1、 第三章第三章 空气和废气监测空气和废气监测3.1.1 大气的成分大气的成分(见图3.1-2大气组成比例图)氮：78.06%氧：20.95%氩：0.93%其它气体(0.06%)3.1.2、大气污染、大气污染1、大气污染的定义、大气污染的定义大气中污染物或由它们转化成的二次污染物的浓度达到了有害程度的现象。2、大气污染源、大气污染源（见图3.1-3大气污染源的组成）（1）、工业企业排放的废气（见表3-1）工业企业排放量最大的是以煤和石油为燃料，在燃烧过程中排放的粉尘、SO2、NOX、CO、CO2等，其次是生产过程中排放的多种有机物和无机污染物质。（2）、家庭炉灶与取暖设备排放的废气这类污染源数量
2、大、分布广、排放高度低，排放的气体不易扩散，在气象条件不利的时候会造成严重的大气污染，是低空大气污染不可忽视的污染源，排放的主要污染物是烟尘、SO2、CO、CO2等。（3）、汽车排放的废气（见表3-2）汽车数量大，排放的污染多，集中在大城市。美国大气污染80%来自汽车的尾气。造成光化学烟雾污染等。3、大气污染物的种类、大气污染物的种类已发现有危害而被人注意的就有一百多种，其中大部分是有机物，环境科学中用下列两种方法进行分类（见图3.1-4）（1）、一次污染物直接从各种污染源排放到大气中的有害物质，常见的有：SO2,CO,NOX(NO,NO2)颗粒物，其中包括毒重金属，3,4-苯并芘(BaP)（
3、2）、二次污染物（见图3.1-5）一次污染物之间以及它们与大气正常组分之间的反应产生的新的污染物。臭氧，醛类，过氧乙酰硝酸酯，(光化学氧化剂)，硫酸雾，硝酸雾等。(扩展学习内容：美国洛杉基的光化学烟雾事件)（3）、分子状污染物沸点低，气体分子形式存在，并以分子状态进入大气，或者常温下液体，但挥发性强，受热时易以蒸汽进入大气中。如：SO2,CO,NO2,HCN,苯,汞,NH3,H2S,Pb,Cd,氟化物等。根据化学形态，可将其分为五类：a.含硫化合物：SO2、H2S；SO3、硫酸、硫酸盐；b.含氮化合物：NO、NO2、NH3；硝酸、硝酸盐；c.碳氢化合物：C1-C5化合物；醛、酮、PAN；d.碳
4、氧化合物：CO、CO2；e.卤素化合物：HF、HCl。（4）、粒子状污染物是分散在大气中的液体和固体颗粒。粒径大小0.01-100um之间，复杂的非均匀体系。降尘：直径10um,如水泥粉尘、金属粉尘、飞尘等一般颗粒大，比重也大，在重力作用下，易沉降，危害范围较小。飘尘：直径30g/ml不稳定重现性不好，操作要求严格反应方程式三、有机成分的测定三、有机成分的测定1、多环芳烃：蒽、菲、芘等2、来源：煤和石油的燃烧3、危害：致癌4、步骤：采样、提取、分离、测定四步a.提取（1）索氏提取法：苯、环己烷、氯仿、丙酮等（2）真空充氮升华法 动画：图动画：图3-53 真空升华法提取装置真空升华法提取装置 就
5、是利用溶剂回流及虹吸原理，使固体物质连续不断地被纯溶剂萃取，既节约溶利萃取效率又高。萃取前先将固体物质研碎，以增加固液接触的面积。然后将固体物质放在滤纸套1内，置于提取器2中，提取器的下端勺盛有溶剂的圆底烧瓶相连，上面接回流冷凝管。加热园底烧瓶，使溶剂沸腾，蒸气通过提取器的支管3上升，被冷凝后滴入提取器中，溶剂和固体接触进行萃取，当溶剂面超过虹吸管4的最高处时，含有萃取物的溶剂虹吸回烧瓶，因而萃取出一部分物质，如此重复，使固体物质不断为纯的溶剂所苹取、将萃取出的物质富集在烧瓶中。分离（1）纸层析法原理：动画：图动画：图354 纸层析法示意图纸层析法示意图(CH3CO)2O 滤纸条有吸附作用、毛
6、细作用乙酰化溶液固定相（苯乙酸酐浓硫酸）展开剂（甲醇乙醇蒸馏水）流动相试液点在滤纸条下端3cm处，风吹干；悬于层析缸中；沿缸口壁加入展开剂，至滤纸下端浸入1cm；盖上缸盖，置于暗室，进行层析；斑点剪下，用溶剂溶解，得到测定用的试液；(2)薄层层析法吸附剂均匀地涂在玻璃板上（固定相）用注射器将提取的样液点在层析板一端的一定距离处将层析板以1020度的倾斜角放入层析缸中，浸入展开剂（样点不能浸入）刮下斑点，处理，测定对斑点辨别：凭颜色，或特定光线下带色标液与试液同时点样c.多环芳烃的测定3.5.1 CO的测定的测定一、一、CO的来源的来源1.来源：（1）自然源火山爆发，森林火灾，矿坑爆炸，地震（2
