒徑小于100μm的懸浮顆粒物被截留在已恒重的濾膜上，根據(jù)采樣前后濾膜重量之差及采樣體積，即可計算TSP的質(zhì)量濃度。濾膜經(jīng)處理后，可進(jìn)行化學(xué)組分測定。

3、計算公式:式中:

2、測定原理：通過具有一定切割特性的采樣器以恒速抽取一定體積95二、可吸入顆粒物(IP、PM10)的測定1、可吸入微粒，"可吸入微粒物","飄塵",英文縮寫:IP即inhalableparticulatematter,指Dr≤10μm的顆粒物.可一直漂浮在大氣中,.隨波逐流,漂移到很遠(yuǎn)的地方,并隨呼吸進(jìn)入生物呼吸系統(tǒng),危害健康.我國規(guī)定大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（Ⅰ-Ⅱ級）:IP日均濃度為：0.05-0.15mg/Nm32、測定方法原理：一般多用重量法，原理同TSP。不同的是在采樣時要在收集器（采樣夾）的前面，安裝分離（切割）器（如：旋風(fēng)分離器，多層薄板分離器）。3、計算公式：同TSP。二、可吸入顆粒物(IP、PM10)的測定1、可吸入微粒，"可96三、灰塵自然降塵量及其組分的測定1、概述：降塵又叫“自然降塵量”。英文縮寫為：NDQ。即naturallydustfallquantity指大氣污染物中因受重力和雨水的洗刷作用而降落的地面上的塵粒及夾雜物（多指Dr＞30μm）。測定結(jié)果以“t/km2·月”表示。三、灰塵自然降塵量及其組分的測定1、概述：降塵又叫“自然降塵97采樣方法分干、濕兩種方法，我國規(guī)定采用濕法采樣.

濕法采樣器:Ф15×h30cm的玻璃,陶瓷,塑料缸.

采樣高度:距地面5-15m;放置點相對高度1-1.5m.

采樣時間:30±2d;頻率:1次/月.

取樣時間:一般月初(1-5日)取樣.

評價標(biāo)準(zhǔn):我國(建議):秦嶺,淮河以北城市在當(dāng)?shù)厍鍧嶞c實測值的基礎(chǔ)上增加7t/km2·月;秦嶺,淮河以南城市增加3t/km2.月為評價標(biāo)準(zhǔn).采樣方法分干、濕兩種方法，我國規(guī)定采用濕法采樣.982、采樣注意事項:(1).采樣時缸內(nèi)盛300-500ml蒸餾水.(2).夏季缸內(nèi)加2ml0.5mol/L的CuSO4,以防藻類.(3).冬季高寒區(qū),缸內(nèi)以300-500ml20%的甲醇或乙醇代替水,以防凍結(jié),凍裂.(4).缸口用Ф1.5-2.0mm的尼龍網(wǎng)封住,以防非降塵雜物的降入.(5).干旱天應(yīng)補加適量水以防干涸;多雨天應(yīng)防止積水外溢,引起降塵損失,必要時可另換集塵缸.2、采樣注意事項:993、測定測定大氣中降塵量最常用的方法是重量法。

自然降塵的計算公式：

降塵量〔t/km2·月〕=〔（W1-W0-Wa)/S·n〕×30×104

式中：W1-----降塵和瓷坩堝的重量（g）

W2------瓷坩堝的重量（g）

Wa-----加入的硫酸銅溶液經(jīng)蒸發(fā)和烘干后的重量（g）

S-----集塵缸口的面積（cm2）

n-----采樣天數(shù)（精確到0.1d）3、測定100一、布設(shè)采樣點的原則

（一）采樣點數(shù)目

降水采樣點的設(shè)置數(shù)目應(yīng)視區(qū)域具體情況確定。我國環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范中規(guī)定,人口50萬以上的城市布三個采樣點,50萬以下的城市布兩個點。采樣點位置要兼顧城市，農(nóng)村或清潔對照區(qū)。（二）采樣地點的選擇采樣點設(shè)置位置應(yīng)考慮區(qū)域的環(huán)境特點、地形、氣象、工農(nóng)業(yè)分布等，采樣點應(yīng)盡可能避開排放酸、堿物質(zhì)和粉塵的局地污染源，主要街道交通污染源的影響，四周應(yīng)無遮擋雨、雪的高大樹木或建筑物。

