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第二節(jié)
空氣污染監(jiān)測(cè)方案的制訂程序:監(jiān)測(cè)目的→收集基礎(chǔ)資料→確定監(jiān)測(cè)項(xiàng)目→設(shè)計(jì)布點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)→選定采樣頻率、采樣方法和監(jiān)測(cè)技術(shù)→質(zhì)量保證程序和措施→提出報(bào)告要求、進(jìn)度計(jì)劃。一、監(jiān)測(cè)目的(1)對(duì)主要污染物質(zhì)定期或連續(xù)監(jiān)測(cè)→
判斷、評(píng)價(jià)大氣質(zhì)量。(2)大氣污染預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的依據(jù)。(3)為執(zhí)法、管理、科研、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)。第二節(jié)
空氣污染監(jiān)測(cè)方案的制訂程序:監(jiān)測(cè)目的→收集基礎(chǔ)資料1二、調(diào)研及資料收集(一)污染源分布及排放情況污染源類型、數(shù)量、位置、排放的主要污染物及排放量,所用原料、燃料及消耗量。風(fēng)向、風(fēng)速、氣溫、氣壓、降水量、日照時(shí)間、相對(duì)濕度、溫度的垂直梯度和逆溫層底部高度等。(二)氣象資料(三)地形資料地形:影響風(fēng)向、風(fēng)速和大氣穩(wěn)定情況等→設(shè)置監(jiān)測(cè)網(wǎng)點(diǎn)。二、調(diào)研及資料收集(一)污染源分布及排放情況污染源類型、數(shù)量2(四)土地利用和功能分區(qū)情況
土地利用情況及功能區(qū)劃分→設(shè)置監(jiān)測(cè)網(wǎng)點(diǎn)。如工業(yè)區(qū)、商業(yè)區(qū)、混合區(qū)、居民區(qū)等。(五)人口分布及人群健康情況人口分布、居民和動(dòng)植物受大氣污染危害情況及流行性疾病等資料→制訂監(jiān)測(cè)方案、分析判斷監(jiān)測(cè)結(jié)果。三、監(jiān)測(cè)項(xiàng)目?jī)?yōu)先監(jiān)測(cè)原則:危害大、涉及范圍廣、已建立成熟的測(cè)定方法,并有標(biāo)準(zhǔn)可比的項(xiàng)目(四)土地利用和功能分區(qū)情況土地利用情況及功能區(qū)劃分3
空氣污染常規(guī)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目類別必測(cè)項(xiàng)目按地方情況增加的必測(cè)項(xiàng)目選測(cè)項(xiàng)目空氣污染物監(jiān)測(cè)TSP、SO2、NO2、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、非甲烷烴、芳香烴、苯乙烯、酚、甲醛、甲基對(duì)硫磷、異氰酸甲酯等空氣降水監(jiān)測(cè)pH值、電導(dǎo)率K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH4+、SO42-、NO3-、Cl-
空氣污染常規(guī)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目類別必測(cè)項(xiàng)目按地方情況增加的必測(cè)項(xiàng)目4四、監(jiān)測(cè)站(點(diǎn))的布設(shè)(一)布設(shè)采樣點(diǎn)的原則和要求(1)覆蓋全部監(jiān)測(cè)區(qū):設(shè)在整個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域的高、中、低三種不同污染物濃度的地方。(2)在污染源比較集中、主導(dǎo)風(fēng)向比較明顯的情況下,應(yīng)在下風(fēng)向布設(shè)較多的采樣點(diǎn);上風(fēng)向布設(shè)少量點(diǎn)作為對(duì)照。