1、第三章 大气和废气监测第一节 大气污染概述3 3 1 1第三节第三节 大气监测试样的采集大气监测试样的采集 第四第四节节 气态污染物测定气态污染物测定3 3 4 4第五节第五节 颗粒状污染物的测定颗粒状污染物的测定3 3 5 53第二节第二节 空气监测方案制定空气监测方案制定3 3 2 2第六节第六节 大气降水与污染源的监测大气降水与污染源的监测3 3 6 6第七节第七节 室内空气监测室内空气监测3 3 7 7第一节 大气污染概述p 干洁大气组成：氮：78.06%，氧：20.95%，氩：0.93%，二氧化碳 对流层：近地面约10km,质量占大气总质量95%气温随高度的升高而递减 空气对流运动显
2、著 天气现象复杂多变 大气污染事件中国的大气污染状况l 沙尘暴l 酸雨l 光化学烟雾l 臭氧层损耗l 温室气体的排放l 室内空气污染伦敦烟雾 1952年洛杉矶光化学烟雾 1943年比利时马斯河谷 1930年美国多诺拉 1948年四日事件 1955年 空气污染源能源消耗：CO2，碳氢化合物，SO2，NOx工矿企业：冶金(粉尘、有机物、重金属)、化工(石化公司：火炬，烟囱)、化肥厂(合成氨，硫酸雾)、水泥厂(水泥窑尘，SiO2)（一）工业企业自然污染源人为污染源 空气污染源碳氢化合物，NOx，SOx，黑烟（三）室内空气污染源化学性污染：甲醛，总挥发有机物，3，NH3，CO，CO2物理性污染：PM1
3、0，电磁辐射生物性污染：霉菌，细菌，病毒放射性污染：氡气及其子体（二）交通运输工具四、大气污染物及其存在状态 SO2、NOx、CO、烃、颗粒物硫酸盐、硝酸盐、臭氧、醛、过氧乙酰硝酸酯PAN分子状态污染物：以气体的形式分散在空气中。常压常温为气态，如SO2,CO,NOx,O3等。蒸气：沸点、熔点低，挥发性大，以蒸气的形式排放，如苯，汞等。分子状态污染物：分子状态污染物：粒子状态污染物：粒子状态污染物：粒子状态污染物：是分散在空气中的微小液体和固体颗粒，粒径多在0.01 100um之间。空气中的二次污染物多为气溶胶状态。总悬浮颗粒物(TSP,total suspended particulate)
4、：粒径小于100 m的颗粒物的总称。降尘：粒径大于100 m的颗粒物可以较快的沉降到地面上，因此称为降尘。可吸入颗粒物：粒径小于10 m的颗粒物。（IP:Inhalable Particulate PM10、PM2.5）由悬浮在空气中微小液滴由悬浮在空气中微小液滴构成的凝聚性气溶胶构成的凝聚性气溶胶烟是固态凝聚性气溶胶烟是固态凝聚性气溶胶尘是固态分散性气溶胶尘是固态分散性气溶胶 空气中灰尘、硫酸、硝酸、空气中灰尘、硫酸、硝酸、碳氢化合物等粒子也能使大气碳氢化合物等粒子也能使大气混浊，导致能见度恶化，如果混浊，导致能见度恶化，如果水平能见度小于水平能见度小于1010千米时，将千米时，将这种非水成
5、物组成的气溶胶造这种非水成物组成的气溶胶造成的视程障碍称为霾或灰霾。成的视程障碍称为霾或灰霾。固体或液体在破碎、振荡、气固体或液体在破碎、振荡、气流通过时，其小微粒或小珠滴悬流通过时，其小微粒或小珠滴悬浮于大气中形成，粒度大，粒度浮于大气中形成，粒度大，粒度分散范围也大。分散范围也大。在加热过程中蒸发出来的分在加热过程中蒸发出来的分子遇冷而凝聚成液体或固体小子遇冷而凝聚成液体或固体小微粒微粒污染源分布及排放情况:污染源分布，位置，数量，主要污染物，排放量。原料、燃料、消耗量气象:风向，风速，气压，逆温，相对湿度，海陆风。地形：山区，地形复杂，布设监测点越多土地利用及功能分区人口分布及人群健康情
6、况优先监测：美国43种空气优先监测污染物，前苏联131种（二）确定监测项目类别必测项目按地方情况增加的必测项目选测项目空气污染物监测PM10、SO2、NO2、CO、O3CO、总氧化剂、总烃、F2、HF、B(a)P、Pb、H2S、光化学氧化剂CS2、Cl2、氯化氢、硫酸雾、HCN、NH3、Hg、Be、铬酸雾、非甲烷烃、芳香烃、苯乙烯、酚、甲醛、甲基对硫磷、异氰酸甲酯等 空气降水监测pH、电导率K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH4+、SO42、NO3、Cl我国空气污染常规监测项目根据监测范围大小、污染物的空间分布特征、人口密度、气象、地形及经济条件等因素综合考虑。我国空气环境污染例行监测采样点