一、布設(shè)采樣點的原則

（一）采樣點數(shù)目

降水采樣點的設(shè)置數(shù)目101二、樣品的采集

（一）采樣器（1）采集雨水使用聚乙烯塑料桶或玻璃缸，其上口直徑為30cm,高為30cm，也可采用自動采樣器。

（2）采集雪水用上口徑為40cm以上的聚乙烯塑料桶。

二、樣品的采集（一）采樣器102降水采樣器實物照片雨水自動采樣器示意圖降水采樣器實物照片雨水自動采樣器示意圖103（二）采樣方法

（1）每次降雨（雪）開始，立即將清潔的采樣器放置在預(yù)定的采樣點支架上，采集全過程雨(雪)樣。

（2）采樣器應(yīng)高于基礎(chǔ)面1.2m以上。

（3）樣品采集好后，應(yīng)貼上標(biāo)簽，編好號，記錄采樣地點、日期、采樣起止時間、雨量等。

（三）水樣的保存

由于降水中含有塵埃顆粒物、微生物等微粒，所以除了測定pH值和電導(dǎo)率的降水樣不過濾外，測定金屬和非金屬離子的水樣均需用孔徑0.45μm的濾膜過濾。降水中的化學(xué)組分含量一般都很低，易發(fā)生物理變化、化學(xué)變化和生物作用，故采樣后應(yīng)盡快測定，如需要保存，一般不主張?zhí)砑颖４鎰?，而是密封后放于冰箱中?/p>

（二）采樣方法

（1）每次降雨（雪）開始，立即將清潔的104三、降水中的組分的測定

（一）測定項目監(jiān)測項目一般根據(jù)監(jiān)測目的確定。我國環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范中對大氣降水例行監(jiān)測要求測定項目如下：

I級（國家）測點為：PH值、電導(dǎo)率、硫酸根、硝酸根、氯離子、銨離子、鉀離子、鈉離子、鈣離子、鎂離子。對pH和降水量，要逢雨必測；連續(xù)降水超過24小時時，每24h采集一次降水樣品進(jìn)行分析。當(dāng)月有降水的情況下，每月測定不少于一次，每月選一個或幾個隨機降水樣品分析上述十個項目。

省、市監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)中的Ⅱ、Ⅲ級測點視實際需要和可能決定測定項目。

三、降水中的組分的測定（一）測定項目105（二）測定方法

十個項目的測定方法與“水和廢水監(jiān)測”中這些項目的測定方法相同。

1.PH值的測定：這是酸雨調(diào)查最重要的項目，常用pH玻璃電極法測定。清潔的雨水一般被二氧化碳飽和，pH值在5.6-5.7之間，雨水的pH值小于該值即為酸雨。

2.電導(dǎo)率的測定：用電導(dǎo)率儀或電導(dǎo)儀測定。通過電導(dǎo)率的測定，能快速推測雨水中溶解物質(zhì)總量。（成正比）

3.硫酸根的測定：可用鉻酸鋇-二苯碳酰二肼分光光度法、硫酸鋇比濁法、離子色譜法等。

4.硝酸根的測定：可反映大氣被NOx污染狀況，也是導(dǎo)致降水pH值降低的因素之一。測定方法有：鎘柱還原-偶氯染料分光光度法、紫外分光光度法及離子色譜法等。

（二）測定方法

十個項目的測定方法與“水和廢水監(jiān)測”中這些項106

5.氯離子的測定：氯離子是衡量大氣中氯化氫（HCl）導(dǎo)致降水pH值降低的標(biāo)志，也是判斷海鹽粒子影響的標(biāo)志。可用硫氰酸汞-高鐵分光光度法、離子色譜法等測定。

6.銨離子的測定：銨離子的存在，可抑制酸雨，但可能會導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化?？捎免c氏試劑分光光度法或次氯酸鈉-水楊酸分光光度法測定。

7.鉀、鈉、鈣、鎂等離子的測定：

降水中K+、Na+濃度多在幾mg/L以下，常用空氣-乙炔（貧焰）原子吸收分光光度法、離子色譜法測定。

5.氯離子的測定：氯離子是衡量大氣中氯化氫（HCl107污染源包括固定污染源和流動污染源。固定污染源系指煙道、煙囪及排氣筒等。它們排放的廢氣中既包含固態(tài)的煙塵和粉塵，也包含氣態(tài)和氣溶膠態(tài)的多種有害物質(zhì)。流動污染源系指汽車、柴油機車等交通運輸工具，其排放廢氣中也含有煙塵和某些有害物質(zhì)。兩種污染源都是大氣污染物的主要來源。

污染源包括固定污染源和流動污染源。固定污染源系指煙道、煙囪及108一、固定污染源監(jiān)測

（一）監(jiān)測目的和要求

監(jiān)測目的：檢查污染源排放廢氣中的有害物質(zhì)是否符合排放標(biāo)準(zhǔn)的要求；評價凈化裝置的性能和運行情況及污染防治措施的效果；為大氣質(zhì)量管理與評價提供依據(jù)。

監(jiān)測要求:

