1、第三章第三章 空气和废气监测空气和废气监测第一节第一节 空气污染基本知识空气污染基本知识第二节第二节 空气污染监测方案的制订空气污染监测方案的制订第三节第三节 空气样品的采集方法和采样仪器空气样品的采集方法和采样仪器第四节第四节 气态和蒸气态污染物质的测定气态和蒸气态污染物质的测定第五节第五节 颗粒物的测定颗粒物的测定 第六节第六节 降水监测降水监测第七节第七节 污染源监测污染源监测 第八节第八节 标准气体的配制标准气体的配制目目 录录第一节第一节 空气污染基本知识空气污染基本知识一、大气、空气和空气污染一、大气、空气和空气污染对人类有影响的：距地面10km地球地球半径半径大气大气厚度厚度大气
2、Atmosphere 大气层内的空气。大气层指地面到1000-1400km厚度的一层空气。空气Air地面到上空10km的空间为对流层，也称空气层。大气的组成成分成分体积混合比体积混合比成分成分体积混合比体积混合比氮氮(N2)0.78083氪氪(Kr)1.110-6氧氧(O2)0.20947氙氙(Xe)0.110-6氩氩(Ar)0.00934氡氡(Rn)0.510-6二氧化碳二氧化碳(CO2)0.00035甲烷甲烷(CH4)1.710-6氖氖(Ne)1.8210-6一氧化二氮一氧化二氮(N2O)0.310-6氦氦(He)5.210-6臭氧臭氧(O3)10-5010-9一、大气、空气和空气污染一、
3、大气、空气和空气污染空气对人类的重要性空气对人类的重要性 在正常情况下，每人每天平均吸入1012m3的空气，在肺泡上进行气体交换与吸收，维持人的正常生理活动。空气 1012m3/人d 无空气活5分钟水 25.5L/人d 无水活25天食品食品 1.36kg/1.36kg/人人d d 无食品活无食品活2 25 5周周空气污染： 排入空气中的污染物的浓度超过环境所能允许的极限，并持续一段时间后会改变大气特别是空气的正常组成，破坏自然的物理、化学和生态平衡体系，从而危害人们的生活、工作和健康。 通常所指的空气污染就是对流层（10km)，特别是1-2km，与地球半径6400km相比，只是一层“苹果皮”，
4、占1/640。一、大气、空气和空气污染一、大气、空气和空气污染二、空气污染的危害二、空气污染的危害图片来源：国家地理杂志图片来源：国家地理杂志 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。1. 大气颗粒物3. 一氧化碳2. 二氧化硫 所有大气污染物中散布最广的一种，严重阻碍血液输氧，引起缺氧中毒。 损害肝脏。且由于SO2通常与多种污染物共存，吸入之后产生的复合作用危害更大。 颗粒物的大小决定其沉积于呼吸道中的位置；化学组成决定沉积位置上对组织的影响。二、空气污染的危害二、空气污染的危害5. 光化学氧化剂 臭氧对鼻子、咽喉、肺等呼吸器官有刺激作用，运动时则吸入更严
5、重。4. 氮氧化物 NO2对呼吸器官有刺激性，可引起肺气肿、慢性支气管炎等疾病，若与SO2共存，则危害更重。二、空气污染的危害二、空气污染的危害污染因素的综合效应（1）单独作用（SO2刺激呼吸道，CO则与血红蛋白结合生成碳氧血红蛋白，降低携氧能力） （2）相加作用（ SO2 致哮喘、NOx支气管、肺气肿） （3）相乘作用（SO2和颗粒物，日本四日市哮喘病） （4）拮抗作用（甲基汞神经症状，硒刺激呼吸道、肝肾功能退化。含30ppm甲基汞和12.5ppm硒食物喂养金枪鱼90天，没有中毒现象）二、空气污染的危害二、空气污染的危害三、空气污染空气污染源（一）工业企业排放的废气 P.148部门企业类别排