7、设置数目市区人口/万人SO2、NOx、TSP灰尘自然沉降量硫酸盐化速率400720 3030 401 功能区布点法：用于区域性常规监测工业区、商业区、居住区、清洁区（交通密集区、混合区）。污染集中的工业区和人口密集的居住区多设点。2 网格布点法：污染源分布均匀。能够较好的反映污染物的空间分布。3 同心圆布点法：多个污染源构成污染群，并且较大污染源较集中的地区。4 扇形布点法：孤立的高架点源，且主导风向明显。（四）布点方法网格布点法网格布点法同心圆布点法同心圆布点法 扇形布点法扇形布点法50 m 高烟囱排放污染物最大地面浓度出现位置与气象条件的关系大气稳定度最大浓度出现位置(相当于烟囱高度的倍数
8、)不稳定5 10中性20 左右稳定40 以上国家环保局颁布的城镇空气质量采样频率和时间监测项目采样时间和频率二氧化硫隔日采样，每天连续采样240.5 h，每月1416 d，每年12个月二氧化氮(或氮氧化物)同二氧化硫总悬浮颗粒物隔双日采样，每天连续采样240.5 h，每月56 d，每年12个月灰尘自然沉降量每月采样302 d，每年12个月硫酸盐化速率每月采样302 d，每年12个月五、采样时间和频率p采样频率：指在一个时段内采样次数；p采样时间：指每次采样从开始到最后所经历的时间。第三节第三节 空气样品采集方法和采样器空气样品采集方法和采样器直接采样法直接采样法 被测组分浓度高 分析方法灵敏度
9、高浓缩采样法浓缩采样法 被测组分浓度不高 分析方法灵敏度不够高采样方法采样方法1 注射器2 塑料袋3 采气管4 真空瓶采样(100 mL)(100-500 mL)V0-真空采气瓶容积，L；P-大气压力，kPa；PB-闭管压力计读数，kPa；PPPVVB0(500-1000 mL)原理：原理：使大量的样气通过吸收液或固体吸收剂使大量的样气通过吸收液或固体吸收剂得到吸收或阻留，使原来浓度较小的污染物质得到吸收或阻留，使原来浓度较小的污染物质得到浓缩，以利于分析测定。得到浓缩，以利于分析测定。浓缩采样法溶液吸溶液吸收法收法低温冷低温冷凝法凝法填充柱填充柱阻留法阻留法滤料阻滤料阻留法留法采集大气中气态
10、、蒸汽态及某些气溶胶态污染物质的常用方法。如：监测大气中SO2、NOx时一般采用溶液吸收法。p 在吸收管中装入特定的吸收液，用抽气装置将 待测气以一定的流速抽入，对吸收液进行测定 计算浓度。p 吸收效率主要决定于气液两相的接触时间以及 接触面积。p 吸收液的选择(溶解、化学反应)：水、水溶液、有机溶剂 p与目标物质反应快或溶解度大；p吸收后要有足够的稳定时间；p有利于下一步分析测定；p毒性小，价格低，易于购买，尽可能回收利用。吸收液的选择原则 气体吸收管冲击式吸收管气溶胶气泡吸收管气态和蒸气态多孔筛板吸收管多孔筛板吸收瓶 气泡吸收管气泡吸收管：适用于采集气态和蒸汽态物质适用于采集气态和蒸汽态物
11、质，不，不宜采颗粒态物质宜采颗粒态物质（原因：不能像气态分子那样快速扩散到气（原因：不能像气态分子那样快速扩散到气液界面上，故吸收效率差）液界面上，故吸收效率差）。冲击式吸收管：冲击式吸收管：适宜采集颗粒态物质适宜采集颗粒态物质，而不适用于气态和蒸汽态物质的采集。管，而不适用于气态和蒸汽态物质的采集。管内有一尖嘴玻璃管作冲击器内有一尖嘴玻璃管作冲击器（当被采气样快速从（当被采气样快速从喷嘴喷出冲向管底时，则颗粒因惯性作用冲击到管底喷嘴喷出冲向管底时，则颗粒因惯性作用冲击到管底被分散，从而易被吸收液吸收；而气体分子的惯性小被分散，从而易被吸收液吸收；而气体分子的惯性小，在快速抽气情况下，容易随空
12、气一起跑掉），在快速抽气情况下，容易随空气一起跑掉）。多孔筛板吸收管（瓶）多孔筛板吸收管（瓶）：是在内管出气口熔：是在内管出气口熔接一块多孔性的砂芯玻板，当气体通过多孔玻板时接一块多孔性的砂芯玻板，当气体通过多孔玻板时，一方面被分散成很小的气泡，增大了与吸收液的，一方面被分散成很小的气泡，增大了与吸收液的接触面积；另一方面被弯曲的孔道所阻留，然后被接触面积；另一方面被弯曲的孔道所阻留，然后被吸收液吸收。所以多孔筛板吸收管吸收液吸收。所以多孔筛板吸收管既适用于采集气既适用于采集气态和蒸汽态物质，也适于气溶胶态物质态和蒸汽态物质，也适于气溶胶态物质。填充柱阻留法示意图填充柱阻留法示意图。颗粒状填充
13、剂颗粒状填充剂抽气泵抽气泵 分类：吸附型、分配型、反应型 采样过程：吸附剂的选择：有良好的机械强度，稳定的理化性质，有强的吸附能力，容易解吸。对于气态和蒸气样的物质，靠吸附作用，对气溶胶靠阻留碰撞。吸附型吸附型填充柱填充柱所用填充剂为所用填充剂为颗粒状固体吸附剂颗粒状固体吸附剂（如活性炭、硅胶、分子筛、（如活性炭、硅胶、分子筛、氧化铝等氧化铝等）。）。l 填充剂为填充剂为多孔性物质多孔性物质，对，对气体和蒸气气体和蒸气吸附力强。吸附力强。分配型分配型填充柱填充柱所用填充剂为所用填充剂为表面涂有高沸点有机溶剂表面涂有高沸点有机溶剂（如甘油异十三烷）（如甘油异十三烷）的的惰性多孔颗粒物惰性多孔颗粒