①生產(chǎn)設(shè)備處于正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)下；

②對因生產(chǎn)過程而引起排放情況變化的污染源，應(yīng)根據(jù)其變化的特點和周期進(jìn)行系統(tǒng)監(jiān)測；

③當(dāng)測定工業(yè)鍋爐煙塵濃度時，鍋爐應(yīng)在穩(wěn)定的負(fù)荷下運轉(zhuǎn)，不能低于額定負(fù)荷的85%。

④對于手燒爐，測定時間不得少于兩個加煤周期。

一、固定污染源監(jiān)測（一）監(jiān)測目的和要求

監(jiān)測目的：檢查109

污染源監(jiān)測的內(nèi)容包括：排放廢氣中有害物質(zhì)的濃度（mg/m3）；有害物質(zhì)的排放量（kg/h）；廢氣排放量(m3/h)；煙塵排放濃度和排放量。在有害物質(zhì)排放濃度和廢氣排放量的計算中，都采用現(xiàn)行監(jiān)測方法中推薦的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（溫度為0℃，大氣壓力為101.3Kpa或760mmHg柱）下的干氣體表示。

點位及測點數(shù)目的確定

煙氣溫度、壓力、濕度等參數(shù)的測定煙道氣監(jiān)測的內(nèi)容煙塵濃度的測定煙氣組分的測定污染源監(jiān)測的內(nèi)容包括：排放廢氣中有害物質(zhì)的濃度（mg110(二)采樣位置和采樣點布設(shè)

1．采樣位置:應(yīng)選在氣流分布均勻穩(wěn)定的平直管段上，避開彎頭、變徑管、三通管及閥門等易產(chǎn)生渦流的阻力構(gòu)件。此外，還應(yīng)注意操作地點的方便、安全。高位測定時，應(yīng)設(shè)置帶拉桿的工作平臺。

以煙氣流向為準(zhǔn)。測定斷面與它后面（下游方向）的阻力構(gòu)件距離＞6D管測定斷面與它前面（上游方向）的阻力構(gòu)件距離＞3D管具體條件是客觀條件不允許時，測定斷面與阻力構(gòu)件距離≥1.5D管，并適當(dāng)增加測點流速。優(yōu)先考慮在垂直管道上設(shè)立監(jiān)測斷面。避免水平煙道中的塵粒重力沉降作用。(二)采樣位置和采樣點布設(shè)1．采樣位置:應(yīng)選在氣1112、采樣點布設(shè)：因煙道內(nèi)同一斷面上各點的氣流速度和煙塵濃度分布通常是不均勻的，因此，需按一定原則進(jìn)行多點采樣。采樣點的位置和數(shù)目主要依據(jù)煙道斷面的形狀、尺寸大小和流速分布情況確定。

（1）圓形煙道：不同直徑圓形煙道的等面積環(huán)數(shù)、采樣點數(shù)及采樣點距離煙道內(nèi)壁的距離。

2、采樣點布設(shè)：因煙道內(nèi)同一斷面上各點的氣流速度和煙塵濃度分112說明：a.表中所列數(shù)據(jù)是各測點距煙道內(nèi)壁的距離的系數(shù)，必須再乘上煙道內(nèi)徑（D內(nèi)），才能求出各測點距煙道內(nèi)壁的實際距離。如：D內(nèi)為0.4m，設(shè)1個圓環(huán)，2個測點，2個測點距內(nèi)壁的距離分別為：0.4×0.146=0.06m(精確到cm)，0.4×0.835=0.34m(精確到cm)，實際工作中，各測點距煙道內(nèi)壁距離還應(yīng)加煙道壁厚度，這樣才便于操作。b.當(dāng)D內(nèi)<0.3m時，煙氣流速較均勻時，可在管道中心設(shè)一個測點即可。說明：a.表中所列數(shù)據(jù)是各測點距煙道內(nèi)壁的距離的系數(shù)，必須再113（2）矩（方）形煙道

將煙道斷面分成一定數(shù)目的等面積矩形小塊，各小塊中心即為采樣點位置，小矩形數(shù)目可根據(jù)煙道斷面面積大小確定。

（2）矩（方）形煙道將煙道斷面分成一定數(shù)目的等面積1143．測孔的布設(shè)：總的原則是：在滿足探頭能到達(dá)各測點的情況下，測孔的數(shù)目應(yīng)盡可能少。圓形煙道：一般2個，互成90°角，最多4個互成45°角。具體原則是矩形煙道：沿兩個相互垂直的平面，根據(jù)小矩形塊數(shù)開孔。測孔直徑：一般50—75mm，最大不超過80mm。3．測孔的布設(shè)：115(三)基本狀態(tài)參數(shù)的測定

