1、大气污染物无组织排放现场监测技术大气污染物无组织排放现场监测技术镇江市环境监测中心站镇江市环境监测中心站2005年年5月月张先宝张先宝第一章第一章 概述概述 无组织污染排放源指不经排气筒无规则排放的源，无组织污染排放源指不经排气筒无规则排放的源，如设置于露天环境中具有无组织排放的设施（煤堆、如设置于露天环境中具有无组织排放的设施（煤堆、建材场、垃圾场等），或指具有无组织排放的建筑物建材场、垃圾场等），或指具有无组织排放的建筑物（车间和工棚等）；需要时，也可以将一些低矮的经（车间和工棚等）；需要时，也可以将一些低矮的经排气筒排放的源当作无组织源处理。确定污染源常用排气筒排放的源当作无组织源处理。
2、确定污染源常用于环境管理，对于污染物的控制与处理，对新建企业于环境管理，对于污染物的控制与处理，对新建企业的环境评价，对污染物的监测，规定原有企业的限期的环境评价，对污染物的监测，规定原有企业的限期治理和达标排放，主要控制其排放源能达标和对周边治理和达标排放，主要控制其排放源能达标和对周边敏感地区贡献。环境监测是指人们对影响人类和其他敏感地区贡献。环境监测是指人们对影响人类和其他生物生存和发展的环境质量状况进行监视性测定的活生物生存和发展的环境质量状况进行监视性测定的活动，它是通过对环境质量某些代表值进行长时间的测动，它是通过对环境质量某些代表值进行长时间的测定，以掌握环境污染状况和判明环境质
3、量的好坏。定，以掌握环境污染状况和判明环境质量的好坏。n 大气污染物无组织排放监测是环境大气污染物无组织排放监测是环境管理的技术依据，通过对无组织源所排管理的技术依据，通过对无组织源所排放的污染物的监测，为大气质量评定、放的污染物的监测，为大气质量评定、环境影响评价、环保验收及仲裁监测提环境影响评价、环保验收及仲裁监测提供数据基础；也为环境科学研究提供技供数据基础；也为环境科学研究提供技术支持。大气污染物无组织排放监测有术支持。大气污染物无组织排放监测有一定的规范和方法，它和污染源类型、一定的规范和方法，它和污染源类型、污染物性质、环境标准及地形与气象条污染物性质、环境标准及地形与气象条件相关
4、。件相关。作为一名环境监测人员，在现场取样、作为一名环境监测人员，在现场取样、分析过程仅仅是测试工作的一个中间环节，分析过程仅仅是测试工作的一个中间环节，全面的监测人员应掌握三个方面知识：全面的监测人员应掌握三个方面知识：(1)(1)了解监测对象，熟习污染物性质及排放规律；了解监测对象，熟习污染物性质及排放规律；(2)(2)熟习相关的法律法规；熟习相关的法律法规；(3)(3)掌握污染物采掌握污染物采样布点、取样和分析方法，全面掌握监测分样布点、取样和分析方法，全面掌握监测分析作业指导书要求。另外，作为一名现场监析作业指导书要求。另外，作为一名现场监测人员，要具备较强的责任心，现场工作的测人员，
5、要具备较强的责任心，现场工作的质量比较难控制，需要每一位监测人员自觉质量比较难控制，需要每一位监测人员自觉地、严格地按操作程序进行。地、严格地按操作程序进行。第二章第二章 大气污染物大气污染物n从环境质量角度，大气污染物从化学性从环境质量角度，大气污染物从化学性质分还原型（煤烟型）、氧化型（石油质分还原型（煤烟型）、氧化型（石油型）和混合型；按物理性质分气态、蒸型）和混合型；按物理性质分气态、蒸气和气溶胶状；按其形成过程分一次污气和气溶胶状；按其形成过程分一次污染物和二次污染物。染物和二次污染物。n 大气污染物可以按监测重要度分为五大气污染物可以按监测重要度分为五类。类。第一类的大气污染物是指
6、我国环境保第一类的大气污染物是指我国环境保护局已制定出环境标准的那些物质，是评护局已制定出环境标准的那些物质，是评价环境质量的主要控制指标。如可吸入悬价环境质量的主要控制指标。如可吸入悬浮微粒浮微粒(PM10)、二氧化硫、氮氧化物、飘、二氧化硫、氮氧化物、飘尘、一氧化碳、光化学氧化剂等，对它们尘、一氧化碳、光化学氧化剂等，对它们在大气中的浓度有严格的限制，参见环在大气中的浓度有严格的限制，参见环境空气质量标准境空气质量标准(GB3095-1996)中的规中的规定。定。n第二类必须分析的大气污染物是那第二类必须分析的大气污染物是那些已知对人类健康特别有害，但目些已知对人类健康特别有害，但目前在大