(3)工業(yè)較密集的城區(qū)和工礦區(qū),人口密度及污染物超標(biāo)地區(qū),要適當(dāng)增設(shè)采樣點(diǎn);城市郊區(qū)和農(nóng)村,人口密度小及污染物濃度低的地區(qū),可酌情少設(shè)采樣點(diǎn)。四、監(jiān)測(cè)站(點(diǎn))的布設(shè)(一)布設(shè)采樣點(diǎn)的原則和要求(1)覆蓋5(4)采樣點(diǎn)的周圍應(yīng)開闊,采樣口水平線與周圍建筑物高度的夾角應(yīng)不大于30°。測(cè)點(diǎn)周圍無局地污染源,并應(yīng)避開樹木及吸附能力較強(qiáng)的建筑物。交通密集區(qū)的采樣點(diǎn)應(yīng)設(shè)在距人行道邊緣至少1.5m遠(yuǎn)處。(5)各采樣點(diǎn)的設(shè)置條件要盡可能一致或標(biāo)準(zhǔn)化,使獲得的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)具有可比性。(4)采樣點(diǎn)的周圍應(yīng)開闊,采樣口水平線與周圍建筑物高度的夾角6(6)采樣高度根據(jù)監(jiān)測(cè)目的而定:研究大氣污染對(duì)人體的危害:離地面1.5—2m處;研究大氣污染對(duì)植物或器物的影響:與植物或器物高度相近。連續(xù)采樣例行監(jiān)測(cè):距地面3—15m;若置于屋頂采樣:與基礎(chǔ)面有1.5m以上的相對(duì)高度。(6)采樣高度根據(jù)監(jiān)測(cè)目的而定:研究大氣污染對(duì)人體的危害:離7布設(shè)采樣點(diǎn)的原則和要求污染物濃度污染源工業(yè)分布人口密度超標(biāo)情況監(jiān)測(cè)類型優(yōu)化布點(diǎn)基本原則布設(shè)采樣點(diǎn)的原則和要求污染物濃度污染源工業(yè)分布人口密度超標(biāo)情8(二)采樣站(點(diǎn))數(shù)目的確定根據(jù)監(jiān)測(cè)范圍大小、污染物的空間分布特征、人口分布及密度、氣象、地形及經(jīng)濟(jì)條件等因素綜合考慮確定。我國(guó)大氣環(huán)境污染例行監(jiān)測(cè)采樣點(diǎn)設(shè)置數(shù)目市區(qū)人口(萬(wàn)人)SO2、NOx、TSP灰塵自然降塵量硫酸鹽化速率<5050-100100-200200-400>40034567≥34-88-1112-2020-30≥66-1212-1818-3030-40(二)采樣站(點(diǎn))數(shù)目的確定根據(jù)監(jiān)測(cè)范圍大小、污染物的空間分9(三)采樣站(點(diǎn))布設(shè)方法1.功能區(qū)布點(diǎn)法先將監(jiān)測(cè)區(qū)域劃分為工業(yè)區(qū)、商業(yè)區(qū)、居住區(qū)、工業(yè)和居住混合區(qū)、交通稠密區(qū)、清潔區(qū)等,再根據(jù)具體污染情況和人力、物力條件,在各功能區(qū)設(shè)置一定數(shù)量的采樣點(diǎn)。多用于區(qū)域性常規(guī)監(jiān)測(cè)。在污染較集中的工業(yè)區(qū)和人口較密集的居住區(qū)多設(shè)采樣點(diǎn)。(三)采樣站(點(diǎn))布設(shè)方法1.功能區(qū)布點(diǎn)法先將監(jiān)測(cè)區(qū)域劃10清潔區(qū)文教區(qū)交通稠密混合區(qū)工業(yè)區(qū)清潔區(qū)文教區(qū)交通稠密混合區(qū)工業(yè)區(qū)112.網(wǎng)格布點(diǎn)法將監(jiān)測(cè)區(qū)域地面劃分成若干均勻網(wǎng)狀方格,采樣點(diǎn)設(shè)在兩條直線的交點(diǎn)處或方格中心。
網(wǎng)格大小視污染源強(qiáng)度、人口分布及人力、物力條件等確定。
若主導(dǎo)風(fēng)向明顯,下風(fēng)向設(shè)點(diǎn)應(yīng)多一些(采樣點(diǎn)總數(shù)的60%)。
對(duì)于有多個(gè)污染源,且污染源分布較均勻的地區(qū),常采用該法。
能較好地反映污染物的空間分布。2.網(wǎng)格布點(diǎn)法將監(jiān)測(cè)區(qū)域地面劃分成若干均勻網(wǎng)狀方格,采樣12環(huán)境監(jiān)測(cè)-空氣和廢氣監(jiān)測(cè)課件133.同心圓布點(diǎn)法