7、）人为源汽车废气，吸烟，采暖等2.毒性：与人体血液中的血红蛋白结合，形成碳氧血红蛋白，降低血液送氧的能力，造成缺氧症二、测定二、测定CO方法方法1.间接冷原子吸收法(汞置换法)动画：图动画：图3-43 汞置换法汞置换法CO测定测定仪工作原理仪工作原理（1）仪器“CO-1型测定仪”CO-1/T40一氧化碳分析仪一氧化碳分析仪（2）方法原理冷原子吸收法是测汞的特效方法。此法也可以用于气样中一氧化碳的测定，但是不能直接将气样通入测汞仪中进行测定，而是使气样先通过选择性过滤器，除去水分、SO2、H2S、NH3、甲醛、乙烯、乙炔、丙酮及CH4以外的碳氢化合物，让剩下的CO、CH4及H2进入装有固体HgO
8、的装置反应器中在80。C的温度下，CO与HgO反应，释放出Hg蒸气.CO+HgOHg(g)+CO2利用汞蒸气对253.7nm紫外线的吸收作用，将上述反应后的气体导入冷原子测汞仪中，测定其吸光度。（3）汞置换法CO测定仪流程图分析（图3.5-2）a气路系统（图3.5-3汞置换法CO测定仪气路系统流程图）b光路系统（图3.5-4汞置换法CO测定仪光路系统流程图）c.置换炉的作用和构造:CO、CH4及H2进入装有固体HgO的置换炉中，CO+HgO Hg(g)+CO2 d.干扰：CH4与HgO反应很慢，不影响CO测定；H2小于5ppm时，不影响CO测定；若浓度高，则影响测定，可在仪器调零时消除。校正零
9、点时，将霍加特氧化管串入气路（三通阀的作用），将CO氧化为CO2后作为零气。（4）测定方法a.测定时，先将适宜浓度(cs)的CO标准气由定量管进样，测量吸收峰高(hs)或吸光度(As)，b.再用定量管进入气样，测其峰高(hx)或吸光度(Ax)，c.按下式计算气样中CO的浓度(cx):2.气相色谱法 （测定原理）又称层析分析法，是一种分离测定多组分混合物的极其有效的分析方法。（1）原理：由于不同物质在相对运动的两相中具有不同的分配系数，当这些物质随流动相移动时，就在两相之间进行反复多次分配，使原来分配系数只有微小差异的各组分得到很好的分离，再依次送入检测器，将浓度或质量信号转换成电信号，经阻抗转
10、化和放大，送入记录仪记录色谱峰，如果分离完全，则每个色谱峰代表一种组分。我们可以根据色谱峰出峰时间进行定性分析，也可根据色谱峰峰高或峰面积进行定量分析。（气相色谱法一氧化碳的测定原理）1、分离原理：TDX-01碳分子筛柱，分离大气中的CO、CO2和甲烷。其出峰顺序为：CO、CH4、CO2。2、检测原理：FID检测器，柱后衍生：于氢气流中在镍催化剂（36010）作用下，CO、CO2皆能转化为CH4，然后用FID检测器分别测定上述三种物质，测定流程见图327。3、定量方法：外标法。测定时，先在预定实验条件下用定量管加入各组分的标准气样，测其峰高，按下式定量校正值：式中：K定量校正值，表示每mm峰高
11、代表的CO（或CH4、CO2）浓度（mg/m3）；cs标准气样中CO（或CH4、CO2）浓度（mg/m3）；hs标准气样中CO（或CH4、CO2）峰高（mm）。在与测定标准气同样条件下测定气样，测量各组分的峰高（hx），按下式计算CO（或CH4、CO2）的浓度（cx）cxhxK 4、注意问题：为保证催化剂的活性，在测定之前，转化炉应在360下通气8h；氢气和氮气的纯度应高于99.9。5、当进样量为2ml时，对CO的检测限为0.2mg/m3。动画：图动画：图3 342 42 GCGC法监测法监测COCO 3.3.非分散红外吸收法非分散红外吸收法 （1）特点：测定简便、快速，不破坏被测物质，能连续
12、自动监测。（2）原理：当CO、CO2等气态分子受到红外辐射（1-25m）照射时，将吸收各自特征波长的红外光，引起分子振动能级和转动能级的跃迁，产生振动-转动吸收光谱，在一定浓度范围内，吸收光谱的峰值（吸光度）与气态物质浓度的关系符合比尔定律（A=KCb），因此，测其吸光度即可确定CO气态物质的浓度。连续测定时，不用色散型红外单色光，而是用较宽的非色散红外光源，与滤光池及具有选择性的检测器组合，制成分析仪器。红外气体分析仪 非分散红外吸收法非分散红外吸收法COCO监测仪原理监测仪原理 1、从红外光源发射出能量相等的两束平行光，一束称为参比光束，通过滤波室（内充CO2和水蒸气）、参比室（内充不吸收