14、物（如硅藻土、耐火砖等）（如硅藻土、耐火砖等）。l 适于对蒸气和气溶胶态物质（如六六六、适于对蒸气和气溶胶态物质（如六六六、DDT DDT、多氯联苯、多氯联苯等）的采集等）的采集。反应型填充柱反应型填充柱l 填充柱是填充柱是由惰性多孔颗粒物由惰性多孔颗粒物（如石英砂、玻璃微球等）或（如石英砂、玻璃微球等）或纤维状物（如滤纸、玻璃棉等）纤维状物（如滤纸、玻璃棉等）表面涂渍能与被测组分发生化表面涂渍能与被测组分发生化学反应的试剂学反应的试剂制成。制成。固体阻留法优点固体阻留法优点：p可长时间采样，测得日平均或一段时间内的平均浓度值；溶液吸收法则由于液体在采样过程中会蒸发，采样时间不宜过长；p只要选
15、择合适的固体填充剂，对气态、蒸气态和气溶胶态物质都有较高的富集效率，而溶液吸收法一般对气溶胶吸收效率要差些；p浓缩在固体填充柱上的待测物质比在吸收液中稳定时间要长，有时可放置几天或几周也不发生变化。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。该法是采集空气中的颗粒物的常用方法 原理：原理：借致冷剂的致冷作用使空气中某些低沸点借致冷剂的致冷作用使空气中某些低沸点气态物质被冷凝成液态物质，以达到浓缩的目的。气态物质被冷凝成液态物质，以达到浓缩的目的。冰冰(0)(0)；冰盐水；
16、冰盐水(10)10)；干冰乙醇干冰乙醇(72)72)；干冰；干冰(78.5)78.5)；液氧（液氧（183183）、液氮（）、液氮（196196）等。）等。优点优点：效果好、采样量大、利于组分稳定。：效果好、采样量大、利于组分稳定。制冷方法制冷方法：半导体制冷器法半导体制冷器法和和化学制冷剂法化学制冷剂法。将将U U形或蛇形采样管插入冷形或蛇形采样管插入冷肼中，当空气流经采样管时，被肼中，当空气流经采样管时，被测组分因冷凝而凝结在采样管的测组分因冷凝而凝结在采样管的底部。底部。低温冷凝采样过程低温冷凝采样过程（右图所示）：（右图所示）：为为防止空气中的水蒸气和二氧化碳等干扰成分随被防止空气中的
17、水蒸气和二氧化碳等干扰成分随被测组分同时冷凝下来，在采样管的进气端装置选择测组分同时冷凝下来，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）性过滤器（内装过氯酸镁、碱石棉、氯化钙等）。原理：原理：利用物质的自然重力、空气动力或浓差扩散利用物质的自然重力、空气动力或浓差扩散作用采集大气中的被测物质。作用采集大气中的被测物质。降尘试样的采集降尘试样的采集：有干法、湿法两种，有干法、湿法两种，湿法应用普遍湿法应用普遍。优点：优点：不需动力设备，简单易行，且采样时间长，不需动力设备，简单易行，且采样时间长，测定结果能较好反映大气污染情况。测定结果能较好反映大气污染情况。湿法采样湿法
18、采样：按一定原则布点，将一个一定规格的容器（集尘按一定原则布点，将一个一定规格的容器（集尘缸）放置在户外空旷的地方，大气中的灰尘自然沉降缸）放置在户外空旷的地方，大气中的灰尘自然沉降在集尘在集尘 缸内，按月（缸内，按月（30士士2天）收集起来。天）收集起来。采集器采集器（集尘缸）（集尘缸）内径内径15cm，高，高30cm的缸内加入的缸内加入100300mL蒸馏水，上用尼龙网罩防异物落入。蒸馏水，上用尼龙网罩防异物落入。注意事项注意事项夏季，防微生物及藻类繁殖，需加入夏季，防微生物及藻类繁殖，需加入2ml 0.05ml/L的的CuSO4溶液；溶液；冬季，防结冰和冻裂，需加入冬季，防结冰和冻裂，需
19、加入300ml 20的甲醇或的甲醇或乙醇代替水；乙醇代替水；干旱时，补充蒸馏水，多雨时防止积水溢出。干旱时，补充蒸馏水，多雨时防止积水溢出。放置要求放置要求放置在距地面放置在距地面512m高，附近无高大建筑高，附近无高大建筑物及局部污染源的地方（如空旷的屋顶上），采样口距基物及局部污染源的地方（如空旷的屋顶上），采样口距基础面础面11.5m，以避免顶面扬尘的影响。，以避免顶面扬尘的影响。直接采样法采样时用采气管、塑料袋、真空瓶即可。直接采样法采样时用采气管、塑料袋、真空瓶即可。浓缩采样法要使用采样仪器浓缩采样法要使用采样仪器。采样仪器主要由采样仪器主要由收集器、流量计和采样动力收集器、流量计和
