第3章空氣和廢氣監(jiān)測

第三章空氣和廢氣監(jiān)測學(xué)習導(dǎo)航［目的與要求］

1.掌握大氣監(jiān)測方案制訂（布點、采樣時間和頻率、測定項目等）和樣品采集2.掌握主要大氣污染物指標（SO2、NOx、TSP、PM10、CO/CO2）測定原理和方法以及固定污染源監(jiān)測3.了解標準氣體配制原理和流動污染源監(jiān)測以及其他大氣污染指標的測定［重點］

1.

大氣監(jiān)測布點原則及方法，大氣采樣方法2.

大氣中SO2、NOX、PM10、TSP、及降塵的測定3.

酸雨采集以及煙囪監(jiān)測點布置和煙塵等速采樣法。［難點］1.

非色散紅外吸收法測CO、CO2、SO2原理2.

紫外熒光法測SO2，化學(xué)發(fā)光法測NOX，β射線吸收法測PM10。［課堂組織］講述＋多媒體，學(xué)生自學(xué)＋討論第一節(jié)空氣污染基本知識第二節(jié)空氣污染監(jiān)測方案的制訂第三節(jié)空氣樣品的采集方法和采樣儀器第四節(jié)氣態(tài)和蒸氣態(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)標準氣體的配制第一節(jié)空氣污染基本知識一、大氣、空氣和空氣污染對流層、平流層、中間層、電離層、散逸層。(1000-1400km)對人類有影響的對流層：距地面10km。2km：大氣邊界層。100m近地面層。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、碳氫化合物等二、空氣污染的危害圖片來源：國家地理雜志

空氣污染對人體的危害途徑：呼吸道吸入；隨食物和飲水攝入；體表接觸侵入。1.大氣顆粒物4.氮氧化物5.光化學(xué)氧化劑3.一氧化碳2.二氧化硫空氣污染對人體健康的危害

臭氧對鼻子、咽喉、肺等呼吸器官有刺激作用，運動時則吸入更嚴重。

所有大氣污染物中散布最廣的一種，嚴重阻礙血液輸氧，引起缺氧中毒。NO2對呼吸器官有刺激性，可引起肺水腫、慢性支氣管炎等疾病，若與SO2共存，則危害更重。

損害肝臟。且由于SO2通常與多種污染物共存，吸入之后產(chǎn)生的復(fù)合作用危害更大。

顆粒物的大小決定其沉積于呼吸道中的位置；化學(xué)組成決定沉積位置上對組織的影響。（一）工業(yè)企業(yè)排放的廢氣三、空氣污染源表3.1各類工業(yè)企業(yè)向空氣排放的主要污染物部門企業(yè)類別排出主要污染物電力火力發(fā)電廠煙塵、SO2、NOx、CO、苯并芘等冶金鋼鐵廠有色金屬冶煉廠焦化廠煙塵、SO2、CO、氧化鐵塵、氧化錳塵、錳塵等煙塵(Cu、Cd、Pb、Zn等重金屬)、SO2等煙塵、SO2、CO、H2S、酚、苯、萘、烴類等化工石油化工廠氮肥廠磷肥廠氯堿廠化學(xué)纖維廠硫酸廠合成橡膠廠農(nóng)藥廠冰晶石廠SO2、H2S、NOx、氰化物、氯化物、烴類等煙塵、NOx、CO、NH3、硫酸氣溶膠等煙塵、氟化氫、硫酸氣溶膠等氯氣、氯化氫、汞蒸氣等煙塵、H2S、NH3、CS2、甲醇、丙酮等SO2、NOx、砷化物等烯烴類、丙烯腈、二氯乙烷、二氯乙醚、乙硫醇、氯化甲烷等砷化物、汞蒸氣、氯氣、農(nóng)藥等氟化氫等機械機械加工廠儀表廠煙塵等汞蒸氣、氰化物等輕工燈泡廠造紙廠煙塵、汞蒸氣等煙塵、硫醇、H2S等建材水泥廠水泥塵、煙塵等（二）交通運輸工具排放的廢氣（三）室內(nèi)空氣污染源（1）有毒有害污染因子指標（2）舒適性指標主要是CH、CO、NOx四、空氣中的污染物及其存在狀態(tài)一次污染物：

直接從污染源排放到大氣中的有害物質(zhì)。例如：SO2、NOx、CO、CH、顆粒物等二次污染物：一次污染物在空氣中相互作用或與他們與空氣中的正常組分發(fā)生反應(yīng)所產(chǎn)生的新污染物。例如：硫酸鹽、硝酸鹽、臭氧、醛類、PAN等。特點：多為氣溶膠，顆粒小，毒性比一次污染物毒性大。（一）分子狀態(tài)污染物：SO2、NOx、CO、苯、苯酚等（二）粒子狀態(tài)污染物