13、红外光的气体）射入检测室，其CO特征吸收波长光强度不变。另一束光称为测量光束，通过滤波室、测量室射入检测室。气样通过测量室，则气样中的CO吸收了部分特征波长的红外光，使射入检测室的光束强度减弱；且CO含量越高，光强减弱越多。2、检测器电容检测器或薄膜微音器。用一金属薄膜（厚510m）分隔为上、下两室，均充等浓度CO气体，在金属薄膜一侧还固定一圆形金属片，距薄膜0.050.08mm，二者组成一个电容器。3、由于射入检测室的参比光束强度大于测量光束强度，使两室中气体的温度产生差异，导致下室中的气体膨胀压力大于上室，使金属薄膜偏向固定金属片一方，从而改变了电容器两极间的距离，也就改变了电容量，由其变
14、化值即可得出气样中CO的浓度值。4、采用电子技术将电容量变化转变成电流变化，经放大及信号处理后，由指示表和记录仪显示和记录测量结果。测量时，先通入纯氮气进行零点校正，再用标准CO气体校正，最后通入气样，便可直接显示、记录气样中CO浓度（c），以ppm计。5、最大吸收波长：CO4.5m,CO24.3m，H2O（g）3m和6m。（3 3）注意事项：）注意事项：a.注意消除CO2和水蒸气的干扰；b.测量时，先通入纯氮气进行零点校正，再用标准CO气体校正，最后通入气样，便可直接显示、记录气样中CO浓度（C），以ppm计，然后换算成标准状态下的质量浓度（mg/m3）：CO(mg/m3)=1.25 C 动
15、画：图动画：图3 33636非分散红外吸收法监测非分散红外吸收法监测COCO3.5.2 SO2的测定的测定一、一、来源来源1、天然源：火山爆发，海水的浪花2、人工源：含S燃料的燃烧，矿石冶炼，化工厂生产过程的产物,全世界人为排放的SO2为1.5亿吨/年二、二、性质及毒性性质及毒性1、无色，易溶于水，有刺激性气味的气体。2、会引起呼吸系统疾病3、附着于颗粒物上，危害更大三、三、测定方法（表测定方法（表3-13、3-14）1.紫外荧光法（1）方法原理空气中的SO2 被吸入仪器反应室后，吸收紫外光生成激发态SO2，当它回到基态时，发射出荧光紫外线，其发射荧光强度与SO2 浓度成正比。用光电倍增管及电
16、子测量系统测量荧光强度，即可测定SO2 的浓度。用紫外荧光法测定大气中的SO2，选择性好，不消耗化学试剂，适于连续自动监测，已被世界卫生组织用于全球监测系统。（2）仪器原理流程演示 动画：图动画：图3-29 3-29 紫外荧光紫外荧光SO2SO2监测仪气路系统监测仪气路系统 动画：图动画：图3-30 SO2监测仪荧监测仪荧光计工作原理光计工作原理2.溶液电导法（1）原理：用酸性过氧化氢溶液吸收气样中的二氧化硫所生成的硫酸使溶液电导率增加，气样中二氧化硫的含量越高，其增加值越大，所以通过测量吸收液前后的电导率变化就可得知气样中二氧化硫的浓度。SO2+H2O2 H2SO4 H+SO42（2 2）仪
17、器原理图）仪器原理图 动画：图动画：图3-323-32电导式电导式SO2SO2自动监测仪工作原理自动监测仪工作原理3.恒电流库仑滴定法（1）原理：控制恒定电流进行电解产生滴定剂与被测组分反应（2）应用：连续自动监测大气中的SO2，低浓度SO2（3）反应式 （4）仪器原理流程演示仪器原理流程演示 动画：库仑滴定动画：库仑滴定SO2SO2 4.四氯汞钾吸收-盐酸副玫瑰苯胺光度法（分光光度法之一）评价：较经典的方法（GB），灵敏、可靠（1）方法原理和测定条件 溶液吸收法的吸收液：四氯汞钾 光度法的显色剂：对品红+甲醛 H3PO4少，pH1.60.1，max548nm H3PO4多，pH1.20.1，
18、max575nm反应式：（2）计算方法 Bs-按工作曲线计算单位吸光度相应的SO2量（3）注意事项：a.温度，酸度，显色时间等因素影响显色反应；标准溶液和试样溶液操作条件应保持一致b.氮氧化物，臭氧及锰，铁，铬等离子对测定有干扰。采集后放置片刻，臭氧可自行分解；加入磷酸和EDTA可消除或减少某些金属离子的干扰。3.5.3 NOX的监测的监测一、一、来源、存在状态及毒性来源、存在状态及毒性1、来源天然源：闪电，豆类植物的根瘤菌有固氮作用，森林火灾，火山爆发人工源：燃料燃烧，汽车尾气2、存在状态NOX:N2O，NO，N2O3，NO2，N2O4，N2O5，NO33、毒性（1）呼吸器官：在肺泡表面的水
19、份中成HNO3，HNO2（2）对肺组织强烈刺激和腐蚀：肺水肿（3）NO，NO2-进入血液中，与血红蛋白结合成高铁血红蛋白，引起组织缺氧（4）对中枢神经系统损坏，心、肾、肝，造血组织的损坏（5）二次污染物的生成：光化学烟雾（6）其他：氮氧化物在环境中被氧化成硝酸，与硫酸一起造成酸雨危害；还是温室气体。二、NOX测定方法1.盐酸萘乙二胺分光光度法用冰醋酸、对氨基苯磺酸和盐酸萘乙二胺配制成吸收-显色液，吸收氮氧化物，在三氧化铬作用下，一氧化氮被氧化成二氧化氮，二氧化氮与吸收液作用生成亚硝酸，在冰醋酸存在下，亚硝酸与对氨基苯磺酸重氮化后再与盐酸萘乙二胺偶合，显玫瑰红色，于波长540nm处，测定吸光度，