20、采样动力三部分组成三部分组成。收集器：收集器：用于捕集空气中欲测污染物的装置。如前面用于捕集空气中欲测污染物的装置。如前面介绍的气体吸收管（瓶）、填充柱、冷凝采样管等。介绍的气体吸收管（瓶）、填充柱、冷凝采样管等。需根据被捕集物质的存在状态、理化性质等选用。需根据被捕集物质的存在状态、理化性质等选用。流量计：流量计：是测量气体流量的仪器，流量是计算采集气是测量气体流量的仪器，流量是计算采集气样体积的参数。样体积的参数。常用的流量计有皂膜流量计、孔口流量计、转子流常用的流量计有皂膜流量计、孔口流量计、转子流量计等。量计等。采样动力：采样动力：为抽气装置。根据所需采样流量、收集器为抽气装置。根据所
21、需采样流量、收集器类型及采样点条件进行选择。一般要求抽气动力的流量范类型及采样点条件进行选择。一般要求抽气动力的流量范围较大，抽气稳定，造价低，噪声小，便于携带和维修。围较大，抽气稳定，造价低，噪声小，便于携带和维修。注射器、连续抽气筒、双连球等手动采样动力适用于注射器、连续抽气筒、双连球等手动采样动力适用于采气量小、无市电供给的情况。采气量小、无市电供给的情况。对于采样时间较长和采样速度要求较大的场合，需要对于采样时间较长和采样速度要求较大的场合，需要使用电动抽气泵，如电磁泵、真空泵等。使用电动抽气泵，如电磁泵、真空泵等。用于采集空气中气态和蒸汽态用于采集空气中气态和蒸汽态物质，采样流量为物
22、质，采样流量为0.52.0L/min。1吸收管吸收管2滤水肼滤水肼3转子流量计转子流量计4流量调节阀流量调节阀5抽气泵抽气泵6稳流器稳流器7电动机电动机8电源电源9定时器定时器 原理原理：采样器中装有分尘器（切割器），用于分离采样器中装有分尘器（切割器），用于分离粒径大于粒径大于10m颗粒物。颗粒物。分尘器类型分尘器类型：旋风式、向心式、撞击式旋风式、向心式、撞击式等多种。它们等多种。它们又分为二级式和多级式。又分为二级式和多级式。二级式：用于采集粒径二级式：用于采集粒径10m以下的颗粒物。以下的颗粒物。多级式：多级式：可分级采集不同粒径的颗粒物，用于测定颗可分级采集不同粒径的颗粒物，用于测定
23、颗粒物的粒度分布。粒物的粒度分布。采集可吸入颗粒物，广泛使用大流量采样器。采集可吸入颗粒物，广泛使用大流量采样器。三、采样效率 采样方法或采样器的采样效率是指在规定的采样条件下（采样流量、污染物浓度范围、采样时间等）所采集到的污染物量占其总量的百分数。（一）气态污染物 1 绝对比较法：2 相对比较法10100%CKC配制恒定浓度的气体样品，用2-3个采样管串联采集，分别测定各采样管中的污染物浓度：1123100%CKCCC配制已知浓度C0的标准气体，用所选用的采样方法采集，测定污染物浓度C1：颗粒数采集效率质量采集效率（二）颗粒物采集效率通常用一个已知采样效率高的方法做为比较的基准。四、四、大
24、气中污染物浓度表示方法与气体体积换算大气中污染物浓度表示方法与气体体积换算(一一)污染物浓度表示方法：污染物浓度表示方法：1.单位体积内所含污染物的质量（质量浓度）单位体积内所含污染物的质量（质量浓度）：mg/m3 或或 g/m32.污染物体积与气样总体积的比值（体积浓度）污染物体积与气样总体积的比值（体积浓度）仅适用于气态或蒸气态污染物浓度的表示仅适用于气态或蒸气态污染物浓度的表示 ppm:指在指在100万体积空气中含有气体的体积数万体积空气中含有气体的体积数(百万分之一）百万分之一）ppb:(十亿分之一）十亿分之一）CP：以：以ppm表示的气体浓度表示的气体浓度;C：以以mg/m3表示的气
25、体浓度表示的气体浓度;M：物质的分子量；：物质的分子量；22.4：标准状况下（：标准状况下（0，101.325KPa）气体的）气体的摩尔体积摩尔体积22 4p.CCM两种浓度的换算：两种浓度的换算：为使浓度结果具有可比性，需将采样体为使浓度结果具有可比性，需将采样体积换算为标准状态体积。积换算为标准状态体积。(二二)气体体积换算：气体体积换算：000111TVPTVP325.1012732730PtVVp 所采集样品名称编号p 采样地点、时间p 采样流量，采样体积p 采样时的温度，大气压力p 采样仪器，吸收液p 及采样时天气状况p 采样者及审核者姓名五、采样记录第四节 气态污染物质的测定一、二