顆粒直徑大于l00μm的顆粒物能較快地沉降到地面上，稱為降塵。粒徑小于100μm顆粒物為總懸浮顆粒物TSP（常規(guī)檢測項目）

顆粒直徑直徑小于10μm的顆粒物(PM10)可長期飄浮在空氣中，稱為可吸入顆粒物或飄塵（IP）。

PM2.5指大氣中直徑小于或等于2.5微米的顆粒物，也稱為可入肺顆粒物。它的直徑還不到人的頭發(fā)絲粗細的1/20。

PM2.5產(chǎn)生的主要來源，是日常發(fā)電、工業(yè)生產(chǎn)、汽車尾氣排放等過程中經(jīng)過燃燒而排放的殘留物，大多含有重金屬等有毒物質(zhì)。一般而言，粒徑2.5-10微米的粗顆粒物主要來自道路揚塵、風沙、工農(nóng)業(yè)活動等機械過程;PM2.5中一次顆粒物(直接排放到大氣中的顆粒物)主要來自化石燃料燃燒和生物質(zhì)燃燒產(chǎn)生的飛灰以及多種無機和有機化合物，如機動車尾氣、燃煤、揮發(fā)性有機物、森林野火等；PM2.5中二次顆粒物(間接生成的顆粒物)主要來源是大氣中的氣態(tài)物質(zhì)(二氧化硫、氮氧化物、氣態(tài)氨以及揮發(fā)性有機物等)通過發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而形成的顆粒物(如硫酸銨顆粒、硝酸銨顆粒、有機化合物顆粒等)。在世界上大多數(shù)地區(qū)，PM2.5的二次來源比例往往高于一次來源。PM2.5標準：..\PM2.5標準.docPM2.5的危害：

在20世紀70年代人們開始注意到顆粒物污染與健康問題之間的聯(lián)系。在美國每年由于顆粒物污染造成的死亡人數(shù)約為22000-52000人2000年數(shù)據(jù)在歐洲這一數(shù)字則高達20萬。

現(xiàn)在許多研究已證實顆粒物會對呼吸系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)造成傷害導(dǎo)致哮喘、肺癌、心血管疾病、出生缺陷和過早死亡。

PM2.5的來源2015.4.31發(fā)布2015.4.31發(fā)布：研究結(jié)果表明，機動車、工業(yè)生產(chǎn)、燃煤、揚塵等是當前我國大部分城市環(huán)境空氣中顆粒物的主要污染來源，約占85%—90%。其中北京、杭州、廣州、深圳的首要污染來源是機動車，石家莊、南京的首要污染來源是燃煤，天津、上海、寧波的首要污染來源分別是揚塵、流動源、工業(yè)生產(chǎn)。/v_show/id_XOTI1MTI4OTk2.html五、空氣中污染物的時空分布特點

與其他環(huán)境要素中的污染物質(zhì)相比較，空氣中的污染物質(zhì)具有隨時間、空間變化大的特點。空氣污染物的時空分布及其濃度與污染物排放源的分布、排放量及地形、地貌、氣象等條件密切相關(guān)。六、空氣中污染物濃度表示方法

（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。（二）體積比濃度體積比濃度是指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。兩種濃度表示方法之間的換算：

第二節(jié)

空氣污染監(jiān)測方案的制訂一、監(jiān)測目的通過對環(huán)境空氣中主要污染物質(zhì)進行定期或連續(xù)地監(jiān)測，判斷空氣質(zhì)量是否符合《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》或環(huán)境規(guī)劃目標的要求，為空氣質(zhì)量狀況評價提供依據(jù)。為研究空氣質(zhì)量的變化規(guī)律和發(fā)展趨勢、開展空氣污染的預(yù)測預(yù)報以及研究污染物遷移轉(zhuǎn)化情況提供基礎(chǔ)資料。為政府環(huán)保部門執(zhí)行環(huán)境保護法規(guī)、開展空氣質(zhì)量管理及修訂空氣質(zhì)量標準提供依據(jù)和基礎(chǔ)資料。二、調(diào)研及資料收集（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SO2、NO2、PM10

、CO、O3、PM2.5根據(jù)實際需要TSP、F2、HF、B(a)P、Pb、H2S、有毒有害有機物空氣降水監(jiān)測pH、電導(dǎo)率K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH4+、SO42－、NO3－、Cl－表3.2空氣污染常規(guī)監(jiān)測項目四、監(jiān)測站(點)的布設(shè)（一）布設(shè)采樣站(點)的原則和要求1、監(jiān)測點周圍50m范圍內(nèi)不應(yīng)有污染源。2、點式監(jiān)測儀器采樣口周圍無阻礙空氣流通的高大建筑物、樹木和障礙物。3、采樣口周圍有270。的捕集空間；4、監(jiān)測點周圍環(huán)境狀況相對穩(wěn)定、安全。5、監(jiān)測點周圍無強大電磁干擾、有穩(wěn)定電力供應(yīng)6、周圍有合適的車輛通道7、手工間歇采樣，采樣口離地面的高度1.5—15米。自動采樣3-15米，道路交通路口2-5米；8、所選點周圍半徑300—500米內(nèi)建筑物平均高度在20米以上的，采樣口高度可以在15—25米內(nèi)選擇；9、建筑物上安裝監(jiān)測儀器時，采樣口離墻壁、屋頂?shù)戎挝锞嚯x大于1米10、多個采樣口之間的距離大于1米，大流量的大于2米；11、避免車輛尾氣或其他污染源肢解對監(jiān)測結(jié)果產(chǎn)生干擾，距路邊沿距離參照表3-3；12、道路交通污染監(jiān)測點，采樣口距離道路邊沿不超過20米。（二）采樣站(點)數(shù)目的確定表3.3我國空氣環(huán)境污染例行監(jiān)測采樣點設(shè)置數(shù)目市區(qū)人口/萬人SO2、NOx、TSP灰塵自然沉降量硫酸鹽化速率<503≥3≥650～10044～86～12100～20058～1112～18200～400612～2018～30>400720～3030～40截止2010年芝罘、福山、牟平、萊山、開發(fā)區(qū)和高新區(qū)6地的常住人口達222.77萬，包括縣市區(qū)是696.82萬（三）采樣站(點)布設(shè)方法