7、气环境质量标准中尚未限制前在大气环境质量标准中尚未限制的那些污染物，例如，石棉、汞等的那些污染物，例如，石棉、汞等属于此类，其他大气污染物凡经证属于此类，其他大气污染物凡经证实确会引起严重疾病并增加死亡率实确会引起严重疾病并增加死亡率的均属此列，其数目还在不断增加。的均属此列，其数目还在不断增加。n第三类必须加以限制的是那些新建第三类必须加以限制的是那些新建固定污染源排放的大气污染物。如固定污染源排放的大气污染物。如酸雾酸雾(H2S04)、氮氧化物和硫氧化物、氮氧化物和硫氧化物等气态污染物。为保证这类物质的等气态污染物。为保证这类物质的排放量符合排放标准，必须经常监排放量符合排放标准，必须经常
8、监测这类物质在烟道气中的浓度。测这类物质在烟道气中的浓度。n第四类必须加以限制的是来自移动污染第四类必须加以限制的是来自移动污染源的排放物。如汽车尾气中的碳氢化合源的排放物。如汽车尾气中的碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物等。物、一氧化碳和氮氧化物等。第五类污染物包括许多元素和化合物，第五类污染物包括许多元素和化合物，对它们的影响和控制正在进行很多研究，以对它们的影响和控制正在进行很多研究，以确定这些污染物应该控制的程度和最好的控确定这些污染物应该控制的程度和最好的控制方法。这类物质包括砷、汞、镍、铬、钒、制方法。这类物质包括砷、汞、镍、铬、钒、锰、铜、锌、钡和锡等金属以及氯、氯化氢、锰、铜、锌、
9、钡和锡等金属以及氯、氯化氢、硫化氢、硒、硼、磷、多环芳香烃、多氯联硫化氢、硒、硼、磷、多环芳香烃、多氯联苯、有恶臭的化合物、细颗粒物质、农药、苯、有恶臭的化合物、细颗粒物质、农药、气源性致病原、活性有机化合物及放射性核气源性致病原、活性有机化合物及放射性核素等。素等。从环境控制角度：大气污染物从环境控制角度：大气污染物无组织排放监测涉及污染物监测因无组织排放监测涉及污染物监测因子，主要根据国家有关废气的排放子，主要根据国家有关废气的排放标准、建设项目标准、建设项目“环评环评”、初步设、初步设计、使用的原辅材料以及采用工艺计、使用的原辅材料以及采用工艺(即行业特征即行业特征)、环境保护工作需要、
10、环境保护工作需要确定。确定。n表表1-1中例出各行业中都有一些常见中例出各行业中都有一些常见的特征因子，但在建设项目竣工环的特征因子，但在建设项目竣工环境保护验收监测、环境影响评价或境保护验收监测、环境影响评价或环境污染事故进行监测因子选择时，环境污染事故进行监测因子选择时，不应只限于表不应只限于表1-1中所列因子，或表中所列因子，或表1-1所列所有项目中都进行监测，而所列所有项目中都进行监测，而应根据实际情况确定。应根据实际情况确定。表表1-1不同行业排放的废气污染因子不同行业排放的废气污染因子 n表表1-1中所例出的物质，特别是一些中所例出的物质，特别是一些具有危险性的化学物质，监测人员具
11、有危险性的化学物质，监测人员需要掌握，或者能以较快的方法能需要掌握，或者能以较快的方法能够获取，特别是在环境污染事故应够获取，特别是在环境污染事故应急监测时，监测因子的快速有效识急监测时，监测因子的快速有效识别，对事故应急监测速度和环境管别，对事故应急监测速度和环境管理提供良好的基础。理提供良好的基础。第三章第三章 相关的法律法规及监测方法相关的法律法规及监测方法 3.13.1、相关标准、相关标准 作为一名环境监测人员，必须了解相关的法律、作为一名环境监测人员，必须了解相关的法律、法规及监测标准，与大气污染物无组织排放监测相法规及监测标准，与大气污染物无组织排放监测相关的法律法规如下：大气污染
12、物无组织排放监测关的法律法规如下：大气污染物无组织排放监测技术导则技术导则(HJ/T55-2000)；建设项目竣工环境保；建设项目竣工环境保护验收管理办法；环境影响评价报告书，报护验收管理办法；环境影响评价报告书，报告书中结论也是监测时的参照要求；因为环境保护告书中结论也是监测时的参照要求；因为环境保护管理办法中，管理办法中，“三同时三同时”制度是一种重要手段，特制度是一种重要手段，特别是在验收监测时，验收实际上是环境保护影响评别是在验收监测时，验收实际上是环境保护影响评价的后续过程，特别是对环境保护敏感目标的空气价的后续过程，特别是对环境保护敏感目标的空气质量要求，在环评结论中都有体现。质量