26、氧化硫的测定一、二氧化硫的测定二、氮氧化物的测定二、氮氧化物的测定三、一氧化碳的测定三、一氧化碳的测定四、光化学氧化剂的测定四、光化学氧化剂的测定五、硫酸盐化速率的测定五、硫酸盐化速率的测定一、SO2的测定危害：SO2有刺激性气味，刺激眼睛，引起呼吸道疾病。进入大气后，通过金属氧化物等的催化作用可氧化生成SO3，然后同水汽、烟尘等混合形成硫酸烟雾，酸雨，损伤植物的叶子，金属及建筑材料的腐蚀。l 四氯汞钾溶液吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法l 甲醛缓冲溶液吸收-盐酸副玫瑰苯胺l 钍试剂比色法l 其他监测方法大气中SO2测定方法(一)四氯汞钾溶液吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法原理：用四氯汞钾溶液吸收
27、SO2，生成稳定的二氯亚硫酸汞钾络合物，该络合物再与甲醛和盐酸副玫瑰苯胺作用，生成紫色络合物，用分光光度法测定。2422HgClKKClHgClClHSOHgClOHSOHgCl222322224HSOHOCHHgClHHCHOSOHgCl3222322羟基甲基磺酸CNH2HClNH2HClClHClH2N +HOCH2SO3H Cl +H2O +3H+3Cl-紫色络合物紫色络合物 CH2NNH2N+CH2SO3HH方法一：磷酸用量小，pH=1.6，显色后溶液呈红紫色，方法灵敏度高，但试剂空白值也高。方法二：磷酸用量大，pH=1.2，显色后溶液呈蓝紫色，试剂空白值低，灵敏度略低于方法一。操作方
28、法：工作曲线：用亚Na2SO3标准溶液配制标准色列。(1)标准曲线：线性范围，待测样品浓度范围(2)显色反应受到温度、酸度、显色时间、光照等因素的影响，标准溶液和待测样品的操作条件应尽可能保持一致。(3)干扰物质：NOx、O3及锰、铁、铬等离子对测定有干扰。采样后放置片刻，臭氧可自行分解，加入氨磺酸钠可消除氮氧化物的干扰。加入磷酸和乙二胺四乙酸二钠盐可消除或减少某些金属离子的干扰。注意事项：（二）甲醛缓冲溶液吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法 用甲醛缓冲溶液采样，SO2与甲醛生成稳定的羟甲基磺酸加成化合物，采样后加碱使加成化合物分解，加到盐酸副玫瑰苯胺溶液中显色。国内六个实验室对此方法进行验证，证
29、明两种方法测定结果接近，检测限与四氯汞钾法相近，精密度、准确度及选择性均能满足环境大气中SO2监测的要求。用H2O2溶液作为吸收液，SO2氧化为H2SO4，SO42-与过量的高氯酸钡反应生成BaSO4沉淀，剩余Ba2+与钍试剂生成络合物，比色定量分析（三）钍试剂比色法吸收液无毒，样品采集后稳定，灵敏度低，所需采样体积大。标准曲线的绘制：以硫酸溶液为标准液。（四）其他监测方法（易于自动化）用酸性H2O2溶液吸收SO2，生成H2SO4，使吸收液的电导率增加，测定电导率的变化，计算SO2浓度。(干扰)2442222SOH2SOHOHSO 溶液电导法 已知某采样点的气温为已知某采样点的气温为27,大气
30、压力为大气压力为100.00kPa。用溶液吸收法采样测定空气中。用溶液吸收法采样测定空气中SO2日平均浓度，每隔日平均浓度，每隔4h采样一次，共采集采样一次，共采集6次，每次采集次，每次采集30min，采样流量，采样流量0.5L/min.将将6次气样的吸收液定容至次气样的吸收液定容至50.00ml，取，取10ml测知测知含含SO22.5ug，求该采样点空气在标准状况下，求该采样点空气在标准状况下SO2日平均浓度。日平均浓度。练习题练习题vV0=Vt*273/（273+t）*P/101.325 =30*0.5*6*273/（273+27）*100.00/101.325 =80.83L m SO2
31、SO2=2.5/10*50=12.5ug SO2日平均浓度日平均浓度:12.5/80.83=0.15ug/L=0.15mg/m3来源：主要来源于石化燃料高温燃烧和硝酸、化肥等生产排放的废气，以及机动车排气。空气中的氮氧化物以一氧化氮、二氧化氮、三氧化二氮、四氧化二氮、五氧化二氮等多种形态存在，其中二氧化氮和一氧化氮是主要存在形态，为通常所指的氮氧化物(NOx)。性质及危害：NO为无色、无臭、微溶于水的气体，在空气中易被氧化成NO2。NO2为棕红色具有强刺激性臭味的气体，毒性比NO高4倍，是引起支气管炎、肺损害等疾病的有害物质 其中HNO2与对氨基苯磺酸起重氮化反应，再与盐酸萘乙二胺偶合生成玫瑰