1.功能區(qū)布點法：區(qū)域常規(guī)監(jiān)測

2.網(wǎng)格布點法：多個污染源且分布均勻

3.同心圓布點法：多個污染源構(gòu)成污染群，且大污染源集中

4.扇形布點法：高架源且主導(dǎo)風向明顯表3.4WHO推薦的城市空氣自動監(jiān)測站(點)數(shù)目市區(qū)人口/萬人可吸入顆粒物SO2NOx氧化劑CO風向、風速≤100221111100～400552222400～800884342>80010105453圖3.1網(wǎng)格布點法圖3.2同心圓布點法圖3.3扇形布點法表3.550m高煙囪排放污染物最大地面濃度出現(xiàn)位置與氣象條件的關(guān)系大氣穩(wěn)定度最大濃度出現(xiàn)位置(相當于煙囪高度的倍數(shù))不穩(wěn)定5～10中性20左右穩(wěn)定40以上五、采樣頻率和采樣時間采樣頻率系指在一個時段內(nèi)的采樣次數(shù)。采樣時間指每次采樣從開始到結(jié)束所經(jīng)歷的時間。二者要根據(jù)監(jiān)測目的、污染物分布特征、分析方法靈敏度等因素確定。表3.7污染物監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計有效性的規(guī)定污染物取值時間數(shù)據(jù)有效性規(guī)定SO2、NOx、NO2年平均每年至少有分布均勻的144個日均值，每月至少有分布均勻的12個日均值TSP、PM10、Pb年平均每年至少有分布均勻的60個日均值，每月至少有分布均勻的5個日均值SO2、NOx、NO2、CO日平均每日至少有18h的采樣時間TSP、PM10、B(a)P、Pb日平均每日至少有12h的采樣時間SO2、NOx、NO2、CO、O31小時平均每小時至少有45min的采樣時間Pb季平均每季至少有分布均勻的15個日均值，每月至少有分布均勻的5個日均值F月平均每月至少采樣15d以上植物生長季平均每一個生長季至少有70%個月平均值日平均每日至少有12h的采樣時間1小時平均每小時至少有45min的采樣時間六、采樣方法、監(jiān)測方法和質(zhì)量保證

根據(jù)污染物的存在狀態(tài)、濃度、理化性質(zhì)及監(jiān)測方法選擇采樣方法和儀器。盡可能選擇國家標準方法——《空氣和廢氣監(jiān)測分析方法》（第四版）第三節(jié)空氣樣品的采集方法和

采樣儀器一、直接采樣法（一）注射器采樣（二）塑料袋采樣（三）采氣管采樣（四）真空瓶采樣圖3.5真空采氣瓶示意圖圖3.6真空采氣瓶抽真空裝置示意圖圖3.4采氣管示意圖適用于大氣中污染物濃度較高和測定方法靈敏度高的情況下。1.塑料袋plasticbag:用于采集氣樣的塑料袋，不能與被測組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，也不能有滲透性。一般用聚四氟已烯或聚乙烯制成。采樣后，保存時間要短，最好是盡快分析。注射器有10毫升、50毫升和100毫升等，可根據(jù)需要選取

二、富集(濃縮)采樣法（一）溶液吸收法圖3.7氣體吸收管（瓶）示意圖（二）填充柱阻留法

吸附型填充柱，分配型填充柱，反應(yīng)型填充柱。。。。。。。。顆粒狀填充劑抽氣泵﹡﹡﹡﹡﹡﹡組分

空氣圖3.8填充柱阻留法示意圖（三）濾料阻留法圖3.9顆粒物采樣夾和濾料采樣裝置示意圖（四）低溫冷凝法圖3.10低溫冷凝采樣裝置示意圖（五）靜電沉降法（六）擴散(或滲透)法:無動力采樣（七）自然積集法：重力和空氣動力（八）綜合采樣法：例如濾料阻留+吸收管圖3.11標準集塵器示意圖圖3.12干法采樣集塵器示意圖1.降塵試樣采集：濕法和干法2.硫酸鹽化速率試樣的采集三、采樣儀器（一）組成部分收集器，流量計，采樣動力。圖3.13幾種常用的流量計示意圖皂膜流量計孔口流量計1.隔板；2.液柱；3.支架轉(zhuǎn)子流量計1.錐形玻璃管；2.轉(zhuǎn)子圖3.14攜帶式采樣器工作原理示意圖（二）專用采樣器