13、要求，在环评结论中都有体现。nGB3095-1996环境空气质量标准；环境空气质量标准；在我国现有国家大气污染物排放标准系在我国现有国家大气污染物排放标准系列中，按照综合性排放标准与行业性排列中，按照综合性排放标准与行业性排放标准不交叉执行的原则，工业炉窑执放标准不交叉执行的原则，工业炉窑执行行GB9078-1996工业炉窑大气污染物工业炉窑大气污染物排放标准；火电厂执行排放标准；火电厂执行GB13223-1996火电厂大气污染物排放标准；炼焦火电厂大气污染物排放标准；炼焦炉执行炉执行GB16171-1996炼焦炉大气污染炼焦炉大气污染物排放标准；水泥厂执行物排放标准；水泥厂执行GB4915-
14、1996水泥厂大气污染物排放标准；水泥厂大气污染物排放标准；恶臭物质排放执行恶臭物质排放执行GB14554-93恶臭恶臭污染物排放标准；生活垃圾焚烧执污染物排放标准；生活垃圾焚烧执行行GB18485-2001生活垃圾焚烧污染生活垃圾焚烧污染控制标准；危险废物焚烧执行控制标准；危险废物焚烧执行GB18481-2001危险废物焚烧污染控危险废物焚烧污染控制标准；医疗废弃物焚烧执行制标准；医疗废弃物焚烧执行GB/T18773-2002医疗废弃物焚烧环医疗废弃物焚烧环保卫生标准，其余大气污染物均执保卫生标准，其余大气污染物均执行行GB16297-1996大气污染物综合排大气污染物综合排放标准。放标准。
15、n相关的监测标准，相关的监测标准，GB692186大气飘大气飘尘浓度测定方法；尘浓度测定方法；GBT1526294环境空气环境空气 二氧化硫的测定甲醛吸收二氧化硫的测定甲醛吸收-副玫瑰苯胺分光光度法；副玫瑰苯胺分光光度法；GBT 1390692空气质量氮氧化物的测空气质量氮氧化物的测定；定；GB/9801-1998空气质量一氧空气质量一氧化碳的测定非分散红外法等；以上是化碳的测定非分散红外法等；以上是一些与监测相关的部分标准，实际监测一些与监测相关的部分标准，实际监测时，应该按实验室认可原则，所有的监时，应该按实验室认可原则，所有的监测方法与技术严格按本单位的测方法与技术严格按本单位的“样品的
16、样品的采集和分析作业指导书采集和分析作业指导书”进行。进行。3.2大气样品的采集方法和采样仪器大气样品的采集方法和采样仪器n采集大气（空气）样品的方法可归纳为采集大气（空气）样品的方法可归纳为直接采样法和富集（浓缩）采样法两类。直接采样法和富集（浓缩）采样法两类。3.2.13.2.1直接采样法直接采样法 当大气中的被测组分浓度较高，或者监测当大气中的被测组分浓度较高，或者监测方法灵敏度高时，从大气中直接采集少量气方法灵敏度高时，从大气中直接采集少量气样即可满足监测分析要求。例如，用非色散样即可满足监测分析要求。例如，用非色散红外吸收法测定空气中的一氧化碳；用紫外红外吸收法测定空气中的一氧化碳；
17、用紫外荧光法测定空气中的二氧化硫等都用直接采荧光法测定空气中的二氧化硫等都用直接采样法。这种方法测得的结果是瞬时浓度或短样法。这种方法测得的结果是瞬时浓度或短时间内的平均浓度，能较快地测知结果。常时间内的平均浓度，能较快地测知结果。常用的采样容器有注射器、塑料袋、真空瓶（用的采样容器有注射器、塑料袋、真空瓶（管）等。管）等。n（一）注射器采样（一）注射器采样n常用常用100mL注射器采集有机蒸气样品注射器采集有机蒸气样品(非甲烷非甲烷总烃总烃)。采样时，先用现场气体抽洗。采样时，先用现场气体抽洗23次，次，然后抽取然后抽取100mL，密封进气口，带回实验室，密封进气口，带回实验室分析。样品存放
18、时间不宜长，一般应当天分分析。样品存放时间不宜长，一般应当天分析完。析完。n（二）塑料袋采样（二）塑料袋采样n应选择与样气中污染组分既不发生化学反应，应选择与样气中污染组分既不发生化学反应，也不吸附、不渗漏的塑料袋。常用的有聚四也不吸附、不渗漏的塑料袋。常用的有聚四氟乙烯袋、聚乙烯袋及聚酯袋等。为减小对氟乙烯袋、聚乙烯袋及聚酯袋等。为减小对被测组分的吸附，可在袋的内壁衬银、铝等被测组分的吸附，可在袋的内壁衬银、铝等金属膜。采样时，先用二联球打进现场气体金属膜。采样时，先用二联球打进现场气体冲洗冲洗23次，再充满样气，夹封进气口，带次，再充满样气，夹封进气口，带回尽快分析。回尽快分析。（三）采气
19、管采样（三）采气管采样采气管是两端具有旋塞的管式玻璃容采气管是两端具有旋塞的管式玻璃容器，其容积为器，其容积为100500mL100500mL。采样时，打。采样时，打开两端旋塞，将二联球或抽气泵接在管开两端旋塞，将二联球或抽气泵接在管的一端，迅速抽进比采气管容积大的一端，迅速抽进比采气管容积大661010倍的欲采气体，使采气管中原有气体倍的欲采气体，使采气管中原有气体被完全置换出，关上两端旋塞，采气体被完全置换出，关上两端旋塞，采气体积即为采气管的容积。积即为采气管的容积。n（四）真空瓶采样（四）真空瓶采样n 真空瓶是一种用耐压玻璃制成的固定真空瓶是一种用耐压玻璃制成的固定容器容器(苏码罐苏码