32、红染料。根据颜色的深浅比色定量测定。2NO2+H2OHNO2+HNO3原理：由冰醋酸、对氨基苯磺酸及盐酸萘乙二胺配制吸收液（Saltzman溶液）。32222HNOHNOOHNONH2HO3S+HNO2+CH3COOH +CH3COOH +2 HCl 玫瑰红色偶氮染料CH3COO-+2H2OHO3SN+NNHCH2NH22CHHO S3NNCH2.2HCl2NH2CHNH测定NOX总量:NO不与吸收液发生反应，测定NOX总量时，必须先使气样通过三氧化二铬砂子氧化管，将NO氧化成NO2后，再通入吸收液进行吸收和显色。NONO2 2（气）（气）NONO2 2-（液）的（液）的转换系数为转换系数为0
33、.760.76气体大气采样器p标准色列的配制标准色列的配制p测定标准色列的吸光度测定标准色列的吸光度p绘制工作曲线绘制工作曲线p样品溶液吸光度的测定样品溶液吸光度的测定p样品溶液中样品溶液中NONOX X的含量的含量 式中，式中，A A为试样溶液的吸光度；为试样溶液的吸光度；A A0 0为试剂空白溶液的吸光度；为试剂空白溶液的吸光度；B BS S为计算因子（单位吸光度对应的为计算因子（单位吸光度对应的NONO2 2的含量）；的含量）；V Vn n为换算至标准为换算至标准状态下的采样体积，状态下的采样体积，L L。u 非分散红外吸收法（GB 9801-88）来源：空气中主要污染物之一，它主要来自
34、石油、煤炭燃烧不充分的产物和汽车排气。性质及危害：CO是一种无色、无味的有毒气体，燃烧时呈淡蓝色火焰。它容易与人体血液中的血红蛋白结合，形成碳氧血红蛋白，使血液输送氧的能力降低，造成缺氧症。u 气相色谱法(GC)非分散红外吸收法非分散红外吸收法（GB 9801-88）CO、CO2分别对分别对4.65 m，4.30 m附近的红外线附近的红外线有灵敏的锐线吸收；吸光度大小与它们的浓度关系服有灵敏的锐线吸收；吸光度大小与它们的浓度关系服从朗伯从朗伯比尔定律。因此，通过测定吸光度即可确定比尔定律。因此，通过测定吸光度即可确定气态物质的浓度。气态物质的浓度。一氧化碳的测定（非分散红外吸收法）非分散红外吸
35、收法）由于红外波谱一般在125um，测定时无需分辨率高的分光系统，而用一定带宽的非色散红外光源与窄带滤光片及选择性检测器，故称非色散红外法。并非所有振动能都红外吸收，只有发生偶极矩变化产生共振吸收。N2、O2、Cl2CO、CO2、SO2、CH4对称双原子有不同原子组成一氧化碳的测定（非分散红外吸收法）非分散红外吸收法）见书460页四、光化学氧化剂的测定 总氧化剂：将大气污染物中所有能氧化KI溶液而析出I2的物质。包括臭氧、过氧乙酰硝酸酯(PAN)和部分氮氧化物。实验证明，只有26.9%的NO2能与KI反应。总氧化剂的测定：气样用HBO3-KI吸收液吸收，析出的I2在波长352nm测定吸光度。O
36、HOIHIO222322用碘酸钾溶液代替用碘酸钾溶液代替O3标准溶液：标准溶液：OHSOKISOHKIKIO242242333335光化学氧化剂：除去氮氧化物以外的能氧化KI的氧化剂。主要是形成光化学烟雾的二次污染物。光化学氧化剂的计算：光化学氧化剂总氧化剂0.269氮氧化物四、光化学氧化剂的测定 大气采样器气体A2A1 硫酸盐化速率：污染源排放到空气中的含硫污染物，经过一系列的氧化演变和反应，最终形成转化为硫酸雾和硫酸盐雾，这种演变过程的速率称为硫酸盐化速率。PbO2重量法测定硫酸盐化速率测定要点PbOPbO2 2采样管制备采样管制备（2）采样将二氧化铅管放在密封容器内携至采样地点，固定在百
37、叶箱中。采样点除考虑气象因素的影响及采样地点之间的合理布局之外，还应注意不要接近烟囱等含硫气体污染源，并尽量避免受人的干扰。采样高度510m，如放置在屋顶上，应距屋顶115 m，放置时间(302)日。收样时，将二氧化铅管放入密闭容器，注意保护二氧化铅涂层，勿使脱落。放样和收样时，记录和核对放样地点、素瓷管号及时间(月、日、时)。测定：用Na2CO3溶液淋湿涂层，取下纱布，用Na2CO3溶液冲净瓷管。洗涤液加热近沸30min过滤并洗涤滤液加HCl酸化沸水浴加热加BaCl2溶液至沉淀完全加热30min,冷却恒重砂芯过滤，洗涤滤饼至滤液中无Cl-恒重称量(BaSO4、Cl-)(SO42-、CO32-