1.空氣采樣器收集器流量計采樣泵定時器圖3.15大氣采樣器實物照片2.顆粒物采樣器

（1）總懸浮顆粒物采樣器圖3.16大流量采樣器結(jié)構(gòu)示意圖圖3.17TSP采樣器實物照片（2）可吸入顆粒物采樣器：分塵器或切割器圖3.18旋風分塵器原理示意圖圖3.19向心式分塵器原理示意圖圖3.20三級向心式分塵器原理示意圖（3）個體劑量器：研究空氣污染對人體健康的危害圖3.21撞擊式分塵器示意圖四、采樣效率

（一）采集氣態(tài)和蒸氣態(tài)污染物質(zhì)效率的評價方法1、絕對比較法2、相對比較法

（二）采集顆粒物效率的評價方法1、顆粒數(shù)采樣效率2、質(zhì)量采樣效率：常用五、采樣記錄被測污染物的名稱及編號；采樣地點和采樣時間；采樣流量和采樣體積；采樣時的溫度、大氣壓力和天氣情況，采樣儀器和所用吸收液；采樣者、審核者姓名。第四節(jié)氣態(tài)和蒸氣態(tài)污染物質(zhì)的測定二氧化硫的測定方法（一）分光光度法

1、四氯汞鉀吸收-鹽酸副玫瑰苯胺光度法

2、甲醛緩沖液吸收-鹽酸副玫瑰苯胺光度法

3、釷試劑法（二）定位電解法

1、四氯汞鉀吸收－鹽酸副玫瑰苯胺光度法

1）方法原理——反應(yīng)式：（甲醛）（對品紅）2、甲醛緩沖液吸收-鹽酸副玫瑰苯胺光度法

氣樣中的SO2被甲醛緩沖溶液吸收后，生成穩(wěn)定的羥基甲磺酸加成化合物，加入氫氧化鈉溶液使加成化合物分解，釋放出SO2與鹽酸副玫瑰苯胺反應(yīng)，生成紫紅色絡(luò)合物，其最大吸收波長為577nm，用分光光度法測定。

避免了使用毒性大的四氯汞鉀吸收液，在靈敏度、準確度諸方面均可與四氯汞鉀溶液吸收法相媲美，且樣品采集后相當穩(wěn)定，但操作條件要求較嚴格。注意符號的含義將采樣的體積換算為標況下的體積：P152(3-1)3、釷試劑光度法測定SO2

注意事項：A高氯酸鋇—乙醇溶液及釷試劑加入量必須準確B采樣前安裝顆粒物過濾器，玻璃儀器用去離子水充分淋洗。二、NOX的監(jiān)測（一）來源、存在狀態(tài)及毒性（1）來源——天然源：閃電，豆類植物的根瘤菌有固氮作用，森林火災(zāi)，火山爆發(fā)——人工源：燃料燃燒，汽車尾氣（2）存在狀態(tài)NOX:N2O，NO，N2O3，NO2，N2O4，N2O5（3）毒性①呼吸器官：在肺泡表面的水份中成HNO3，HNO2②對肺組織強烈刺激和腐蝕：肺水腫③NO，NO2-進入血液中，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。（二）NOX測定方法鹽酸萘乙二胺分光光度法原電池庫侖法

鹽酸萘乙二胺分光光度法1.原理用冰醋酸、對氨基苯磺酸和鹽酸萘乙二胺配制成吸收-顯色液，吸收氮氧化物，在三氧化鉻作用下，一氧化氮被氧化成二氧化氮，二氧化氮與吸收液作用生成亞硝酸，在冰醋酸存在下，亞硝酸與對氨基苯磺酸重氮化后再與鹽酸萘乙二胺偶合，顯玫瑰紅色，于波長540nm處，測定吸光度，同時以試劑空白作參比。本法可測5-500g/m3的氮氧化物。

吸收液吸收空氣中的NO2后，并不是100%的生成亞硝酸，還有一部分生成硝酸，計算結(jié)果時需要用Saltzman實驗系數(shù)f進行換算。

A、A0：樣品溶液和試劑空白的吸光度；a、b：標準曲線的截距和斜率；V：采樣用吸收液的體積，mL；V0:換算為標況下的采樣體積，Lf:Saltzman實驗系數(shù)0.88,(空氣中NOx濃度超過.720mg/L時取0.77）f值受空氣中NO2的濃度、采樣流量、吸收瓶類型、采樣效率等因素影響，故測定條件應(yīng)與實際樣品保持一致。圖3.14攜帶式采樣器工作原理示意圖（二）專用采樣器

1.空氣采樣器收集器流量計采樣泵定時器圖3.15大氣采樣器實物照片圖3.22空氣中NO2、NO、和NOx采樣流程示意圖3.三氧化鉻—石英砂氧化法

該方法是在顯色吸收液瓶前接一內(nèi)裝三氧化鉻—石英砂(氧化劑)管，當用空氣采樣器采樣時，氣樣中的NO在氧化管內(nèi)被氧化成NO2和氣樣中的NO2一起進入吸收瓶，與吸收液發(fā)生吸收、顯色反應(yīng)，于波長540—545nm之間處，用標準曲線法進行定量測定，其測定結(jié)果為空氣中NO和NO2的總濃度CNOx。