20、同时以试剂空白作参比。本法可测5500g/m的氮氧化物2.化学发光法（1）原理生成激发态化合物，回到基态时发光的现象称为化学发光。NO+O3NO2*+O2NO2*NO2+hNO2NO化学反应发光强度与气样中NO的浓度成正比，可通过发光强度的测定确定NO的含量。气样中的NO2可先在炭钼催化剂的作用下分解为NO，再用发光法测定气样中氮氧化物总量。（2）仪器原理流程图（有包括原理、结构、动画演示的FLASH）（3）评价灵敏度高，选择性强，响应快，用于连续自动监测，可测瞬时值。3.恒电流库仑滴定法（1）原理库仑滴定法测定氮氧化物的原理与测定SO2相似，区别是此法不施加直流电压。气样中的NO2与电解液中
21、的I反应，将其氧化成I2，生成的I2又立即在铂网阴极上还原为I，产生微电流。在一定条件下，微电流大小与气样中的NO2浓度成正比。将气样通过三氧化铬氧化管，可将NO氧化成NO2，即可测定总氮氧化物。图6-9恒电流库仑滴定法氮氧化物自动监测仪的气路系统。（2）仪器原理流程演示仪器原理流程演示 动画：图动画：图3-34 原电池库仑滴定法测定原电池库仑滴定法测定NOX原理原理 4.酸碱滴定法（高浓度氮氧化物）酸碱滴定法（高浓度氮氧化物）5.钍试剂法（分光光度法之二）钍试剂法（分光光度法之二）6.碘量法碘量法3.5.4 总氧化剂（总氧化剂（O3）的测定）的测定一、定义一、定义总氧化剂是指大气中能氧化碘化
22、钾析出碘的物质，主要包括臭氧、过氧乙酰硝酸酯和氮氧化物等。光化学氧化剂是指除去NOx以外的能氧化碘化钾的氧化剂，二者的关系为：光化学氧化剂=总氧化剂-0.269氮氧化物臭氧是最强的氧化剂之一，它是大气中的氧在太阳紫外线的照射下或受雷击形成的。高空的臭氧层直接照射地球表面。目前由于碳氢化合物污染大气破坏了臭氧层，紫外线直接照射地球表面增大，皮肤病人增多。臭氧与紫外线混合，与烃类和氮氧化物发生光化学反应形成光化学烟雾，臭氧有强烈的氧化作用，可以起消毒作用。但量大时又会刺激黏膜和损害中枢神经系统，引起支气管炎和头痛等症状。二、臭氧的测定二、臭氧的测定臭氧的测定的方法有吸光光度法、化学发光法（见臭氧f
23、lash）、紫外线吸收法等。国家标准中测定臭氧含量有两个标准：一是GB/T15437的靛蓝二磺酸钠分光光度法，另一是GB/T15438-1995的紫外光度法。动画：图动画：图3-44 臭氧臭氧1、硼酸碘化钾分光光度法：用含有硫代硫酸钠的硼酸碘化钾溶液作吸收液采样，大气中的O3等氧化剂氧化碘离子为碘分子，而碘分子又立即被硫代硫酸钠还原，剩余硫代硫酸钠加入过量碘标准溶液氧化，剩余碘于325nm处以水为参比测定吸光度。同时采集零气（除去O3的空气），并准确加入与采集大气样品相同量的碘标准溶液，氧化剩余的硫代硫酸钠，于325nm处测定剩余碘的吸光度，则气样中剩余碘的吸光度减去零气样剩余碘的吸光度即为气
24、样中O3氧化碘化钾生成的吸光度。2、注意事项：SO2、H2S等还原性气体干扰测定，采样时应串接三氧化铬管消除；采样效率受温度影响，25时可达100%，30时达96.8%；样品吸收液和试剂溶液均应放在暗处保存。3.5.5 总烃及非甲烷烃的测定总烃及非甲烷烃的测定一、定义一、定义总碳氢化合物常以两种方法表示，一种是包括甲烷在内的碳氢化合物，称为总烃（THC），另一种是除甲烷以外的碳氢化合物，称为非甲烷烃（NMHC）。大气中的碳氢化合物主要是甲烷，其浓度范围为2-8ppm。但当大气严重污染时，会大量增加甲烷以外的碳氢化合物，甲烷不参予光化学反应。所以，测定不包括甲烷的碳氢化合物对判断和评价大气污染具
25、有实际意义。二、方法二、方法测定总烃和非甲烷烃的主要方法有：气相色谱法、光电离检测法等。光电离检测法原理：有机化合物分子在紫外光照射下可产生光电离现象，用PID离子检测器收集产生的离子流，其大小与进入电离室的有机化合物的质量成正比。凡是电离能小于PID紫外辐射能（多用10.2ev）的物质（至少低0.3ev）均可被电离测定。特点：方法简单，可进行连续监测，所检测的非甲烷烃是指四碳以上的烃。动画：图动画：图3.44.1总烃及非甲烷烃的测定总烃及非甲烷烃的测定3.5.6其他气态污染物其他气态污染物表318为部分其他气态污染物质监测方法3.6 大气降水监测大气降水监测大气降水监测的目的:了解在降雨过程