38、)(SO42-)(PbCO3、SO42-、CO32-)(BaSO4)PbO2重量法测定硫酸盐化速率硫酸盐化速率按式计算：式中：Ws-样品中测得的硫酸钡质量，mg，Wb-空白二氧化铅管中测得的硫酸钡质量，mg；S-二氧化铅涂布面积，cm2；n-二氧化铅管在空气中放置的天数，准确至0.1天。M(SO3)/M(BaSO4)：分子量之比为0.343硫酸盐化速率SO3mg(100cm2（PbO2）d)(Ws-Wb)Sn0.343 100 注意：（1）二氧化铅的粒度、纯度和表面活性度：精度越低，表面活性越大，硫酸盐化速度越快。（2）含硫污染物的浓度及种类：浓度大时，硫酸盐化速度快。（3）二氧化铅的厚度及表
39、面湿度：瓷管表面二氧化铅涂层厚度要求均匀一致，否则影响含硫化合物吸收，使结果偏低。（4）风速、风向、温度、湿度：硫酸盐化速率与风速的4次方根成正比。温度每上升10，硫酸盐化速率降低04，在2540之间，温度对硫酸的盐化速率影响甚微。湿度大时，硫酸的盐化速度快。（5）本方法对硫化物测得的是一个相对暴露指数，而不是绝对的量或浓度，因此，不提倡用硫酸盐化速率数据来计算二氧化硫的平均浓度。第五节 颗粒状污染物的测定一、总悬浮物的测定二、可吸入颗粒物的测定三、自然降尘量的测定 GB/T 15432-1995 中测定总悬浮颗粒物的方法，中测定总悬浮颗粒物的方法，适合适合于大流量或中流量总悬浮颗粒物采样器进
40、行空气中总悬于大流量或中流量总悬浮颗粒物采样器进行空气中总悬浮颗粒物的测定。该方法的检测限为：浮颗粒物的测定。该方法的检测限为：0.001mg/m3。该方法不适用于该方法不适用于TSPTSP含量过高或雾天采样时滤膜阻力含量过高或雾天采样时滤膜阻力大于大于10kPa的情况。的情况。通过具有一定切割特性的采样器，以通过具有一定切割特性的采样器，以恒速抽取一定体积的空气，则空气中粒径恒速抽取一定体积的空气，则空气中粒径小于小于100m的悬浮颗粒物被截留在已恒重的悬浮颗粒物被截留在已恒重的滤膜上，根据采样前后滤膜重量之差及的滤膜上，根据采样前后滤膜重量之差及采样体积，即可计算采样体积，即可计算TSP的
41、质量浓度。滤的质量浓度。滤膜经处理后，可进行化学组分测定。膜经处理后，可进行化学组分测定。TSPTSP采采样样器器 大流量或中流量采样器、流量计、滤膜、恒温恒大流量或中流量采样器、流量计、滤膜、恒温恒湿箱、分析天平。湿箱、分析天平。注意：注意：所使用的每张玻璃纤维滤膜在使用前均需所使用的每张玻璃纤维滤膜在使用前均需用用X X光片机进行光照检查，光片机进行光照检查，不得使用有针孔或任何缺不得使用有针孔或任何缺陷的滤膜采样。陷的滤膜采样。式中，式中，W为阻留在滤膜上的为阻留在滤膜上的TSP质量，质量，mg；Qn为为标准状态下的采样流量，标准状态下的采样流量，m3/min；t为采样时间，为采样时间，
42、min。测定测定PM10广泛采用广泛采用重量法重量法（GB/T 17095-1997）。）。使一定体积的大气进入切割器，先将粒径大于使一定体积的大气进入切割器，先将粒径大于10m的颗的颗粒物分离出去，小于粒物分离出去，小于10m的颗粒物被收集在预先恒重的滤膜上，的颗粒物被收集在预先恒重的滤膜上，根据采样前后滤膜重量之差及采样体积，即可计算出根据采样前后滤膜重量之差及采样体积，即可计算出PMPM1010的浓的浓度度 (mg/m(mg/m3 3)。式中，式中，为可吸入颗粒物浓度，为可吸入颗粒物浓度，mg/m3；m1、m2分别分别为采样前和采样后滤膜的质量，为采样前和采样后滤膜的质量，g；Vt为换算
43、成标准状为换算成标准状态下的采样体积，态下的采样体积，m3。l 样品前处理方法：(1)湿式分解法(2)干式灰化法l 分析方法：(1)分光光度法(2)原子吸收法三、悬浮颗粒物中污染物的测定(一)无机化合物的测定l 样品前处理方法：有机溶剂萃取，净化，干燥索氏提取器l 分析方法：气相色谱、液相色谱、气 质谱、液质谱三、悬浮颗粒物中污染物的测定(二)有机化合物的测定 按前面所述的按前面所述的自然积集法中的自然积集法中的湿法采样方法湿法采样方法进行进行采样。采样采样。采样结束后，剔除集尘器中的树叶、小虫等异物，缸内溶液和尘粒全结束后，剔除集尘器中的树叶、小虫等异物，缸内溶液和尘粒全部转移到部转移到50
44、0mL 烧杯中，加热蒸发浓缩至烧杯中，加热蒸发浓缩至1020mL 后，再转移到后，再转移到已恒重的瓷坩埚中，在电热板上蒸干后，于（已恒重的瓷坩埚中，在电热板上蒸干后，于（1055）烘箱内烘箱内烘至恒重。然后按下式计算降尘量：烘至恒重。然后按下式计算降尘量：测定方法采用测定方法采用重量法重量法（GB/T 15265-1994），步骤如下：），步骤如下：式中，式中，W W1 1为降尘瓷坩埚和乙二醇水溶液蒸干并在为降尘瓷坩埚和乙二醇水溶液蒸干并在（1051055 5）恒重后的恒重后的质量，质量，g；W0为在为在（1051055 5）烘干至恒重的烘干至恒重的瓷坩埚的质瓷坩埚的质量，量，g；Wa为加入的