先找出污染群的中心,以此為圓心畫若干個(gè)同心圓,再?gòu)膱A心作若干條放射線,將放射線與圓周的交點(diǎn)作為采樣點(diǎn)。
不同圓周上的采樣點(diǎn)數(shù)目不一定相等或均勻分布,常年主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向比上風(fēng)向多設(shè)一些點(diǎn)。3.同心圓布點(diǎn)法先找出污染群的中心,以此為圓14環(huán)境監(jiān)測(cè)-空氣和廢氣監(jiān)測(cè)課件154.扇形布點(diǎn)法
以點(diǎn)源所在位置為頂點(diǎn),主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)檩S線,在下風(fēng)向地面上劃出一個(gè)扇形區(qū)作為布點(diǎn)范圍。采樣點(diǎn)設(shè)在扇形平面內(nèi)距點(diǎn)源不同距離的若干弧線上。
扇形的角度一般為45°,不能超過90°。每條弧線上設(shè)3—4個(gè)采樣點(diǎn),相鄰兩點(diǎn)與頂點(diǎn)連線的夾角一般取10—20°。4.扇形布點(diǎn)法以點(diǎn)源所在位置為頂點(diǎn),主導(dǎo)16環(huán)境監(jiān)測(cè)-空氣和廢氣監(jiān)測(cè)課件17
在上風(fēng)向應(yīng)設(shè)對(duì)照點(diǎn)。適用于孤立的高架點(diǎn)源,且主導(dǎo)風(fēng)向明顯的地區(qū)。采用同心圓和扇形布點(diǎn)法時(shí)———對(duì)高架點(diǎn)源,注意最大地面濃度出現(xiàn)位置。距高架點(diǎn)源一定距離處,污染物地面濃度最高,該處布點(diǎn)應(yīng)密。同心圓或弧線不宜等距離劃分。污染物最大濃度出現(xiàn)的位置,與源高、氣象條件和地面狀況密切相關(guān)在上風(fēng)向應(yīng)設(shè)對(duì)照點(diǎn)。適用于孤立的高架點(diǎn)源,采用同心圓和1850m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)系實(shí)際工作中——綜合布點(diǎn)法。大氣穩(wěn)定度最大濃度出現(xiàn)位置(相當(dāng)于煙囪高度的倍數(shù))不穩(wěn)定中性穩(wěn)定5-1020左右40以上50m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19五、采樣頻率和采樣時(shí)間采樣時(shí)間(采樣時(shí)段):每次采樣從開始到結(jié)束所經(jīng)歷的時(shí)間。采樣頻率:在一個(gè)時(shí)段內(nèi)的采樣次數(shù)。
采樣時(shí)間短——僅適用于事故性污染、初步調(diào)查等應(yīng)急監(jiān)測(cè)。五、采樣頻率和采樣時(shí)間采樣時(shí)間(采樣時(shí)段):每次采樣從開始到20增加采樣時(shí)間的兩種辦法:1、增加采樣頻率,即每隔一定時(shí)間采樣測(cè)定一次,取多個(gè)試樣測(cè)定結(jié)果的平均值為代表值
適用于受人力、物力限制而進(jìn)行人工采樣測(cè)定的情況。2、使用自動(dòng)采樣儀器進(jìn)行連續(xù)自動(dòng)采樣,若再配用污染組分連續(xù)或間歇自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器,其監(jiān)測(cè)結(jié)果能很好地反應(yīng)污染物濃度的變化,得到任何一段時(shí)間的代表值(平均值)。增加采樣時(shí)間的兩種辦法:1、增加采樣頻率,即每隔一定時(shí)間采樣21環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范規(guī)定的采樣時(shí)間和采樣頻率
監(jiān)測(cè)項(xiàng)目采
樣
時(shí)
間
和
頻
率
二氧化硫隔日采樣,每天連續(xù)采24±0.5小時(shí),每月14-16天,每年12個(gè)月氮氧化物同二氧化硫
總懸浮顆粒物隔雙日采樣,每天連續(xù)采24±0.5小時(shí),每月5-6天,每年12個(gè)月灰塵自然降塵量每月采樣30±2天,每年12個(gè)月硫酸鹽化速率每月采樣30±2天,每年12個(gè)月環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范規(guī)定的采樣時(shí)間和采樣頻率