20、罐)，容积为，容积为5001000mL。采样前，先用抽真空装置将采气瓶（瓶采样前，先用抽真空装置将采气瓶（瓶外套有安全保护套）内抽至剩余压力达外套有安全保护套）内抽至剩余压力达1.33kPa左右；如瓶内预先装入吸水液，左右；如瓶内预先装入吸水液，可抽至溶液冒泡为止，关闭旋塞。采样可抽至溶液冒泡为止，关闭旋塞。采样时，打开旋塞，被采空气即充入瓶内，时，打开旋塞，被采空气即充入瓶内，关闭旋塞，则采样体积为真空采气瓶的关闭旋塞，则采样体积为真空采气瓶的容积。如果采气瓶内真空度达不到容积。如果采气瓶内真空度达不到1.33kPa，实际采样体积应根据剩余压力，实际采样体积应根据剩余压力进行计算。进行计算。
21、当用闭口压力计测量剩余压力时，现场状态下的采样体积按下式当用闭口压力计测量剩余压力时，现场状态下的采样体积按下式计算：计算：式中：式中：VV现场状态下的采样体积（现场状态下的采样体积（L L）；）；V V0 0真空采气瓶容积（真空采气瓶容积（L L）；）；P P大气压力（大气压力（kPakPa）；）；P PB B闭管压力计读数（闭管压力计读数（kPakPa）。）。当用开管压力计测量采气瓶内的剩余压力时，现场当用开管压力计测量采气瓶内的剩余压力时，现场状态下的采样体积按下式计算：状态下的采样体积按下式计算：式中：式中：PKPK开管压力计读数开管压力计读数(kPa(kPa）；）；其余符号意义和单位
22、同前式。其余符号意义和单位同前式。3.2.23.2.2、富集（浓缩）采样法、富集（浓缩）采样法大气中的污染物质浓度一般都比较低（大气中的污染物质浓度一般都比较低（ppmppbppmppb数量级），直接采样法往往不能满数量级），直接采样法往往不能满足分析方法检测限的要求，故需要用富集采足分析方法检测限的要求，故需要用富集采样法对大气中的污染物进行浓缩。富集采样样法对大气中的污染物进行浓缩。富集采样时间一般比较长，测得结果代表采样时段的时间一般比较长，测得结果代表采样时段的平均浓度，更能反映大气污染的真实情况。平均浓度，更能反映大气污染的真实情况。这种采样方法有溶液吸收法、固体阻留法、这种采样方法
23、有溶液吸收法、固体阻留法、低温冷凝法及自然沉降法等。低温冷凝法及自然沉降法等。n（一）溶液吸收法（一）溶液吸收法n该方法是采集大气中气态、蒸气态及某些气该方法是采集大气中气态、蒸气态及某些气溶胶态污染物质的常用方法。采样时，用抽溶胶态污染物质的常用方法。采样时，用抽气装置将欲测空气以一定流量抽入装有吸收气装置将欲测空气以一定流量抽入装有吸收液的吸收管（瓶）。采样结束后，倒出吸收液的吸收管（瓶）。采样结束后，倒出吸收液进行测定，根据测得结果及采样体积计算液进行测定，根据测得结果及采样体积计算大气中污染物的浓度。大气中污染物的浓度。n 溶液吸收法的吸收效率主要决定于吸收速度溶液吸收法的吸收效率主要
24、决定于吸收速度和样气与吸收液的接触面积。和样气与吸收液的接触面积。n 欲提高吸收速度，必须根据被吸收污染物的欲提高吸收速度，必须根据被吸收污染物的性质选择效能好的吸收液。常用的吸收液有性质选择效能好的吸收液。常用的吸收液有水、水溶液和有机溶剂等。水、水溶液和有机溶剂等。按照它们的吸收原理可分为两种类型，一种按照它们的吸收原理可分为两种类型，一种是气体分子溶解于溶液中的物理作用，如用是气体分子溶解于溶液中的物理作用，如用水吸收大气中的氯化氢、甲醛；用水吸收大气中的氯化氢、甲醛；用5的甲醇的甲醇吸收有机农药；用吸收有机农药；用10乙醇吸收硝基苯等。乙醇吸收硝基苯等。另一种吸收原理是基于发生化学反应
25、。例如，另一种吸收原理是基于发生化学反应。例如，用氢氧化钠溶液吸收大气中的硫化氢基于中用氢氧化钠溶液吸收大气中的硫化氢基于中和反应；用四氯汞钾溶液吸收和反应；用四氯汞钾溶液吸收SO2基于络合反基于络合反应等。理论和实践证明，伴有化学反应的吸应等。理论和实践证明，伴有化学反应的吸收溶液的吸收速度比单靠溶解作用的吸收液收溶液的吸收速度比单靠溶解作用的吸收液吸收速度快的多。因此，除采集溶解度非常吸收速度快的多。因此，除采集溶解度非常大的气态物质外，一般都选用伴有化学反应大的气态物质外，一般都选用伴有化学反应的吸收液。吸收液的选择原则是：的吸收液。吸收液的选择原则是：n（1）与被采集的物质发生化学反应