26、中从大气中沉降到地球表面的沉降物的主要组成、性质及组分的含量，为分析大气污染状况和提出控制污染途径、方法提供基础资料和依据。一、布设采样点的原则一、布设采样点的原则（一）采样点数目降水采样点的设置数目应视区域具体情况确定。我国环境监测技术规范中规定,人口50万以上的城市布三个采样点,50万以下的城市布两个点。采样点位置要兼顾城市，农村或清洁对照区。（二）采样地点的选择采样点设置位置应考虑区域的环境特点、地形、气象、工农业分布等，采样点应尽可能避开排放酸、碱物质和粉尘的局地污染源，主要街道交通污染源的影响，四周应无遮挡雨、雪的高大树木或建筑物。二、样品的采集二、样品的采集采样器雨水自动采集器-图
27、示（1）采集雨水使用聚乙烯塑料桶或玻璃缸，其上口直径为20cm,高为20cm，也可采用自动采样器。（2）采集雪水用上口径为40cm以上的聚乙烯塑料桶。（二）采样方法（1）每次降雨（雪）开始，立即将清洁的采样器放置在预定的采样点支架上，采集全过程雨(雪)样。（2）采样器应高于基础面1.2m以上。（3）样品采集好后，应贴上标签，编好号，记录采样地点、日期、采样起止时间、雨量等。（(三)水样的保存降水中的化学组分含量一般都很低，易发生物理变化、化学变化和生物作用，故采样后应尽快测定，如需要保存，一般不主张添加保存剂，而是密封后放于冰箱中。三、降水中的组分的测定三、降水中的组分的测定（一）测定项目监测
28、项目一般根据监测目的确定。我国环境监测技术规范中对大气降水例行监测要求测定项目如下：I 级测点级测点为：PH值、电导率、硫酸根、硝酸根、氯离子、铵离子、钾离子、钠离子、钙离子、镁离子。每月测定不少于一次，每月选一个或几个随机降水样品分析上述十个项目。省、市监测网络中的、级测点视实际需要和可能决定测定项目。(二）测定方法测定方法十个项目的测定方法与“水和废水监测”中这些项目的测定方法相同。1.PH值的测定值的测定：这是酸雨调查最重要的项目，常用pH玻璃电极法测定。2.电导率的测定电导率的测定：用电导率仪或电导仪测定。通过电导率的测定，能快速推测雨水中溶解物质总量。（成正比）3.硫酸根的测定硫酸根
29、的测定：可用铬酸钡-二苯碳酰二肼分光光度法、硫酸钡比浊法、离子色谱法等。4.硝酸根的测定硝酸根的测定：可反映大气被NOx污染状况，也是导致降水pH值降低的因素之一。测定方法有：镉柱还原-偶氯染料分光光度法、紫外分光光度法及离子色谱法等。5.氯离子的测定氯离子的测定：氯离子是衡量大气中氯化氢（HCl）导致降水pH值降低的标志，也是判断海盐粒子影响的标志。可用硫氰酸汞-高铁分光光度法、离子色谱法等测定。6.铵离子的测定铵离子的测定：铵离子的存在，可抑制酸雨，但可能会导致水体富营养化。可用钠氏试剂分光光度法或次氯酸钠-水杨酸分光光度法测定。7.钾、钠、钙、镁等离子的测定钾、钠、钙、镁等离子的测定：降
30、水中K+、Na+浓度多在几mg/L以下，常用空气-乙炔（贫焰）原子吸收分光光度法测定。Ca2+是降水中主要的阳离子之一，其浓度多在几至数十mg/L，可用原子吸收分光光度法、络合滴定法、偶氮氯膦分光光度法等测定。3.7 污染源监测污染源监测污染源包括固定污染源和流动污染源。固定污染源系指烟道、烟囱及排气筒等。它们排放的废气中既包含固态的烟尘和粉尘，也包含气态和气溶胶态的多种有害物质。流动污染源系指汽车、柴油机车等交通运输工具，其排放废气中也含有烟尘和某些有害物质。两种污染源都是大气污染物的主要来源。一、一、固定污染源监测固定污染源监测（一）（一）监测目的和要求监测目的和要求监测目的：检查污染源排
31、放废气中的有害物质是否符合排放标准的要求；评价净化装置的性能和运行情况及污染防治措施的效果；为大气质量管理与评价提供依据。监测要求:生产设备处于正常运转状态下；对因生产过程而引起排放情况变化的污染源，应根据其变化的特点和周期进行系统监测；当测定工业锅炉烟尘浓度时，锅炉应在稳定的负荷下运转，不能低于额定负荷的85%。对于手烧炉，测定时间不得少于两个加煤周期。污染源监测的内容包括：排放废气中有害物质的浓度（mg/m3）；有害物质的排放量（kg/h）；废气排放量(m3/h)；烟尘排放浓度和排放量。在有害物质排放浓度和废气排放量的计算中，都采用现行监测方法中推荐的标准状态（温度为0，大气压力为101.