煙氣的基本狀態(tài)參數(shù):煙氣的體積、溫度、壓力。通過這幾個基本狀態(tài)參數(shù)，可計算出煙氣流速、煙塵及有害物質(zhì)濃度。

1．溫度的測量

（1）玻璃水銀溫度計，構(gòu)造原理同常用的水銀溫度計。適宜測400°C以下煙氣溫度。不同處：桿要長（≥1m），刻度露在煙道壁外，以便讀數(shù)。測時伸在煙道中心，穩(wěn)定后讀數(shù)，不要抽出來讀數(shù)。(三)基本狀態(tài)參數(shù)的測定煙氣的基本狀態(tài)參數(shù):煙氣116（2）熱電偶溫度計：對直徑大、溫度高的煙道，要用熱電偶測溫毫伏計（或電阻溫度計）測量。原理：將兩根不同的金屬導(dǎo)線連成一個閉合回路，當(dāng)兩端接點處于不同環(huán)境溫度時，隨著溫度的變化，產(chǎn)生溫差電勢。恒定一端溫度，則溫差電勢取決于另一端（工作端）的煙氣溫度，從而通過毫伏計測得溫差電勢，再由儀器轉(zhuǎn)換成煙氣溫度。

（2）熱電偶溫度計：對直徑大、溫度高的煙道，要用熱電偶測溫毫1172．壓力的測量

煙氣的壓力分全壓（Pt）、靜壓（Ps）和動壓（Pv）。

靜壓是單位體積氣體所具有的勢能，表現(xiàn)為氣體在各個方向上作用于器壁的壓力；

動壓是單位體積氣體具有的動能，是使氣體流動的壓力；

全壓是氣體在管道中流動具有的總能量。

三者的關(guān)系為：Pt=Ps+Pv

所以，只要測出三項中的任意兩項，即可求出第三項。

2．壓力的測量煙氣的壓力分全壓（Pt）、靜壓（Ps118

(1)測壓管

標(biāo)準(zhǔn)皮托管：精度高，測孔小，易堵塞，多用于清潔煙道，或校正其它皮托管用。

S型皮托管：適合名種含塵量的煙道測量，使用時要校正。煙氣流速5—30m/s時，K校=0.84(1)測壓管119(2)壓力計

常用的壓力計有U形壓力計和斜管式微壓計。

U形壓力計可同時測全壓和靜壓，但誤差較大，不適宜測量微小壓力，其最小分壓值不得大于10Pa，管內(nèi)常裝水、酒精或汞，根據(jù)被測壓力范圍而定;

斜管式微壓計只能測動壓，精度不低于2%，管內(nèi)常裝酒精或汞。

(2)壓力計常用的壓力計有U形壓力計和斜管式微壓計。120(3)測定方法：先把儀器調(diào)整到水平狀態(tài)，檢查液柱內(nèi)是否有氣泡，并將液面調(diào)至零點，然后，將皮托管與壓力計連接，把測壓管的測壓口伸進(jìn)煙道內(nèi)測點上，并對準(zhǔn)氣流方向，從U形壓力計上讀出液面差，或從微壓計上讀出斜管液柱長度，按相應(yīng)公式計算測得壓力。說明：測量時，測點無論在風(fēng)機前后，S型皮托管總有一個開口面向煙氣流，另一個開口背向煙氣流。a.只要微壓計容器口與S皮托管面向煙氣流開口一端連通，所測即為全壓Pt。b.只要微壓計容器口與背向煙氣流開口一端連通，即測得靜壓Ps。C．微壓計容器口和玻璃管口分別與S型皮托管的面向煙氣流與背同煙氣流開口端連通，即測得動壓Pv。

(3)測定方法：先把儀器調(diào)整到水平狀態(tài)，檢查液柱內(nèi)是否有氣泡121傾斜式微壓計示意圖

動壓和靜壓測量方法示意圖傾斜式微壓計示意圖

動壓和靜壓測量方法示意圖1223．流速和流量的計算

煙氣流速（Vs）和流量（Qs）是煙道氣測量結(jié)果計算中必測和常用的參數(shù)。根據(jù)氣體流速與動壓的平方根成正比，再根據(jù)氣態(tài)方程式可導(dǎo)出如下流速公式：（1）流速：在測出煙氣的溫度，壓力后，可用下式計算各測點的煙氣流速：3．流速和流量的計算

煙氣流速（Vs）和流量（Qs）是煙道123(2)流量：煙氣流量等于測點處煙道橫斷面積與煙氣平均流速和時間的乘積，即：(2)流量：煙氣流量等于測點處煙道橫斷面積與煙氣平均流速和時124(四)含濕量的測定

含濕量的測定方法有重量法、冷凝法、干濕球法等。

1.重量法：從煙道采樣點抽取一定體積的煙氣，使之通過裝有吸濕劑的吸濕管，則煙氣中的水蒸氣被吸濕劑吸收，吸濕管的增重即為所采煙氣