4.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接一段15—20cm長的硅橡膠管，可排除干擾。(三)CO的測定CO的來源自然源火山爆發(fā)、森林火災(zāi)礦坑爆炸、地震…人為源汽車廢氣、吸煙采暖...CO的毒性與人體血液中的血紅蛋白結(jié)合，形成碳氧血紅蛋白，降低血液送氧的能力，造成缺氧癥。1.氣相色譜法2.汞置換法非色散紅外吸收法CO的測定方法（一）氣相色譜法（GC）

該方法基于空氣中的CO、CO2和甲烷經(jīng)TDX-0l碳分子篩柱分離后，于氫氣流中在鎳催化劑(360土10℃)作用下，CO、CO2皆能轉(zhuǎn)化為CH4，然后用氫火焰離子化檢測器分別測定上述三種物質(zhì)，其出峰順序為：CO、CH4、、CO2。色譜法測定CO流程示意圖定量分析計算：直接比較法剩下的CO、

CH4

及H2裝有固體HgO的反應(yīng)器中：選擇性過濾器除去水分、SO2、H2S、NH3、甲醛、乙烯、乙炔、丙酮及CH4

以外的碳氫化合物CO+HgO→Hg(g)+CO2氣樣冷AAS測汞儀（253.7nm）（二）汞置換法(間接冷原子吸收法)

汞置換法CO測定儀工作流程示意圖注意（1）零氣？（2）定量計算：？非色散紅外吸收法（國家標準分析方法）（N2）（CO2+H2O）充CO四、光化學(xué)氧化劑的測定總氧化劑是空氣中除氧以外的那些顯示有氧化性質(zhì)的物質(zhì)，一般指能氧化碘化鉀析出碘的物質(zhì)，主要有臭氧、過氧乙酰硝酸酯、氮氧化物等。光化學(xué)氧化劑是指除氮氧化物以外的能氧化碘化鉀的物質(zhì)，二者的關(guān)系為：光化學(xué)氧化劑＝總氧化劑－0.269×氮氧化物測定空氣中光化學(xué)氧化劑常用硼酸碘化鉀分光光度法。標準曲線法：

用一定濃度梯度的KIO3（準確稱量不同質(zhì)量）-KI溶液做一系列的標準曲線，在352nm波長下以蒸餾水作參比，測其吸光度。c（I2）AAxcx五、臭氧的測定臭氧是最強的氧化劑之一，它是空氣中的氧在太陽紫外線的照射下或受雷擊形成的。臭氧具有強烈的刺激性，在紫外線的作用下，參與烴類和NOx的光化學(xué)反應(yīng)。同時，臭氧又是高空大氣的正常組分，能強烈吸收紫外線，保護人和生物免受太陽紫外線的輻射。但是，如O3超過一定濃度，對人體和某些植物生長會產(chǎn)生一定危害。測定方法：硼酸碘化鉀分光光度法、靛藍二磺酸鈉分光光度法。O3I-I2I-Na2S2O3剩余Na2S2O3一定量過量的I2剩余的I2（A1）一定量過量的I2剩余的I2(A2)A(氣樣中O3氧化碘化鉀生成碘)=A1—A2零空氣I-I2（全部剩余）Na2S2O3六、氟化物的測定空氣中的氣態(tài)氟化物主要是氟化氫，也可能有少量氟化硅(SiF4)和氟化碳(CF4)。含氟粉塵主要是冰晶石(Na3A1F6)、螢石(CaF2)、氟化鋁(A1F3)、氟化鈉(NaF)及磷灰石[3Ca3(PO4)2·CaF2]等。氟化物屬高毒類物質(zhì)，由呼吸道進入人體，會引起黏膜刺激、中毒等癥狀，并能影響各組織和器官的正常生理功能。對于植物的生長也會產(chǎn)生危害。測定方法：濾膜(磷酸氫二鉀溶液浸漬或者碳酸氫鈉甘油溶液浸漬）采樣-離子選擇電極法、石灰(Ca(OH)2)濾紙采樣-氟離子選擇電極法。七、硫酸鹽化速率的測定污染源排放到空氣中的SO2、H2S、H2SO4蒸氣等含硫污染物，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稱為硫酸鹽化速率。測定方法：二氧化鉛-重量法、堿片-重量法、堿片-離子色譜法。1PbO2重量法影響因素：PbO2的粒度、純度和表面活性度；PbO2涂層厚度和表面濕度；含硫污染物的濃度和種類；采樣時期的風速、風向及空氣溫度、濕度等。此方法無需采樣動力,能較好反映含硫污染物的污染狀況。2堿片重量法（用碳酸鉀浸漬的玻璃相微濾膜采樣）基于碳酸鉀與空氣中的SO2等反應(yīng)生成硫酸鹽，加入氯化鋇生成硫酸鋇沉淀，用重量法測定3堿片—離子色譜法采樣堿片經(jīng)碳酸鈉—碳酸氫鈉稀溶液浸取后，獲得樣品溶液，注入離子色譜儀測定。八、總烴及非甲烷烴的測定污染環(huán)境空氣的烴類一般指具有揮發(fā)性的碳氫化合物(C1～C8)，總烴(THC）：包括甲烷在內(nèi)的碳氫化合物。非甲烷烴(NMHC)：除甲烷以外的碳氫化合物。(意義）來源：石油煉制、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。測定方法：氣相色譜法、光電離檢測法。圖3.28色譜法測定總烴流程示意圖（一）氣相色譜法圖3.29除烴凈化裝置示意圖圖3.30用除烴凈化空氣作載氣色譜流程示意圖（二）光電離檢測法九、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。