26、快或对其）与被采集的物质发生化学反应快或对其溶解度大。溶解度大。n（2）污染物质被吸收液吸收后，要有足够的）污染物质被吸收液吸收后，要有足够的稳定时间，以满足分析测定所需时间的要求。稳定时间，以满足分析测定所需时间的要求。n（3）污染物质被吸收后，应有利于下一步分）污染物质被吸收后，应有利于下一步分析测定，最好能直接用于测定。析测定，最好能直接用于测定。n（4）吸收液毒性小、价格低、易于购买，且）吸收液毒性小、价格低、易于购买，且尽可能回收利用。尽可能回收利用。n增大被采气体与吸收液接触面积的有效措施增大被采气体与吸收液接触面积的有效措施是选用结构适宜的吸收管（瓶）。下面介绍是选用结构适宜的吸
27、收管（瓶）。下面介绍几种常用吸收管。几种常用吸收管。2.2.冲击式吸收管冲击式吸收管 这种吸收管有小型（装这种吸收管有小型（装510mL510mL吸收液，采吸收液，采样流量为样流量为3.0L/min3.0L/min）和大型（装）和大型（装50100mL50100mL吸吸收液，采样流量为收液，采样流量为30L/min30L/min）两种规格，适宜）两种规格，适宜采集气溶胶态物质。因为该吸收管的进气管喷采集气溶胶态物质。因为该吸收管的进气管喷嘴孔径小，距瓶底又很近，当被采气样快速从嘴孔径小，距瓶底又很近，当被采气样快速从喷嘴喷出冲向管底时，则气溶胶颗粒因惯性作喷嘴喷出冲向管底时，则气溶胶颗粒因惯性
28、作用冲击到管底被分散，从而易被吸收液吸收。用冲击到管底被分散，从而易被吸收液吸收。注意进气管喷嘴距瓶底不能靠太近，这样易都注意进气管喷嘴距瓶底不能靠太近，这样易都塞，或者导致不密封，另外冲击式吸收管不适塞，或者导致不密封，另外冲击式吸收管不适合采集气态和蒸气态物质，因为气体分子的惯合采集气态和蒸气态物质，因为气体分子的惯性小，在快速抽气情况下，容易随空气一起跑性小，在快速抽气情况下，容易随空气一起跑掉。掉。n3.多孔筛板吸收管（瓶）多孔筛板吸收管（瓶）n 该吸收管可装该吸收管可装510mL吸收液，采样流量为吸收液，采样流量为0.11.0L/min。吸收瓶有小型（装。吸收瓶有小型（装1030mL
29、吸收液，采样流量为吸收液，采样流量为0.52.0L/min）和大型）和大型（装（装50100mL吸收液，采样流量吸收液，采样流量30L/min）两种，流量视情况而定，如氮氧化物采样时两种，流量视情况而定，如氮氧化物采样时流量不能太大流量不能太大(0.3 L/min)，太大时吸收液会被，太大时吸收液会被吸入采气泵，。气样通过吸收管（瓶）的筛吸入采气泵，。气样通过吸收管（瓶）的筛板后，被分散成很小的气泡，且阻留时间长，板后，被分散成很小的气泡，且阻留时间长，大大增加了气液接触面积，从而提高了吸收大大增加了气液接触面积，从而提高了吸收效果。它们除适合采集气态和蒸气态物质外，效果。它们除适合采集气态和
30、蒸气态物质外，也能采集气溶胶态物质。也能采集气溶胶态物质。（二）填充柱阻留法（二）填充柱阻留法 填充柱是用一根长填充柱是用一根长610cm610cm、内径、内径3 35mm5mm的的玻璃管或塑料管，内装颗粒状填充剂制成。采玻璃管或塑料管，内装颗粒状填充剂制成。采样时，让气样以一定流速通过填充柱，则欲测样时，让气样以一定流速通过填充柱，则欲测组分因吸附、溶解或化学反应等作用被阻留在组分因吸附、溶解或化学反应等作用被阻留在填充剂上，达到浓缩采样的目的。填充剂上，达到浓缩采样的目的。采样后，通过解吸或溶剂洗脱，使被测组分采样后，通过解吸或溶剂洗脱，使被测组分从填充剂上释放出来进行测定。根据填充剂阻从
31、填充剂上释放出来进行测定。根据填充剂阻留作用的原理，可分为吸附型、分配型和反应留作用的原理，可分为吸附型、分配型和反应型三种类型。型三种类型。n1.吸附型填充柱吸附型填充柱n 这种柱的填充剂是颗粒状固体吸附剂，如活这种柱的填充剂是颗粒状固体吸附剂，如活性炭、硅胶、分子筛、高分子多孔微球等。性炭、硅胶、分子筛、高分子多孔微球等。它们都是多孔性物质，比表面积大，对气体它们都是多孔性物质，比表面积大，对气体和蒸气有较强的吸附能力。有两种表面吸附和蒸气有较强的吸附能力。有两种表面吸附作用，一种是由于分子间引力引起的物理吸作用，一种是由于分子间引力引起的物理吸附，吸附力较弱；另一种是由于剩余价键力附，吸