32、3Kpa或760mmHg柱）下的干气体表示。(二二)采样位置和采样点布设采样位置和采样点布设正确地选择采样位置，确定适当的采样点数目，是决定能否获得有代表性的废气样品和尽可能地节约人力、物力的一项很重要的工作。1采样位置:应选在气流分布均匀稳定的平直管段上，避开弯头、变径管、三通管及阀门等易产生涡流的阻力构件。此外，还应注意操作地点的方便、安全。高位测定时，应设置带拉杆的工作平台。2.采样点布设：因烟道内同一断面上各点的气流速度和烟尘浓度分布通常是不均匀的，因此，需按一定原则进行多点采样。采样点的位置和数目主要依据烟道断面的形状、尺寸大小和流速分布情况确定。（1）圆形烟道：不同直径圆形烟道的等
33、面积环数、采样点数及采样点距离烟道内壁的距离。如图圆形烟道采样点设置（2）矩形烟道：将烟道断面分成一定数目的等面积矩形小块，各小块中心即为采样点位置，小矩形数目可根据烟道断面面积大小确定。（3）拱形烟道：可分别按圆形和矩形烟道的布点方法确定采样点的位置及数目。(三三)基本状态参数的测定基本状态参数的测定烟气的基本状态参数:烟气的体积、温度、压力。通过这几个基本状态参数，可计算出烟气流速、烟尘及有害物质浓度。其中,烟气体积V=采样流量Q采样时间t采样流量Q=测点烟道断面S烟气流速v而烟气流速又由烟气温度和压力决定。所以，只要计算出烟气温度和压力，即可计算出其他参数。1温度的测量对直径大、温度高的
34、烟道，要用热电偶测温毫伏计（或电阻温度计）测量。热电偶测温计测量原理图测温原理：将两根不同的金属导线连成闭合回路，当两接点处于不同温度环境时，便产生热电势，两接点温差越大，热电势越大，如果使热电偶一个接点温度保持恒定（称自由端），则热电偶的热电势大小便完全决定于另一个接点的温度（称工作端），用毫伏计测出热电偶的热电势，便可知工作端所处的环境温度。2压力的测量烟气的压力分全压（Pt）、静压（Ps）和动压（Pv）。静压是单位体积气体所具有的势能，表现为气体在各个方向上作用于器壁的压力；动压是单位体积气体具有的动能，是使气体流动的压力；全压是气体在管道中流动具有的总能量。三者的关系为：Pt=Ps+P
35、v所以，只要测出三项中的任意两项，即可求出第三项。测压管：常用的有二种，即标准皮托管和S型皮托管，它们都可以同时测出全压和静压。其中，标准皮托管具有较高的精度，但由于测孔小，易被烟尘堵塞，因此只适用于含尘量少的烟气；而S型皮托管因开口较大，适用于测烟尘含量较高的烟气。标准皮托管如图S型皮托管如图S型皮托管如图2)压力计：常用的压力计有U形压力计和斜管式微压计。U形压力计可同时测全压和静压，但误差较大，不适宜测量微小压力，其最小分压值不得大于10Pa，管内常装水、酒精或汞，根据被测压力范围而定;斜管式微压计只能测动压，精度不低于2%，管内常装酒精或汞。测定方法：先把仪器调整到水平状态，检查液柱内
36、是否有气泡，并将液面调至零点，然后，将皮托管与压力计连接，把测压管的测压口伸进烟道内测点上，并对准气流方向，从U形压力计上读出液面差，或从微压计上读出斜管液柱长度，按相应公式计算测得压力。3流速和流量的计算把测得的温度和压力等参数，代入相应公式计算各测点的烟气流速和流量。(四四)含湿量的测定含湿量的测定 与大气相比，烟气中的水蒸气含量较高，变化范围较大，为便于比较，监测方法规以除去水蒸气后标准状态下的干烟气为基准表示烟气中有害物质的测定结果。含湿量的测定方法有重量法、冷凝法、干湿球法等。重量法：从烟道采样点抽取一定体积的烟气，使之通过装有吸湿剂的吸湿管，则烟气中的水蒸气被吸湿剂吸收，吸湿管的增
37、重即为所采烟气中的水蒸气重量，然后代入公式计算含湿量。吸湿管有两种，U形吸湿管和雪菲尔德吸湿管常用吸湿剂有：CaCl2、CaO、Al2O3、P2O5、硅胶、过氯酸镁等。冷凝法：由烟道中抽出一定量的气体，通过冷凝器，根据冷凝出的水量，加上从冷凝器排出的饱和气体含有的水蒸气量，计算排气中的水分。干湿球法：气体在一定流速下经干湿球温度计，根据干、湿球温度计读数及有关压力，计算排气中水分含量。(五五)烟尘浓度的测定烟尘浓度的测定 JT-2 JT-2型静压等速烟尘采样器型静压等速烟尘采样器原理：抽取一定体积烟气通过已知重量的捕尘装置（如滤筒），根据捕尘装置采样前后的重量差和采样体积计算烟尘的浓度。1、等