45、乙二醇水溶液经蒸发和烘干至恒重后的质量，为加入的乙二醇水溶液经蒸发和烘干至恒重后的质量，g；S为为集尘缸口的面积，集尘缸口的面积，cm2；n为采样天数，精确到为采样天数，精确到0.1d。通过对降尘组分的测定，可以分析判断污染因子、通过对降尘组分的测定，可以分析判断污染因子、污染范围和程度。其分析过程如下：污染范围和程度。其分析过程如下：Air Pollution Index,简称API美国在二十世纪七十年代提出将常规监测的几种空气污染物浓度简化为单一的概念性指数值形式,并分级表征空气污染程度和空气质量状况它适合表示城市的短期空气质量状况和变化趋势空气污染指数API空气污染指数对应的污染物浓度限
46、值空气污染指数对应的污染物浓度限值空气污染指数范围及相应的空气质量级别污染指数质量级别质量描述对健康的影响050优可正常活动51100良可正常活动101200轻污染长期接触，易感人群症状有轻度加剧，健康人群出现刺激症状201300中污染一定时间接触后，心脏病和肺病患者症状显著加剧，运动耐受力降低，健康人群普遍出现症状300重污染健康人明显强烈症状，降低运动耐受力，提前出现某些疾病空气污染指数的计算 某种污染物的污染分指数(Ii)按下式计算：jijijijijijiiiIIIccccI,1,.,1,)()()(ci，Ii 分别为第i种污染物的浓度值和污染分指数值；ci,j，Ii,j 分别为第i种
47、污染物在j转折点的极限浓度值和污染分指数值；ci,j+1，Ii,j+1 分别为第i种污染物在j+1转折点的浓度极限值和污染分指数值。空气污染指数计算方法内插法TSP、SO2、NOx全市的平均浓度分别为0.156mg/m3、0.211mg/m3、0.400mg/m3 NOx实测浓度0.400mg/m3介于0.1500.565mg/m3之间,即按照染指数的分段线性关系的第三段进行计算,此处浓度限值C3.3=0.0150mg/m3,C3.4=0.565mg/m3而相应的分指数值I3.3=200,I3.4=300,空气污染指数计算方法内插法则NOx的污染分指数为：=(I3.4-I3.3)(0.400-
48、C3.3)/(C3.4-C3.3)+I3.3 =(300 200)(0.400-0.150)/(0.565-0.150)+200=260TSP的分指数为60SO2的分指数为160以污染指数最大者报告空气污染指数：API=max(60、160、260)=260；首要污染物为NOx 掌握大气降水中污染物的主要组成、性质及有关掌握大气降水中污染物的主要组成、性质及有关组分的含量。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。供基础资料和依据。特别是酸雨对土壤、森林和湖泊等特别是酸雨对土壤、森林和湖泊等生态系统的危害及对新材料的腐
49、蚀作用生态系统的危害及对新材料的腐蚀作用。硫酸硫酸、亚硫酸亚硫酸H2SO4、H2SO3硝酸硝酸、亚硝酸、亚硝酸 HNO3、HNO2氮氧化物氮氧化物(NO和和 NO2)二氧化硫二氧化硫SO2 酸雨酸雨引起酸雨的化学物质引起酸雨的化学物质将将pHpH值小于值小于5.65.6的雨水称为的雨水称为“酸雨酸雨”。酸雨已成为我国日益严重的区域性环境问题。酸雨已成为我国日益严重的区域性环境问题。酸雨的酸雨的测定步骤测定步骤包括布点、采样、样品保存及分包括布点、采样、样品保存及分析测定。在酸雨监测中，析测定。在酸雨监测中，常规分析监测项目包括常规分析监测项目包括：pHpH值的测定值的测定 电导率的测定电导率的
50、测定 Cl-Cl-的测定的测定 SOSO4 42-2-的测定的测定 NONO3 3-的测定的测定 NHNH4 4+的测定的测定 K K+、NaNa+、CaCa2+2+、MgMg2+2+等离子的测定等离子的测定降水的监测一、布设采样点的原则（1）采样点的数目人口50万以上大的城市布三个采样点；50万人以下布设两个采样点。采样点的位置要兼顾城市、农村或清洁对照区。（2）采样地点的选择采样点设置的位置应考虑区域的环境特点，如地形、气象、工农业分布等。采样点应尽可能避开排放酸、碱物质和粉尘的居地区、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 大气污染源：大气污