32、附力较弱；另一种是由于剩余价键力引起的化学吸附，吸附力较强。极性吸附剂引起的化学吸附，吸附力较强。极性吸附剂如硅胶等，对极性化合物有较强的吸附能力；如硅胶等，对极性化合物有较强的吸附能力；非极性吸附剂如活性炭等，对非极性化合物非极性吸附剂如活性炭等，对非极性化合物有较强的吸附能力。一般说来，吸附能力越有较强的吸附能力。一般说来，吸附能力越强，采样效率越高，但这往往会给解吸带来强，采样效率越高，但这往往会给解吸带来困难。因此，在选择吸附剂时，既要考虑吸困难。因此，在选择吸附剂时，既要考虑吸附效率，又要考虑易于解吸。附效率，又要考虑易于解吸。2.2.分配型填充柱分配型填充柱 这种填充柱的填充剂是表
33、面涂高沸点有机溶这种填充柱的填充剂是表面涂高沸点有机溶剂（如异十三烷）的惰性多孔颗粒物（如硅藻剂（如异十三烷）的惰性多孔颗粒物（如硅藻土），类似于气液色谱柱中的固定相，只是有土），类似于气液色谱柱中的固定相，只是有机溶剂的用量比色谱固定相大。当被采集气样机溶剂的用量比色谱固定相大。当被采集气样通过填充柱时，在有机溶剂（固定液）中分配通过填充柱时，在有机溶剂（固定液）中分配系数大的组分保留在填充剂上而被富集。例如系数大的组分保留在填充剂上而被富集。例如，大气中的有机氯农药（六六六、，大气中的有机氯农药（六六六、DDTDDT等）和多等）和多氯联苯（氯联苯（PCBPCB）多以蒸气或气溶胶态存在，用溶
34、）多以蒸气或气溶胶态存在，用溶液吸收法采样效率低，但用涂渍液吸收法采样效率低，但用涂渍5 5甘油的硅酸甘油的硅酸铝载体填充剂采样，采集效率可达铝载体填充剂采样，采集效率可达9010090100。n3.反应型填充柱反应型填充柱n 这种柱的填充剂是由惰性多孔颗粒物这种柱的填充剂是由惰性多孔颗粒物（如石英砂、玻璃微球等）或纤维状物（如石英砂、玻璃微球等）或纤维状物（如滤纸、玻璃棉等）表面涂渍能与被（如滤纸、玻璃棉等）表面涂渍能与被测组分发生化学反应的试剂制成。也可测组分发生化学反应的试剂制成。也可以用能和被测组分发生化学反应的纯金以用能和被测组分发生化学反应的纯金属（如属（如Au、Ag、Cu等）丝毛
35、或细粒作等）丝毛或细粒作填充剂。气样通过填充柱时，被测组分填充剂。气样通过填充柱时，被测组分在填充剂表面因发生化学反应而被阻留。在填充剂表面因发生化学反应而被阻留。采样后，将反应产物用适宜溶剂洗脱或采样后，将反应产物用适宜溶剂洗脱或加热吹气解吸下来进行分析。加热吹气解吸下来进行分析。例如，空气中的微量氨可用装有涂渍硫酸例如，空气中的微量氨可用装有涂渍硫酸的石英砂填充柱富集。采样后，用水洗脱的石英砂填充柱富集。采样后，用水洗脱下来测定之。反应型填充柱采样量和采样下来测定之。反应型填充柱采样量和采样速度都比较大，富集物稳定，对气态、蒸速度都比较大，富集物稳定，对气态、蒸气态和气溶胶态物质都有较高的
36、富集效率，气态和气溶胶态物质都有较高的富集效率，是大气污染监测中具有广阔发展前景的富是大气污染监测中具有广阔发展前景的富集方法。集方法。n（三）滤料阻留法（三）滤料阻留法n该方法是将过滤材料（滤纸、滤膜等）放在采样夹上，该方法是将过滤材料（滤纸、滤膜等）放在采样夹上，用抽气装置抽气，则空气中的颗粒物被阻留在过滤材用抽气装置抽气，则空气中的颗粒物被阻留在过滤材料上，称量过滤材料上富集的颗粒物质量，根据采样料上，称量过滤材料上富集的颗粒物质量，根据采样体积，即可计算出空气中颗粒物的浓度。滤料采集空体积，即可计算出空气中颗粒物的浓度。滤料采集空气中气溶胶颗粒物基于直接阻截、惯性碰撞、扩散沉气中气溶胶
37、颗粒物基于直接阻截、惯性碰撞、扩散沉降、静电引力和重力沉降等作用。有的滤料以阻截作降、静电引力和重力沉降等作用。有的滤料以阻截作用为主，有的滤料以静电引力作用为主，还有的几种用为主，有的滤料以静电引力作用为主，还有的几种作用同时发生。滤料的采集效率除与自身性质有关外，作用同时发生。滤料的采集效率除与自身性质有关外，还与采样速度、颗粒物的大小等因素有关。低速采样，还与采样速度、颗粒物的大小等因素有关。低速采样，以扩散沉降为主，对细小颗粒物的采集效率高；高速以扩散沉降为主，对细小颗粒物的采集效率高；高速采样，以惯性碰撞作用为主，对较大颗粒物的采集效采样，以惯性碰撞作用为主，对较大颗粒物的采集效率高