監(jiān)測(cè)項(xiàng)目采
22在《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3095-1996)中,要求測(cè)定年、季、日、一小時(shí)、植物生長(zhǎng)季平均濃度。年平均:指任何一年的日平均濃度的算術(shù)均值。
季平均:指任何一季的日平均濃度的算術(shù)均值。
月平均:指任何一月的日平均濃度的算術(shù)均值。
日平均:指任何一日的平均濃度。
一小時(shí)平均:指任何一小時(shí)的平均濃度。植物生長(zhǎng)季平均:指任何一個(gè)植物生長(zhǎng)季月平均濃度的算術(shù)均值。在《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3095-1996)中,要求測(cè)定23各項(xiàng)污染物數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的有效性規(guī)定SO2,NOx,NO2年平均每年至少有分布均勻的144個(gè)日均值
每月至少有分布均勻的12個(gè)日均值TSP,PM10,pb年平均每年至少有分布均勻的60個(gè)日均值
每月至少有分布均勻的5個(gè)日均值SO2,NOx,NO2,CO日平均每日至少有18小時(shí)的采樣時(shí)間TSP,PM10,B(a)P,pb日平均每日至少有12小時(shí)的采樣時(shí)間SO2,NOx,NO2,CO,O31小時(shí)平均每小時(shí)至少有45分鐘的采樣時(shí)間pb季平均每季至少有分布均勻的15個(gè)日均值
每月至少有分布均勻的5個(gè)日均值F月平均每月至少采樣15日以上植物生長(zhǎng)季平均每一個(gè)生長(zhǎng)季至少有70%個(gè)月平均值日平均每日至少有12小時(shí)的采樣時(shí)間1小時(shí)平均每小時(shí)至少有45分種的采樣時(shí)間各項(xiàng)污染物數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的有效性規(guī)定SO2,NOx,NO2年平均每24六、采樣方法、監(jiān)測(cè)方法和質(zhì)量保證
采集空氣樣品的方法和儀器要根據(jù)空氣中污染物的存在狀態(tài)、濃度、物理化學(xué)性質(zhì)及所用監(jiān)測(cè)方法選擇。
監(jiān)測(cè)方法:分光光度法、氣相色譜、熒光光度法、液相色譜法、原子吸收法、氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)、液相色譜-質(zhì)譜(LC-MS)。
六、采樣方法、監(jiān)測(cè)方法和質(zhì)量保證采集空氣樣品的方法和25各項(xiàng)污染物分析方法污染物名稱分析方法來源二氧化硫(1)甲醛吸收副玫瑰苯胺分光光度法
(2)四氯汞鹽副玫瑰苯胺分光光度法
(3)紫外熒光法①GB/T15262-94
GB8970-88總懸浮顆粒物重量法GB/T15432-95可吸入顆粒物重量法GB6921-86氮氧化物
(以NO2計(jì))(1)Saltzman法
(2)化學(xué)發(fā)光法②GB/T15436-95二氧化氮(1)Saltzman法
(2)化學(xué)發(fā)光法②GB/T15435-95臭氧(1)靛藍(lán)二磺酸鈉分光光度法
(2)紫外光度法
(3)化學(xué)發(fā)光法③GB/T15437-95
GB/T15438-95一氧化碳非分散紅外法GB9801-88苯并[a]芘(1)乙?;癁V紙層析──熒光分光光度法
(2)高效液相色譜法GB9871-88
GB/T15439-95鉛火焰原子吸收分光光度法GB/T15264-94氟化物
(以F計(jì))(1)濾膜氟離子選擇電極法④
(2)石灰濾紙氟離子選擇電極法⑤GB/T15434-95