38、速采样法：测定烟气、烟尘浓度必须采用等速采样法，即烟气进入采样嘴的速度应与采样点烟气流速相等，否则，过大、过小均会造成测定误差。具体做法是：将烟尘采样管由采样孔插入烟道中，使采样嘴置于测点上，正对气流，在采样嘴的吸气速度与测点处气流速度相等（误差不超过10%）时，抽取气样。2、移动采样和定点采样 移动采样：为测定烟道断面上烟气中烟尘的平均浓度，用同一个尘粒捕集器在已确定的各采样点上移动采样，在各点的采样时间相同，这是目前普遍使用的方法。定点采样：为了解烟道内烟尘的分布状况和确定烟尘的平均浓度，分别在断面上每个采样点采样，即每个采样点采集一个样品。3、采样装置：由采样管、捕集器、流量计、抽气泵等
39、组成。常见的采样管有超细玻璃纤维滤筒采样管和刚玉滤筒采样管（见下图）。它们由采样嘴、滤筒夹和滤筒、连接管组成。超细玻璃纤维滤筒适用于500以下烟气，而刚玉滤筒适用于850以下的烟气，二者对0.5m以上的尘粒捕集效率均在99.99%以上。4、含尘浓度计算（六）烟气组分的确定（六）烟气组分的确定 YQ-2型烟气采样器型烟气采样器烟气组分包括主要气体组分和微量有害气体组分。主要气体组分为N2、O2、CO2和水蒸气等。测定这些组分的目的是考察燃料燃烧情况和为烟尘测定提供计算烟气气体常数的数据。有害气体组分为CO、NOx、SOx和H2S等。1、烟气样品的采集：不需多点采样，只要在靠近烟道中心的任何一点采
40、样即可。可利用吸收法采样装置采样，也可利用注射器采烟气装置采样。2、烟气主要组分的测定：可采用奥氏气体分析器吸收法和仪器分析法测定。用不同吸收液逐一吸收烟气中的欲测组分，通过测定吸收前后气样的体积变化，计算欲测组分占排气中各被测组分的体积的百分数。例如，用KOH溶液吸收CO2；用焦性没食子酸溶液吸收O2；用氯化亚铜氨溶液吸收CO等，依次吸收CO2、O2和CO后，剩余气体主要是N2。仪器分析法：可分别测定烟气中的组分，其准确度比奥氏气体吸收法高。例如，用红外线气体分析仪或热导分析仪测定CO2；用磁氧分析仪或氧化锆氧量分析仪（测高温烟气）测定O2等。3、烟气中有害组分的测定:测定方法视其含量而定。
41、当含量较低时，可选用大气中分子态污染物质的测定方法；含量较高时，多选用化学分析法。二、流动污染源监测 汽车排气是石油体系燃料在内燃机内燃烧后的产物，含有NOx、碳氢化合物、CO等有害组分，是污染大气环境的主要流动污染源。汽车尾气中各种污染物的含量与其行驶状态有关，空档、加速、减速、匀速等行驶状态下排气中的污染物含量均不相同，应分别测定。汽车尾气中各种污染物的含量与其行驶状态有关，空档、加速、减速、匀速等行驶状态下排气中的污染物含量均不相同，应分别测定。汽车尾气的采样一般分高浓度采样和低浓度采样两种情况。低浓度采样是指尾气排放经大气扩散后采样分析，这种采样分析受环境条件影响大，结果稳定性差，且时
42、间性强；高浓度采样是指发生源在高浓度状况的采样。目前，常以汽车怠速状态、高浓度采样监测尾气中的CO和HC。（一）汽车怠速CO、HC的测定CO/CO2监测仪1、怠速工况的条件：发动机旋转；离合器处于结合位置；油门（脚踏板和手油门）位于松开位置；安装机械式或半自动式变速器时，变速杆应位于空挡位置；当安装自动变速器时，选择器应在停车或空挡位置；阻风门全开。2、测定方法：用非色散红外气体分析仪进行测定。测定时，先将汽车发动机由怠速加速至中等转速，维持5秒以上，再降至怠速状态，插入取样管（深度不少于300mm）测定，读取最大指示值。如为多个排气管，应取各排气管测定值的算术平均值。3、计算CO、HC的相对