38、。空气中的大小颗粒物是同时并存的，当采样速率高。空气中的大小颗粒物是同时并存的，当采样速度一定时，就可能使一部分粒径小的颗粒物采集效率度一定时，就可能使一部分粒径小的颗粒物采集效率偏低。偏低。此外，在采样过程中，还可能发生颗粒物从滤此外，在采样过程中，还可能发生颗粒物从滤料上弹回或吹走现象，特别是采样速度大的情料上弹回或吹走现象，特别是采样速度大的情况下，颗粒大、质量重的粒子易发生弹回现象；况下，颗粒大、质量重的粒子易发生弹回现象；颗粒小的粒子易穿过滤料被吹走，这些情况都颗粒小的粒子易穿过滤料被吹走，这些情况都是造成采集效率偏低的原因。常用的滤料有纤是造成采集效率偏低的原因。常用的滤料有纤维状
39、滤料，如滤纸、玻璃纤维滤膜、过氯乙烯维状滤料，如滤纸、玻璃纤维滤膜、过氯乙烯滤膜等；筛孔状滤料，如微孔滤膜、核孔滤膜、滤膜等；筛孔状滤料，如微孔滤膜、核孔滤膜、银薄膜等。银薄膜等。n滤纸由纯净的植物纤维素浆制成，因有许多粗细不等滤纸由纯净的植物纤维素浆制成，因有许多粗细不等的天然纤维素相重叠在一起，形成大小和形状都不规的天然纤维素相重叠在一起，形成大小和形状都不规则的孔隙，但孔隙较少，通气阻力大，适用于金属尘则的孔隙，但孔隙较少，通气阻力大，适用于金属尘粒的采集。因滤纸的吸水性较强，不利于用重量法测粒的采集。因滤纸的吸水性较强，不利于用重量法测定颗粒性物质。玻璃纤维滤膜由超细玻璃纤维制成，定颗
40、粒性物质。玻璃纤维滤膜由超细玻璃纤维制成，具有较小的不规则孔隙，其优点是耐高温、耐腐蚀、具有较小的不规则孔隙，其优点是耐高温、耐腐蚀、吸湿性小、通气阻力小，采集效率高，常用于采集大吸湿性小、通气阻力小，采集效率高，常用于采集大气中的飘尘，并可用溶剂提取采集在它上面的有害组气中的飘尘，并可用溶剂提取采集在它上面的有害组分进行分析。过氯乙烯滤膜、聚苯乙烯滤膜由合成纤分进行分析。过氯乙烯滤膜、聚苯乙烯滤膜由合成纤维制成，通气阻力是目前滤膜中最小的，并可用有机维制成，通气阻力是目前滤膜中最小的，并可用有机溶剂溶成透明溶液，进行颗粒物分散度及颗粒物中化溶剂溶成透明溶液，进行颗粒物分散度及颗粒物中化学组分
41、的分析。微孔滤膜是硝酸（或醋酸）纤维素等学组分的分析。微孔滤膜是硝酸（或醋酸）纤维素等基质交联成的筛孔状膜，孔径细小、均匀，根据需要基质交联成的筛孔状膜，孔径细小、均匀，根据需要可选择不同孔径膜，如采集气溶胶常用孔径可选择不同孔径膜，如采集气溶胶常用孔径0.8m的的膜。膜。这种膜重量轻，金属杂质含量极微，溶于多种有机这种膜重量轻，金属杂质含量极微，溶于多种有机溶剂，尤其适用于采集分析金属的气溶胶。核孔滤溶剂，尤其适用于采集分析金属的气溶胶。核孔滤膜是将聚碳酸酯薄膜覆盖在铀箔上，用中子流轰击，膜是将聚碳酸酯薄膜覆盖在铀箔上，用中子流轰击，使铀核分裂产生的碎片穿过薄膜形成微孔，再经化使铀核分裂产生
42、的碎片穿过薄膜形成微孔，再经化学腐蚀处理制成。这种膜薄而光滑，机械强度好，学腐蚀处理制成。这种膜薄而光滑，机械强度好，孔径均匀，不亲水，适用于精密的重量分析，但因孔径均匀，不亲水，适用于精密的重量分析，但因微孔呈圆柱状，采样效率较微孔滤膜低。银薄膜由微孔呈圆柱状，采样效率较微孔滤膜低。银薄膜由微细的银粒烧结制成，具有与微孔滤膜相似的结构。微细的银粒烧结制成，具有与微孔滤膜相似的结构。它能耐它能耐400400高温，抗化学腐蚀性强，适用于采集酸、高温，抗化学腐蚀性强，适用于采集酸、碱气溶胶及含煤焦油、沥青等挥发性有机物的气样。碱气溶胶及含煤焦油、沥青等挥发性有机物的气样。n选择滤膜时，应根据采样目
43、的，选择采选择滤膜时，应根据采样目的，选择采样效率高、性能稳定、空白值低、易于样效率高、性能稳定、空白值低、易于处理和利于采样后分析测定的滤膜。处理和利于采样后分析测定的滤膜。n（四）低温冷凝法（四）低温冷凝法n 大气中某些沸点比较低的气态污染物大气中某些沸点比较低的气态污染物质，如烯烃类、醛类等，在常温下用固质，如烯烃类、醛类等，在常温下用固体填充剂等方法富集效果不好，而低温体填充剂等方法富集效果不好，而低温冷凝法可提高采集效率。冷凝法可提高采集效率。致冷方法有致冷剂法和半导体致冷器致冷方法有致冷剂法和半导体致冷器法。表法。表3 39 9列举出常用致冷剂。为此，列举出常用致冷剂。为此，应在采
44、样管的进气端装置选择性过滤器应在采样管的进气端装置选择性过滤器（内装过氯酸镁、碱石棉、氯化钙等），（内装过氯酸镁、碱石棉、氯化钙等），以除去空气中的水蒸气和二氧化碳等。以除去空气中的水蒸气和二氧化碳等。但所用干燥剂和净化剂不能与被测组分但所用干燥剂和净化剂不能与被测组分发生作用，以免引起被测组分损失。发生作用，以免引起被测组分损失。n（五）自然积集法（五）自然积集法n 这种方法是利用物质的自然重力、空气这种方法是利用物质的自然重力、空气动力和浓差扩散作用采集大气中的被测动力和浓差扩散作用采集大气中的被测物质，如自然降尘量、硫酸盐化速率、物质，如自然降尘量、硫酸盐化速率、氟化物等大气样品的采集。