GB/T15433-95注:①②③分別暫用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO/CD10498、ISO7996,ISO10313,待國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布后,執(zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn);④用于日平均和1小時(shí)平均標(biāo)準(zhǔn);⑤用于月平均和植物生長(zhǎng)季平均標(biāo)準(zhǔn)。各項(xiàng)污染物分析方法污染物名稱分析方法來源二氧化硫(1)甲醛吸26程序:監(jiān)測(cè)目的→收集基礎(chǔ)資料→確定監(jiān)測(cè)項(xiàng)目→設(shè)計(jì)布點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)→選定采樣頻率、采樣方法和監(jiān)測(cè)技術(shù)→質(zhì)量保證程序和措施→提出報(bào)告要求、進(jìn)度計(jì)劃小結(jié)程序:監(jiān)測(cè)目的→收集基礎(chǔ)資料→確定監(jiān)測(cè)項(xiàng)目→設(shè)計(jì)布點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)→選27第三節(jié)空氣樣品的采集方法和儀器選擇采樣方法要考慮的因素1.污染物的存在狀態(tài)2.污染物的濃度3.污染物的理化特性4.所用分析方法的靈敏性第三節(jié)空氣樣品的采集方法和儀器選擇采樣方法要考慮的因素281 .直接采樣法①被測(cè)組分濃度高②分析方法靈敏度高2.濃縮采樣法①被測(cè)組分濃度低②分析方法靈敏度不夠高采樣方法1 .直接采樣法采樣方法29直接采樣法1.注射器采樣2.塑料袋采樣3 .采氣管采樣4.真空瓶采樣直接采樣法1.注射器采樣30濃縮采樣法(1)溶液吸收法(2)填充柱阻留法(3)濾料阻留法(4)低溫冷凝法(5)靜電沉積法(6)自然積集法(7)擴(kuò)散滲透法(8)綜合采樣法濃縮采樣法(1)溶液吸收法(5)靜電沉積法31一、直接采樣法從大氣中直接采集少量氣樣——被測(cè)組分濃度較高,或者監(jiān)測(cè)方法靈敏度高時(shí)。
測(cè)得的結(jié)果是瞬時(shí)濃度或短時(shí)間內(nèi)的平均濃度——快(一)注射器采樣常用100mL注射器采集有機(jī)蒸氣樣品。先用現(xiàn)場(chǎng)氣體抽洗2—3次,然后抽取100mL,密封進(jìn)氣口。一般應(yīng)當(dāng)天分析完。一、直接采樣法從大氣中直接采集少量氣樣——被測(cè)組分濃度較高,32環(huán)境監(jiān)測(cè)-空氣和廢氣監(jiān)測(cè)課件33(二)塑料袋采樣塑料袋:與污染組分既不發(fā)生化學(xué)反應(yīng),也不吸附、不滲漏。
先用二聯(lián)球打進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)氣體沖洗2—3次,再充滿樣氣,封口。(三)采氣管采樣采氣管:兩端具有旋塞的管式玻璃容器。(二)塑料袋采樣塑料袋:與污染組分既不發(fā)生化學(xué)反應(yīng),也不吸附34環(huán)境監(jiān)測(cè)-空氣和廢氣監(jiān)測(cè)課件35采樣:打開兩端旋塞,將二聯(lián)球或抽氣泵接在管的一端,迅速抽進(jìn)比采氣管容積大6—10倍的欲采氣體,使采氣管中原有氣體被完全置換出,關(guān)上兩端旋塞,采氣體積即為采氣管的容積。(四)真空瓶采樣真空瓶:耐壓玻璃制成的固定容器,容積為500—1000mL。采樣:打開兩端旋塞,將二聯(lián)球或抽氣泵接在管的一端,迅速抽進(jìn)比36環(huán)境監(jiān)測(cè)-空氣和廢氣監(jiān)測(cè)課件37采樣前,先用抽真空裝置將采氣瓶?jī)?nèi)抽至剩余壓力達(dá)1.33kPa左右,關(guān)閉旋塞。采樣時(shí),打開旋塞,被采空氣即充入瓶?jī)?nèi),關(guān)閉旋塞,則采樣體積為真空采氣瓶的容積。
如果采氣瓶?jī)?nèi)真空度達(dá)不到1.33kPa,實(shí)際采樣體積應(yīng)根據(jù)剩余壓力進(jìn)行計(jì)算:采樣體積=采氣瓶容積×采氣瓶?jī)?nèi)外壓力差/大氣壓力采樣前,先用抽真空裝置將采氣瓶?jī)?nèi)抽至剩余壓力達(dá)1.33kPa38環(huán)境監(jiān)測(cè)-空氣和廢氣監(jiān)測(cè)課件39二、富集(濃縮)采樣法污染物質(zhì)濃度比較低,直接采樣法不能滿足分析方法檢測(cè)限的要求時(shí)――濃縮。