6、 出 主 要 污 染 物电力火力发电厂烟尘、SO2、NOx、CO、苯并芘等冶金钢铁厂有色金属冶炼厂焦化厂烟尘、SO2、CO、氧化铁尘、氧化锰尘、锰尘等烟尘(Cu、Cd、Pb、Zn等重金属)、SO2等烟尘、SO2、CO、H2S、酚、苯、萘、烃类等化工石油化工厂氮肥厂磷肥厂氯碱厂化学纤维厂合成橡胶厂农药厂SO2、H2S、NOx、氰化物、氯化物、烃类等烟尘、NOx、CO、NH3、硫酸气溶胶等烟尘、氟化氢、硫酸气溶胶等氯气、氯化氢、汞蒸气等烟尘、H2S、NH3、CS2、甲醇、丙酮等烯烃类、丙烯腈、二氯乙烷、乙硫醇、氯化甲烷等砷化物、汞蒸气、氯气、农药等机械机械加工厂仪表厂烟尘等汞蒸气、氰化物等轻工灯泡
7、厂造纸厂烟尘、汞蒸气等烟尘、硫醇、H2S等建材水泥厂水泥尘、烟尘等（二）交通运输工具排放的废气主要污染物：CH、CO、NOx、黑烟等（三）室内空气污染源主要来自： 建筑装饰材料、燃烧产物、人的活动、室外污染物建筑装饰材料： 含有机溶剂，甲醛、苯、三氯乙烯等。现代化办公设备和家用电器进驻室内： 产生空气污染、噪声污染、电磁波及静电干扰等，由于人体、房间和空调机最后在室内形成一个封闭循环体系，容易使细菌、病毒、霉菌等微生物大量繁衍。室内主要污染物：甲醛、TVOC、氨、氡、苯类、PM10等四、空气中污染物的种类四、空气中污染物的种类（一）按形成过程分类（一）按形成过程分类（二）按存在状态分类（二）按
8、存在状态分类（三）按燃料分类（三）按燃料分类一次污染物一次污染物二次污染物二次污染物分子状污染物分子状污染物粒子状污染物粒子状污染物氧化型氧化型还原型还原型混合型混合型 2、二次污染物：（继发性污染物）P.149 一次污染物之间或一次污染物与大气中正常组分发生化学反应生成新的污染物 常见的有SO2在环境中氧化成硫酸盐气溶胶（硫酸雾）、 NO2氧化成硝酸雾1、一次污染物：（原发性污染物）P.149 直接从污染源排入到大气中，其物理和化学性质未发生变化的污染物 主要是燃料所造成：常见的有SO2、NOx、CO、颗粒物（重金属、Bap、多种有机物和无机化合物等）（一）按形成过程分类（一）按形成过程分类
9、SO3O2速度慢 SO2 + 尘埃 + Mn、FeSO2O2SO3速度快二次污染物通常比一次污染物的危害大 汽车废气中的氮氧化物、碳氢化合物等在日光的照射下发生光化学反应生成O3、PAN（过氧乙酰硝酸酯）、醛类等反应生成物NOx + HCO3、PAN、醛类光照（一）按形成过程分类（一）按形成过程分类（二）按存在状态分类（二）按存在状态分类1、分子状污染物 P.150 在常温常压下以气体分子形式分散在大气中常见的有：CO、NOx、CO2、HCl、HF、O3等特点：运动速度大、扩散快，并在空气中分布比较均匀，随气流以相等速度扩散，故大气中许多气体污染物常能污染到很远的地方。2、粒子状污染物 P.1
10、50 任何固态或液态物质以小的微粒形式（0.01100um）分散在大气中 降尘100um在重力作用下能较快沉降到地面上 飘尘100um长期飘浮在大气中（PM10）总悬浮颗粒（TSP）100um颗粒物的总称1）雾 以液体状的微粒为主。粒径110um液态分散型：因飞溅、喷射等原因被雾化，形成微小液滴液态凝集型气溶胶：由加热成为蒸发、遇冷凝集成微小液滴2）烟 燃煤时所生成的煤烟或烟气，是固态凝集型气溶胶（固体在高温下蒸发或升华作用变成气体，遇冷凝集成微小固体微粒）既不像气体分子自由运动，又不像较大颗粒的粉尘能重力沉降。 粒径一般在0.011um2 2、粒子状污染物、粒子状污染物3）尘 固体分散性颗粒