（一）揮發(fā)性有機化合物(VOCs)的測定冷凍吸附采樣，熱解析進樣，毛細管色譜法。圖3.31熱解析進樣色譜分析流程示意圖（二）甲醛的測定酚試劑分光光度法，乙酰丙酮風光光度法，氣相色譜法和離子色譜法。1、酚試劑分光度法（3-甲基-2-苯并噻唑腙鹽酸鹽）

酚試劑做吸收液，氣泡吸收管，空氣采樣器

生成藍色化合物，630nm下測定吸光度2、乙酰丙酮分光光度法3、氣相色譜法4、離子色譜法十、其他污染物質(zhì)的測定（一）苯系物的測定苯系物包括苯、甲苯、乙苯、鄰二甲苯、對二甲苯、間二甲苯等，可經(jīng)富集采樣，解吸，用氣相色譜法測定。（二）揮發(fā)酚的測定常用氣相色譜法或4-氨基安替比林分光光度法測定空氣中的揮發(fā)酚(苯酚、甲酚、二甲酚等)。（三）甲基對硫磷和敵百蟲的測定甲基對硫磷(甲基1605)是國內(nèi)廣泛應(yīng)用的殺蟲劑，屬高毒物質(zhì)。常用的測定方法有氣相色譜法和鹽酸萘乙二胺分光光度法。(四）二噁英的測定：高效液相色譜法第五節(jié)顆粒物的測定3.5顆粒物的測定（一）總懸浮顆粒物的測定（TSP）用濾膜采樣-重量法測定。測定原理為用抽氣動力抽取一定體積的空氣通過已恒重的濾膜，則空氣中的懸浮顆粒物被阻留在濾膜上，根據(jù)采樣前后濾膜重量差及采樣體積，即可計算TSP的質(zhì)量濃度。大流量：0.7~1.4m3/min;中流量：70~140L/min連續(xù)采樣24h，按照下式計算TSP：標準狀況下的采集流量，m3/min?；蛘邔⒉蓸芋w積換算為標況下的體積二、可吸入顆粒物(PM10)的測定可吸入顆粒物主要是指通過人的咽喉進入肺部的氣管、支氣管區(qū)和肺泡的那部分顆粒物，具有D50(質(zhì)量中值直徑)=10μm到上截止點30μm的粒徑范圍，常用PM10表示。測定方法：重量法、壓電晶體差頻法、光散射法。（二）壓電晶體差頻法:（三）光散射法圖3.33石英晶體PM10測定儀工作原理示意圖（一）重量法大流量：1.05m3/min中流量：100L/min小流量：16.67L/minβ射線法。可連續(xù)實時監(jiān)測TSP、PM10、PM2.5和PM1.0

采用微量振蕩天平技術(shù)（TEOM）

.TEOM是一種很精細的稱重方式，通過測量顆粒物的質(zhì)量，快速地檢測出顆粒物濃度的變化情況。該款儀器的一大特色是可以同時監(jiān)測PM2.5和PM10，其切割器下面有一個分配器，分成兩條不同的氣路。三、灰塵自然沉降量及其組分的測定該指標系指在空氣環(huán)境條件下，單位時間靠重力自然沉降落在單位面積上的顆粒物量(簡稱降塵)?；覊m自然沉降量用重量法測定。有時還需要測定降塵中的可燃性物質(zhì)、可溶性和非水溶性物質(zhì)、灰分以及某些化學(xué)組分。（一）灰塵自然沉降量的測定（二）降塵中可燃物的測定：600℃馬弗爐（三）降塵中其他組分的測定將收集到的降塵定量轉(zhuǎn)移到500mL燒杯，加熱濃縮至10~20mL后，在轉(zhuǎn)移到已恒重的瓷坩堝，用水沖洗燒杯壁上的塵粒，并入瓷坩堝，在電熱板上蒸干，與105±5℃烘箱內(nèi)烘至恒重，按下式計算：降塵樣品105℃烘至恒重

苯萃取

蒸發(fā)、烘干

恒重

600℃

灼燒

600℃灼燒

濾液殘留物取定量濾液取定量濾液硫酸鹽、氯化物等測定水溶性物質(zhì)水溶性可燃性物質(zhì)水溶性灰分非水溶性物質(zhì)量萃取液殘留物苯溶性物質(zhì)非水可燃物質(zhì)非水溶性灰分金屬組分四、總懸浮顆粒物(TSP)中污染組分的測定（一）某些金屬元素和非金屬化合物的測定（重金屬、硫酸鹽、硝酸鹽、氯化物、P2O5等）測定方法：不需要樣品處理：中子活化、X射線…昂貴，難普及