測(cè)得結(jié)果代表采樣時(shí)段的平均濃度。(一)溶液吸收法用抽氣裝置將欲測(cè)空氣以一定流量抽入裝有吸收液的吸收管(瓶)。采樣結(jié)束后,倒出吸收液進(jìn)行測(cè)定,根據(jù)測(cè)得結(jié)果及采樣體積計(jì)算大氣中污染物的濃度。采集氣態(tài)、蒸氣態(tài)及某些氣溶膠態(tài)污染物質(zhì)的常用方法。二、富集(濃縮)采樣法污染物質(zhì)濃度比較低,直接采樣法不能滿足40
吸收效率主要決定于吸收速度和樣氣與吸收液的接觸面積。
常用吸收液:水、水溶液和有機(jī)溶劑等。吸收原理:氣體分子溶解于溶液中的物理作用。發(fā)生化學(xué)反應(yīng)——吸收速度快的多。除采集溶解度非常大的氣態(tài)物質(zhì)外,一般都選用伴有化學(xué)反應(yīng)的吸收液。吸收效率主要決定于吸收速度和樣氣與吸收液的接觸面積。41
吸收液的選擇原則:(1)與被采集的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)快或?qū)ζ淙芙舛却?。?)吸收后,要有足夠的穩(wěn)定時(shí)間。
(3)吸收后,應(yīng)有利于下一步分析測(cè)定,最好能直接用于測(cè)定。
(4)毒性小、價(jià)格低、易于購(gòu)買,且盡可能回收利用。吸收液的選擇原則:(1)與被采集的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)快或42常用吸收管:1.氣泡吸收管適用于采集氣態(tài)和蒸氣態(tài)物質(zhì)。對(duì)于氣溶膠態(tài)物質(zhì),吸收效率差——擴(kuò)散速度慢。2.沖擊式吸收管適宜采集氣溶膠態(tài)物質(zhì)。不適合采集氣態(tài)和蒸氣態(tài)物質(zhì)。常用吸收管:1.氣泡吸收管適用于采集氣態(tài)和蒸氣態(tài)物質(zhì)。對(duì)433.多孔篩板吸收管(瓶)氣樣通過篩板后,被分散成很小的氣泡,且阻留時(shí)間長(zhǎng),大大增加了氣液接觸面積,從而提高了吸收效果。
適合采集氣態(tài)和蒸氣態(tài)物質(zhì),也能采集氣溶膠態(tài)物質(zhì)。3.多孔篩板吸收管(瓶)氣樣通過篩板后,被分散成很小的氣泡,44(二)填充柱阻留法填充柱:長(zhǎng)6—10cm、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(shí),讓氣樣以一定流速通過填充柱,則欲測(cè)組分因吸附、溶解或化學(xué)反應(yīng)等作用被阻留在填充劑上。采樣后,通過解吸或溶劑洗脫,使被測(cè)組分從填充劑上釋放出來進(jìn)行測(cè)定。(二)填充柱阻留法填充柱:長(zhǎng)6—10cm、內(nèi)徑3-5mm的玻451.吸附型填充柱
填充劑:顆粒狀固體吸附劑。多孔性物質(zhì),比表面積大,對(duì)氣體和蒸氣有較強(qiáng)的吸附能力。表面吸附作用:
物理吸附:分子間引力引起,吸附力較弱;化學(xué)吸附:剩余價(jià)鍵力引起,吸附力較強(qiáng)
吸附劑選擇:綜合考慮吸附、解吸。1.吸附型填充柱填充劑:顆粒狀固體吸附劑。表462.分配型填充柱填充劑:表面涂高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑的惰性多孔顆粒物。當(dāng)被采集氣樣通過填充柱時(shí),在有機(jī)溶劑(固定液)中分配系數(shù)大的組分保留在填充劑上而被富集。2.分配型填充柱填充劑:表面涂高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑的惰性多孔顆473.反應(yīng)型填充柱填充劑:惰性多孔顆粒物或纖維狀物表面涂漬能與被測(cè)組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的試劑?;蚰芎捅粶y(cè)組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的純金屬絲毛或細(xì)粒。
被測(cè)組分在填充劑表面因發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而被阻留,采樣后解吸下來進(jìn)行分析。