45、这种采样方氟化物等大气样品的采集。这种采样方法不需要动力设备，简单易行，且采样法不需要动力设备，简单易行，且采样时间长，测定结果能较好地反映大气污时间长，测定结果能较好地反映大气污染情况。染情况。n1.降尘试样采集降尘试样采集n 采集大气中降尘的方法分为湿法和干法采集大气中降尘的方法分为湿法和干法两种，其中，湿法应用更为普遍。两种，其中，湿法应用更为普遍。湿法采样是在一定大小的圆筒形玻璃（或湿法采样是在一定大小的圆筒形玻璃（或塑料、瓷、不锈钢）缸中加入一定量的水，塑料、瓷、不锈钢）缸中加入一定量的水，放置在距地面放置在距地面515m515m高，附近无高大建筑物高，附近无高大建筑物及局部污染源的
46、地方（如空旷的屋顶上），及局部污染源的地方（如空旷的屋顶上），采样口距基础面采样口距基础面1.5m1.5m以上，以避免顶面扬尘以上，以避免顶面扬尘的影响。我国集尘缸的尺寸为内径的影响。我国集尘缸的尺寸为内径15cm15cm、高、高30cm30cm，一般加水，一般加水15003000mL15003000mL（视蒸发量和（视蒸发量和降雨量而定），夏季需加入少量硫酸铜溶液，降雨量而定），夏季需加入少量硫酸铜溶液，以抑制微生物及藻类的生长；冰冻季节需加以抑制微生物及藻类的生长；冰冻季节需加入适量乙醇或乙二醇，以免结冰。采样时间入适量乙醇或乙二醇，以免结冰。采样时间为为30302 2天，多雨季节注意及时
47、更换集尘缸，天，多雨季节注意及时更换集尘缸，防止水满溢出。防止水满溢出。n干法采样一般使用标准集尘器。夏季也需干法采样一般使用标准集尘器。夏季也需加除藻剂。我国干法采样用的集尘缸，在加除藻剂。我国干法采样用的集尘缸，在缸底放入塑料圆环，圆环上再放置塑料筛缸底放入塑料圆环，圆环上再放置塑料筛板。板。n2.硫酸盐化速率试样的采集硫酸盐化速率试样的采集n 排放到大气中的二氧化硫、硫化氢、硫酸排放到大气中的二氧化硫、硫化氢、硫酸蒸气等含硫污染物，经过一系列氧化演变蒸气等含硫污染物，经过一系列氧化演变和反应，最终形成危害更大的硫酸雾和硫和反应，最终形成危害更大的硫酸雾和硫酸盐雾的过程称为硫酸盐化速率。常
48、用的酸盐雾的过程称为硫酸盐化速率。常用的采样方法有二氧化铅法和碱片法。采样方法有二氧化铅法和碱片法。二氧化铅采样法是将涂有二氧化铅糊状二氧化铅采样法是将涂有二氧化铅糊状物的纱布绕贴在素瓷管上，制成二氧化物的纱布绕贴在素瓷管上，制成二氧化铅采样管，将其放置在采样点上，则大铅采样管，将其放置在采样点上，则大气中的二氧化硫、硫酸雾等与二氧化铅气中的二氧化硫、硫酸雾等与二氧化铅反应生成硫酸铅。碱片法是将用碳酸钾反应生成硫酸铅。碱片法是将用碳酸钾溶液浸渍过的玻璃纤维滤膜置于采样点溶液浸渍过的玻璃纤维滤膜置于采样点上，则大气中的二氧化硫、硫酸雾等与上，则大气中的二氧化硫、硫酸雾等与碳酸盐反应生成硫酸盐而被
49、采集。碳酸盐反应生成硫酸盐而被采集。n3.2.3、采样仪器、采样仪器n（一）组成部分（一）组成部分n用于大气污染监测的采样仪器主要由收用于大气污染监测的采样仪器主要由收集器、流量计和采样动力三部分组成。集器、流量计和采样动力三部分组成。n1.收集器收集器n收集器是捕集大气中欲测物质的装置。收集器是捕集大气中欲测物质的装置。前面介绍的气体吸收管（瓶）、填充柱、前面介绍的气体吸收管（瓶）、填充柱、滤料采样夹、低温冷凝采样管等都是收滤料采样夹、低温冷凝采样管等都是收集器。要根据被捕集物质的存在状态、集器。要根据被捕集物质的存在状态、理化性质等选用适宜的收集器。理化性质等选用适宜的收集器。n2.流量计
50、流量计n流量计是测量气体流量的仪器，而流量流量计是测量气体流量的仪器，而流量是计算采集气样体积必知的参数。常用是计算采集气样体积必知的参数。常用的流量计有孔口流量计、转子流量计和的流量计有孔口流量计、转子流量计和限流孔等。孔口流量计有隔板式和毛细限流孔等。孔口流量计有隔板式和毛细管式两种。当气体通过隔板或毛细管小管式两种。当气体通过隔板或毛细管小孔时，因阻力而产生压力差；气体流量孔时，因阻力而产生压力差；气体流量越大，阻力越大，产生的压力差也越大，越大，阻力越大，产生的压力差也越大，由下部的由下部的U形管两侧的液柱差，可直接形管两侧的液柱差，可直接读出气体的流量读出气体的流量。转子流量计由一个