需要樣品處理：分光光度、原子吸收…價格低，應(yīng)用廣

1.樣品預(yù)處理方法

2.測定方法簡介2.多環(huán)芳烴的分離1.多環(huán)芳烴的提取圖3.36真空升華法提取裝置

示意圖圖3.37紙層析示意圖（二）有機化合物的測定薄層層析多環(huán)芳烴提取比移值Rf是一特征值，可以根據(jù)該值的大小進行定性和定量分析。（如同氣相色譜中的保留時間）五、空氣污染指數(shù)計算空氣污染指數(shù)(API)是一種向社會公眾公布的反映和評價空氣質(zhì)量狀況的指標。它將常規(guī)監(jiān)測的幾種主要空氣污染物濃度經(jīng)過處理簡化為單一的數(shù)值形式，分級表示空氣質(zhì)量和污染程度，具有簡明、直觀和使用方便的優(yōu)點。根據(jù)我國城市空氣污染的特點，以SO2、NOx和TSP、CO小時（或日）平均值、O3的8小時平均值和PM2.5的24小時平均值作為計算API的暫定項目表3.9空氣污染指數(shù)范圍及相應(yīng)的空氣質(zhì)量級別污染指數(shù)質(zhì)量級別質(zhì)量描述對健康的影響建議措施0～50Ⅰ優(yōu)空氣質(zhì)量令人滿意，基本無空氣污染，對健康沒有危害。

可多參加戶外活動，多呼吸清新的空氣。

51～100Ⅱ良除少數(shù)對某些污染物特別敏感的人群外，不會對人體健康產(chǎn)生危害?？烧；顒映龑μ貏e容易過敏的人外，可以正常進行室外活動。

101～150Ⅲ輕污染敏感人群癥狀會有輕度加劇，對健康人群沒有明顯影響。

兒童、老年人及心臟病、呼吸系統(tǒng)疾病患者減少體力消耗大的戶外活動。

150～200Ⅳ中污染敏感人群癥狀進一步加劇，可能對健康人心臟、呼吸系統(tǒng)有影響盡量減少外出，停留室內(nèi)，一般人應(yīng)適量減少戶外運動210—300Ⅴ重污染健康人明顯強烈癥狀，降低運動耐受力，提前出現(xiàn)某些疾病停止戶外運動，一般人群盡量減少戶外運動?！?00嚴重污染空氣狀況極差，所有人健康都會受到嚴重危害。

應(yīng)停留在室內(nèi)，一般人群盡量不要停留在室外。

某種污染物的污染分指數(shù)(Ii)按下式計算：式中：

ρi，Ii——分別為第i種污染物的濃度值和污染分指數(shù)值；

ρ

i,j，Ii,j——分別為第i種污染物在j轉(zhuǎn)折點的極限濃度值和污染分指數(shù)值(查表3.8)；ρ

i,j+1，Ii,j+1——分別為第i種污染物在j+1轉(zhuǎn)折點的濃度極限值和污染分指數(shù)值?？諝馕廴局笖?shù)的計算分別計算各種污染分指數(shù)API，最大值為該城市的API（AQI），為首要污染物。若分指數(shù)相同，選取順序：PM2.5、PM10、SO2、NO2、O3、COAQI計算與評價過程1、第一步是對照各項污染物的分級濃度限值。2、第二步是從各項污染物的AQI中選擇最大值確定為AQI，當AQI大于50時將IAQI最大的污染物確定為首要污染物；3、第三步是對照AQI分級標準，確定空氣質(zhì)量級別、類別及表示顏色、健康影響與建議采取的措施。

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0.080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)系進行計算，即此處濃度限值ρi=0.215mg/m3，ρi,j=0.150mg/m3米，ρi,j+1=0.250mg/m3，而相應(yīng)的分指數(shù)值Ii,j=100，Ii,j+1=200，則PM10的污染分指數(shù)為：其它污染物的分指數(shù)分別為I=77.5(SO2)，I=50(NO2)

API=max（165,77.5,50）=165

首要污染物為可吸入顆粒物（PM10）

第六節(jié)降水監(jiān)測采樣點的布設(shè)樣品的采集降水組分的測定一、采樣點的布設(shè)

根據(jù)我國《大氣降水樣品的采集與保存》(GB13580.2—92)標準中規(guī)定：（1）采樣點數(shù)目，根據(jù)研究的目的和需要來確定。一般常規(guī)監(jiān)測，人口在五十萬以上的城市布三個點，人口在五十萬以下的城市布設(shè)二個點，采樣點的布設(shè)應(yīng)兼顧城區(qū)、農(nóng)村和清潔對照點。要盡可能照顧到氣象地形、地貌。（2）采樣點位應(yīng)盡可能的遠離局部污染源，四周無遮擋雨、雪的高大樹木或建筑物。二、樣品的采集（一）采樣器圖3.40降水采樣器實物照片圖3.39雨水自動采樣器示意圖（二）采樣方法（三）水樣的保存

（1）從每次降雨(雪)開始，要采集全過程(開始到結(jié)束)雨(雪)樣。如遇連續(xù)幾天降雨(雪)，每天上午8:00開始，連續(xù)采集24h為一次樣。（2）采樣器應(yīng)高于基礎(chǔ)面1.2m以上。（3）樣品采集后，應(yīng)貼上標簽，編好號，記錄采樣地點、日期、采樣起止時間、雨量等。