采樣量和采樣速度都比較大,富集物穩(wěn)定,對(duì)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。3.反應(yīng)型填充柱填充劑:惰性多孔顆粒物或纖維狀物表面涂漬48(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(jì)算出空氣中顆粒物的濃度。(三)濾料阻留法將過濾材料(濾紙、濾膜等)放在采樣夾上,用抽49采集效率——與顆粒物的大小及濾料自身性質(zhì)有關(guān)。
低速采樣,擴(kuò)散沉降為主,對(duì)細(xì)小顆粒物的采集效率高;
高速采樣,慣性碰撞作用為主,對(duì)較大顆粒物的采集效率高。
采樣速度過大時(shí):顆粒大、質(zhì)量重的粒子易發(fā)生彈回現(xiàn)象;顆粒小的粒子易穿過濾料被吹走。
常用濾料:纖維狀濾料、篩孔狀濾料。采集效率——與顆粒物的大小及濾料自身性質(zhì)有關(guān)。低速采樣50(四)低溫冷凝法將U形或蛇形采樣管插入冷阱中,當(dāng)大氣流經(jīng)采樣管時(shí),被測(cè)組分因冷凝而凝結(jié)在采樣管底部。適用于沸點(diǎn)比較低的氣態(tài)污染物質(zhì)。致冷方法:致冷劑法和半導(dǎo)體致冷器法。(四)低溫冷凝法將U形或蛇形采樣管插入冷阱中,當(dāng)大氣流經(jīng)采樣51
常用致冷劑名稱制冷溫度℃
名稱制冷溫度℃冰冰-食鹽干冰-二氯乙烯干冰-乙醇干冰-乙醛干冰-丙酮0-4-60-72-77-78.5干冰液氮-甲醇液氮-乙醇液氧液氮-78.5-94-117-183-196
優(yōu)點(diǎn):效果好、采樣量大、利于組分穩(wěn)定等
過濾器——除去空氣中的水蒸氣和二氧化碳等常用致冷劑名稱制冷溫度℃名稱制冷溫度℃冰0干冰-78.552(五)靜電沉降法
空氣樣品通過高壓電場(chǎng),氣體分子電離產(chǎn)生的離子附著在氣溶膠顆粒上,使顆粒帶電,沉降到收集極上,洗下后作樣品。不能用于易燃、易爆的場(chǎng)合。(六)擴(kuò)散(或滲透)法用于個(gè)體采樣器中,采集氣態(tài)和蒸氣態(tài)有害物質(zhì)。利用被測(cè)污染物質(zhì)分子自身擴(kuò)散或滲透到達(dá)吸收層被吸附或吸收?!獰o動(dòng)力采樣。(五)靜電沉降法53(七)自然積集法利用物質(zhì)的自然重力、空氣動(dòng)力和濃差擴(kuò)散作用采集大氣中的被測(cè)物質(zhì)。特點(diǎn):不需要?jiǎng)恿υO(shè)備,簡(jiǎn)單易行,采樣時(shí)間長(zhǎng),代表性好。1.降塵試樣采集濕法采樣:在一定大小的圓筒形玻璃(或塑料、瓷、不銹鋼)缸中加入一定量的水,放置在采樣點(diǎn)。(七)自然積集法利用物質(zhì)的自然重力、空氣動(dòng)力和濃差擴(kuò)散作用采54干法采樣:標(biāo)準(zhǔn)集塵器、集塵缸。干法采樣:標(biāo)準(zhǔn)集塵器、集塵缸。552.硫酸鹽化速率試樣的采集硫酸鹽化速率:排放到空氣中的二氧化硫、硫化氫、硫酸蒸氣等含硫污染物,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的速度。二氧化鉛采樣法:將涂有二氧化鉛糊狀物的紗布繞貼在素瓷管上,制成二氧化鉛采樣管,將其放置在采樣點(diǎn)上,則空氣中的二氧化硫、硫酸霧等與二氧化鉛反應(yīng)生成硫酸鉛。2.硫酸鹽化速率試樣的采集硫酸鹽化速率:排放到空氣中的56堿片法:將用碳酸鉀溶液浸漬過的玻璃纖維濾膜置于采樣點(diǎn)上,則空氣中的二氧化硫、硫酸霧等與碳酸鹽反應(yīng)生成硫酸鹽而被采集。(八)綜合采樣法不同采樣法相結(jié)合,將不同狀態(tài)的污染物同時(shí)采集下來。堿片法:將用碳酸鉀溶液浸漬過的玻璃纖維濾膜置于采樣點(diǎn)上,則空571.收集器捕集大氣中欲測(cè)物質(zhì)的裝置2.流量計(jì)測(cè)量氣體流量的儀器三、采樣儀器(一)組成部分收集器、流量計(jì)、采樣動(dòng)力1.收集器捕集大氣中欲測(cè)物質(zhì)的裝置2.