43、含量（体积比）4、排放标准（GB3842-83）（二）汽车尾气中NOx的测定 在汽车尾气排气管处用取样管将废气引出（用采样泵），经冰浴（冷凝除水）、玻璃棉过滤器（除油污、烟尘），抽取到100mL注射器中，然后将抽取的气样经氧化管注入冰乙酸-对氨基苯磺酸-盐酸萘乙二胺吸收显色液，显色后用分光光度法测定，测定方法同大气中NOx的测定。3.83.8大气的生物监测法大气的生物监测法是通过生物（动物、植物、微生物）在环境中的分布，生长发育状况及生理生化指标和生态系统的变化来研究环境污染情况，测定污染物毒性的一类监测方法（图3.8-2）3.8.1 3.8.1 植物在污染环境中的受害症状（图植物在污染环境中
44、的受害症状（图3.8-33.8-3植物在污植物在污染环境中的受害症状）见图染环境中的受害症状）见图3.8-23.8-2）。）。3.8.2 3.8.2 大气污染指示植物的选择大气污染指示植物的选择（图3.8-4各种指示生物）3.6.33.6.3监测方法监测方法（一）盆栽植物监测方法：先将指示植物在没有污染的环境中盆栽培植，待生长到适宜大小时，移至监测点，观测它们受害症状和程度。植物指示器如图3-20所示.（二）现场调查法1植物群落调查法：调查现场植物群落中各种植物受害症状和程度，估测大气污染情况。表3-19 排放SO2的某些化工厂附近植物群落受害情况.调查地衣和苔藓法：通过调查树干上的地衣和苔藓
45、的种类与数量，便可估计大气污染程度。在工业城市，通常距市中心越近，地衣的种类越少，重污染区内一般仅有少数壳状地衣分布，随着污染程度的减轻，便出现枝状地衣；在轻污染地区，叶状地衣数量最多。3 调查树木的年轮：剖析树木的年轮，可以了解所在地区大气污染的历史。一般，污染严重或气候条件恶劣年份树木的年轮较窄，木质比重小。（三）其他监测法：如生产力测定法、指示植物中污染物质含量测定法等。3.9 标准气体的配制标准气体的配制3.9.1标准气体的制取标准气体的制取由于复杂的自然因素影响，污染源的多样性以及气体保存上的困难，标准气体在自然条件下很难取得，必须人工配制。制取方法因物质的性质不同而异。对挥发性较强
46、的液态物质，可利用其挥发作用制取；不能用挥发法制取的可使用化学反应法制取，但这样制取的气体常含有杂质，要用适当的方法加以净化（见表3-20）。利用表中所列方法制取的标准气通常收集到钢瓶、玻璃容器或塑料袋等容器中保存，因其浓度较大，称为原料气，使用时要进行稀释制取。一般，商品标准气都会稀释成多种浓度出售，称稀释气。3.9.2标准气体配制方法标准气体配制方法利用原料气配制低浓度标准气的方法有静态配气法和动态配气法两大类。1.静态配气法静态配气法定义：静态配气法是把一定量的气态或蒸气态的原料气加入到已知容积的容器中，再充入稀释气体混匀制得。其原料可以是纯气，也可以是已知浓度的混合气。标准气的浓度根据
47、加入的原料气和稀释气体积及容器容积计算得知。这种配气法的特点是设备简单，操作容易。但因有些气体化学性质较活泼，长时间与容器壁接触可能发生化学反应，同时，容器壁也有吸附作用，故会造成配制气体浓度不准确或其浓度随放置时间而变化，特别是配制低浓度标准气，常引起较大的误差。对活泼性较差且用量不大的标准气，用该方法配制较简便。常用静态配气方法有：（1）注射器配气法（）配气瓶配气法（见图3-81）又分常压配气、正压配气和高压配气三种。(刘龙静的图-大瓶子)（）塑料袋配气法（）高压钢瓶配气法2.动态配气法动态配气法对于标准气用量较大或通标准气时间较长的试验工作，静态配气法不能满足要求，需要用动态配气法。动态
48、配气法：使已知浓度的原料气与稀释气按一定比例连续不断地进入混合器混合，从而可以不间断地配制并供给一定浓度的标准气，两股气流的流量比即稀释倍数，根据稀释倍数计算出标准气的浓度。特点：动态配气法不但能提供大量标准气，而且可通过调节原料气和稀释气的流量比获得所需浓度的标准气，尤其适用于配制低浓度的标准气。但是，这种方法所用仪器设备较静态配气法复杂，不适合配制高浓度的标准气。常用动态配气方法有：（1）连续稀释法以高压钢瓶为气源，将原料气以恒定小流量送入混合器，被较大量的净化空气稀释，用流量计准确测量两种气体的流量，然后计算标准气的浓度。（原理示意图）动画：图动画：图3 38484钢瓶气源连续稀释配气装置钢瓶气源连续稀释配气装置 （2）负压喷射法（原理示意图）动画：图动画：图3 38787动态配气动态配气渗透管装置渗透管装置（3）渗透管法（原理示意图）