采樣后應(yīng)盡快測定；如需要保存，一般不主張?zhí)砑颖４鎰?，水樣密封后放于冰箱中。（一）測定項目和測定頻次I級測點為：pH、電導(dǎo)率、K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH4+、SO42－、NO2－、NO3－、F－、Cl－。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、降水組分的測定（二）測定方法1.pH的測定——玻璃電極法，pH<5.7即為酸雨。2.電導(dǎo)率的測定：電導(dǎo)率儀3.硫酸根的測定：離子色譜法。反應(yīng)空氣被含硫化合物的污染狀況4.亞硝酸根和硝酸根的測定：離子色譜、分光光度發(fā)5.氟離子的測定：離子色譜法6.氯離子的測定：離子色譜法7.銨根離子的測定：離子色譜法、納氏試劑分光光度法8.鉀、鈉、鈣、鎂離子的測定：原子吸收、離子色譜法第七節(jié)污染源監(jiān)測一、固定污染源排氣監(jiān)測固定污染源指煙道(chimney)、煙囪(chimneyflue)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)。（一）監(jiān)測目的和要求監(jiān)測目的:(1)評價是否符合國家或地方的排放標準和總量控制標準；(2)評價凈化裝置及污染防治設(shè)施的性能和運行情況;(3)為空氣質(zhì)量評價和管理提供依據(jù)。監(jiān)測要求：進行監(jiān)測時，要求生產(chǎn)設(shè)備處于正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)下，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)其變化特點和周期進行系統(tǒng)監(jiān)測。監(jiān)測內(nèi)容：包括廢氣排放量、污染物質(zhì)排放濃度及排放速率(kg/h)。在計算廢氣排放量和污染物質(zhì)排放濃度時，都使用標準狀態(tài)下的干氣體體積。（二）采樣點的布設(shè)采樣位置采樣位置應(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。采樣點數(shù)目根據(jù)煙道的形狀、尺寸和流速分布確定。

圓形煙道

矩形(或方形)煙道動畫3.1圓形煙道采樣點布設(shè)P209表3-10,11）根據(jù)煙道的直徑確定圓環(huán)數(shù)采樣點數(shù)和采樣點數(shù)

動畫3.2矩形(或方形)煙道采樣點布設(shè)P210表3-12根據(jù)煙道斷面面積確定分塊邊長和采樣點數(shù)（三）基本狀態(tài)參數(shù)的測量溫度的測量:長桿溫度計，熱電偶壓力的測量以下是采樣管、測壓管實物照片及剖面圖。采樣頭采樣管S形皮托管熱電偶濾筒玻璃纖維濾筒采樣管剛玉濾筒采樣管圖3.41傾斜式微壓計

示意圖圖3.42動壓和靜壓測量方法示意圖流速和流量的計算

在測出煙氣的溫度、壓力等參數(shù)后，按下式計算各測點的煙氣流速(vs)：式中：vs——煙氣流速，m/s；

Kp——皮托管校正系數(shù)；

pv——煙氣動壓，Pa；

ρ——煙氣密度，kg/m3。煙道斷面上各測點煙氣平均流速按下式計算：煙氣流量按下式計算：式中：Qs——煙氣流量，m3/h；

S——測定斷面面積，m2。式中：Qnd——標準狀態(tài)下煙氣流量，m3/h；

ps—煙氣靜壓，Pa；

pa—大氣壓力，Pa；

xw—煙氣含濕量體積分數(shù)，%。標準狀態(tài)下干煙氣流量按下式計算：（四）含濕量的測定重量法冷凝法干濕球溫度計法圖3.43重量法測定煙氣含濕量裝置示意圖（五）煙塵濃度的測定原理圖3.44不同采樣速度時顆粒物運動狀況示意圖采樣類型圖3.45預(yù)測流速法煙塵采樣裝置示意圖常用的采樣管有超細玻璃纖維濾筒采樣管和剛玉濾筒采樣管等速采樣方法圖3.46動壓平衡型等速管法采樣裝置示意圖煙塵濃度計算在采樣裝置的流量計前裝有冷凝器和干燥器的情況下，干煙氣的采樣體積按下式計算：式中：Vnd——標準狀態(tài)下干煙氣體積，L；

Q’——采樣流量，L/min；

Msd——干煙氣氣體相對分子質(zhì)量，㎏/kmol；

tr——轉(zhuǎn)子流量計前氣體溫度，℃；

t——采樣時間，min。煙塵濃度計算：根據(jù)采樣類型不同，用不同的公式計算。移動采樣時：式中：ρ——煙氣中煙塵濃度，mg/m3；

G——測得煙塵質(zhì)量，g；

Vnd——標準狀態(tài)下干煙氣體積，L。式中：——煙氣中煙塵平均濃度，mg/m3；

v1,v2、,…,vn——各采樣點煙氣流速，m/s；

ρ1,ρ2,…,ρn——各采樣點煙氣中煙塵濃度，mg/m3；

S1,S2,…,Sn——各采樣點所代表的截面積，m2。定點采樣時：