流量計(jì)測(cè)量58環(huán)境監(jiān)測(cè)-空氣和廢氣監(jiān)測(cè)課件59環(huán)境監(jiān)測(cè)-空氣和廢氣監(jiān)測(cè)課件60環(huán)境監(jiān)測(cè)-空氣和廢氣監(jiān)測(cè)課件61環(huán)境監(jiān)測(cè)-空氣和廢氣監(jiān)測(cè)課件62環(huán)境監(jiān)測(cè)-空氣和廢氣監(jiān)測(cè)課件63①孔口流量計(jì):當(dāng)氣體通過隔板或毛細(xì)管小孔時(shí),因阻力而產(chǎn)生壓力差;氣體流量越大,阻力越大,產(chǎn)生的壓力差也越大,由下部的U形管兩側(cè)的液柱差,可直接讀出氣體的流量。①孔口流量計(jì):當(dāng)氣體通過隔板或毛細(xì)管小孔時(shí),因阻力而產(chǎn)生壓64②轉(zhuǎn)子流量計(jì):上粗下細(xì)的錐形玻璃管和金屬轉(zhuǎn)子組成。當(dāng)氣體由玻璃管下端進(jìn)入時(shí),轉(zhuǎn)子下端氣體的流速小于上端的流速,下端的壓力大于上端的壓力,使轉(zhuǎn)子上升,直到上、下兩端壓力差與轉(zhuǎn)子的重量相等時(shí),轉(zhuǎn)子停止不動(dòng)。可直接從轉(zhuǎn)子上沿位置讀出流量。②轉(zhuǎn)子流量計(jì):上粗下細(xì)的錐形玻璃管和金屬轉(zhuǎn)子組成。當(dāng)氣體由玻653.采樣動(dòng)力手動(dòng)采樣動(dòng)力:適用于采氣量小、無市電供給的情況。電動(dòng)抽氣泵:采樣時(shí)間較長(zhǎng)和采樣速度要求較大的場(chǎng)合。要求抽氣流量穩(wěn)定、連續(xù)運(yùn)行能力強(qiáng)、噪聲小、能滿足抽氣速度。③臨界孔:一根長(zhǎng)度一定的毛細(xì)管,兩端維持足夠的壓力差,通過的氣流保持恒定。
流量大小取決于毛細(xì)管孔徑的大小。3.采樣動(dòng)力手動(dòng)采樣動(dòng)力:適用于采氣量小、無市電供給66(二)專用采樣裝置將收集器、流量計(jì)、抽氣泵及氣樣預(yù)處理、流量調(diào)節(jié)、自動(dòng)定時(shí)控制等部件組裝在一起。1.空氣采樣器用于采集空氣中氣態(tài)和蒸氣態(tài)物質(zhì)。流量為0.5—2.0L/min。(二)專用采樣裝置將收集器、流量計(jì)、抽氣泵及氣樣預(yù)處理、流量67環(huán)境監(jiān)測(cè)-空氣和廢氣監(jiān)測(cè)課件68環(huán)境監(jiān)測(cè)-空氣和廢氣監(jiān)測(cè)課件692.顆粒物采樣器(1)總懸浮顆粒物采樣器:
大流量采樣器:由濾料采樣夾、抽氣風(fēng)機(jī)、流量記錄儀、計(jì)時(shí)器及控制系統(tǒng)、殼體等組成。
大流量(1.1—1.7m3/min)中流量(50—150L/min)小流量(10—15L/min)采氣流量2.顆粒物采樣器(1)總懸浮顆粒物采樣器:大流量采樣器:70大流量采樣器當(dāng)采氣量達(dá)1500—2000m3時(shí),樣品濾膜可用于測(cè)定顆粒物中的金屬、無機(jī)鹽及有機(jī)污染物等組分。大流量采樣器當(dāng)采氣量達(dá)1500—2000m3時(shí),樣品濾膜可用71中流量采樣器中流量采樣器72(2)可吸入顆粒物采樣器:廣泛使用大流量采樣器。分塵器(或切割器):分離大于10μm顆粒物二級(jí)式:用于采集10μm以下的顆粒物多級(jí)式:可分級(jí)采集不同粒徑的顆粒物,用于測(cè)定顆粒物的粒度分布。(2)可吸入顆粒物采樣器:廣泛使用大流量采樣器。分塵器(或73二級(jí)旋風(fēng)分塵器:工作原理:空氣以高速度沿切線進(jìn)入圓筒內(nèi),形成旋轉(zhuǎn)氣流,在離心力的作用下,粗顆粒不斷與筒壁撞擊失去前進(jìn)的能量而落入大顆粒物收集器內(nèi),細(xì)顆粒隨氣流沿氣體排出管上升,被過濾器的濾膜捕集,從而將粗、細(xì)顆粒物分開。二級(jí)旋風(fēng)分塵器:工作原理:空氣以高速度沿切線進(jìn)入圓筒內(nèi),形74二級(jí)旋風(fēng)分塵器二級(jí)旋風(fēng)分塵器75向心式分塵器
原理:氣流從小孔高速噴出時(shí),不同大小顆粒物慣性不同,運(yùn)動(dòng)軌線不同。大顆粒運(yùn)動(dòng)軌線接近中心軸線,最后進(jìn)入錐形收集器被底部的濾膜收集;小顆粒物運(yùn)動(dòng)軌線離中心軸線較遠(yuǎn),偏離錐形收集器入口,
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