11、 车辆行驶引起的扬尘 粉碎固体物料时所产生的粉尘霾是指原因不明的因大量烟、尘等微粒悬浮而形成的浑浊现象。霾的核心物质是空气中悬浮的灰尘颗粒，气象学上称为气溶胶颗粒。雾和霾的区别主要在于水分含量的大小：水分含量达到90以上的叫雾，水分含量低于80的叫霾。8090之间的，是雾和霾的混合物，但主要成分是霾2 2、粒子状污染物、粒子状污染物1、氧化型，即石油型，洛杉矶光化学烟雾事件 污染物的主要来源是汽车排气和烧油锅炉的排气。由于采用石油为燃料，排气中含有的主要污染物是NOx和HC化合物。它们受阳光中的紫外线照射而引起光化学反应，生成二次污染物O3、PAN和醛类等，具有氧化性质，称为氧化型空气污染。这
12、些二次污染物能造成橡胶制品的开裂，对人类的眼粘膜有强烈的刺激作用，并能引起呼吸系统疾病。（三）按燃料分类（三）按燃料分类洛杉矶光化学烟雾事件洛杉矶光化学烟雾事件 1943年以来，当地居民纷纷反映有眼睛或喉头刺激，几乎年年出现，其中以1952年的一次最为严重，大批居民发生眼睛红肿、喉痛、咳嗽、皮肤潮红等症状，严重者心肺功能衰竭，导致65岁以上老人有近400人死亡。此外，植物大面积受损，车祸增多。2. 还原型，即煤炭型，伦敦烟雾事件 污染物的主要来源是燃煤的烟囱排气。因为烟气中含有燃煤时生成的较高浓度的SO2、煤烟以及CO，具有还原性质，成为还原型空气污染。主要污染物是SO2、颗粒物和CO，能引起
13、呼吸道和心脏疾病。（三）按燃料分类（三）按燃料分类 1952年12月5日至8日，英国伦敦上空连续4天烟雾弥漫，煤烟尘经久不散，大气中飘尘被逆温层封盖而停滞在下层，浓度高达4.46mg/m3， SO2浓度达到3.8mg/m3，居民开始发病，出现咳嗽、喉痛、胸闷、头痛、呼吸困难、眼睛刺激等症状。 造成震惊一时的四天中死亡人数较常年同期多死4000人的严重事件。伦敦烟雾事件伦敦烟雾事件3. 混合型（四日市哮喘事件） 除煤炭和石油燃料产生的污染物外，还有从工业企业排出的各种化学物质，互相结合在一起所造成的空气污染。（三）按燃料分类（三）按燃料分类 1961年，四日市哮喘病大流行，患者中慢性支气管炎占2
14、5%，支气管哮喘占30%，哮喘支气管炎占16%，肺气肿等占5%。1964年，因一次连续三天烟雾不散，患者开始死亡。 1967年一些患者不堪忍受痛苦而自杀。1972年全市共确认哮喘病患者达817人，死亡10多人。四日市哮喘事件四日市哮喘事件五、空气中污染物的时空分布特点五、空气中污染物的时空分布特点 与其他环境要素中的污染物质相比较，空气中的污染物质具有随时间、空间变化大的特点。 空气污染物的时空分布及其浓度与污染物排放源的分布、排放量及地形、地貌、气象等条件密切相关。1、大气污染物的时间分布 就一年的变化规律，属于采暖期的1、2、11、12月4个月内SO2的浓度比其它几个月高。 在一天内，早晨
15、6-10时，晚间6-9时，都是供热的高峰期SO2较高 即使在1小时内测定，也有随时间不同而有不同的结果。因为风速、风向、大气湍流都在不停地变化，因此大气标准中规定日平均、1小时平均、年平均2、大气污染物的空间分布 与污染物的种类、分布情况和气象条件等因素有关。 由于大气污染物在时间、空间的分布是不均匀的，所以在监测中要选择适当的采样地点、时间，使获得的样品具有代表性。六、空气中污染物浓度表示方法六、空气中污染物浓度表示方法（一）单位体积质量浓度 单位体积质量浓度是指单位体积空气中所含污染物的质量数，常用mg/m3或g/m3表示。（二）体积比浓度 体积比浓度是指100万体积空气中含污染气体或蒸气的体积数，常用mL/m3和L/m3表示。非标准状况下的气体体积可用气态方程式换算成标准状况下的体积，换算式如下：式中：V0标准状况下的采样体积(L或m3)； Vt现场状况下的采样体积(L或m3)； t采样时的温度()； P采样时的大气压力(kPa)。325.1012732730PtVVt六、空气中污染物浓度表示方法六、空气中污染物浓度表示方法
