1、大气质量检测与评价 环境是人类生存的条件，也是人类发展的根基。人生活于环境之中，人类的一切活动无时无刻不受到环境的影响，也在不断地影响着环境，而环境因素又是多种多样、错综复杂的。随着自然环境和人类社会的发展演变，环境对人的影响越来越深刻和复杂。环境问题是一个世界性的问题，环境问题的出现，有自然演化的因素，也与人类文明进步的发展进程有关。近代工业革命以来，人类的活动深刻地影响了生态环境的变迁，从而成为环境问题变得突出的决定性因素。工业文明带来了科技的巨大进步，推动了城市化的飞速发展，大大提高了人们的生活水平。然而，当人们还陶醉在工业化的巨大胜利时，生态环境破坏和污染问题已经不期而至，并随着工业化
2、的不断深入而加剧，甚至形成了大范围的甚至全球性的公害。从20世纪30年代开始，在一些工业发达国家，环境公害事件层出不穷，致使成千上万的人身陷病魔，甚至死于非命。20世纪后半叶，全球性环境问题日益凸显，“全球变暖”、“臭氧层破坏”和“酸雨沉降”，对人类赖以生存的整个地球环境造成了巨大威胁。近年来，随着环境污染的加剧，人们越来越注意到环境对人类健康的影响，并越来越重视环境与健康相互关系的研究。大气的特征及其卫生学意义一、大气的结构 随着距地面的高度不同，大气层的物理和化学性质有很大的变化。按气温的垂直变化特点，可将大气层自下而上分为对流层、平流层、中间层、热成层和逸散层。（一）对流层 对流层（tr
3、oposphere)是大气圈中最靠近地面的一层，平均厚度约12km。对流层集中了占大气总质量75%的空气和几乎全部的水蒸气量，是天气变化最复杂的层次。该层特点：气温随着高度的增加而降低。空气具有强烈的对流运动。（二）平流层 平流层（stratosphere)位于平流层之上，其上界伸展至约55km处。在平流层的上层，即3035km以上，温度随高度升高而升高。在3035km以下，温度随高度的增加而变化不大，气温趋于稳定，故该亚层又称为同温层。该层特点：空气气流以水平运动为主。在高约1535km处有厚约20km的臭氧层，其分布有季节性变动。臭氧层能吸收太阳的短波紫外线和宇宙射线，使地球上的生物免受这
4、些射线的危害，能够生存繁衍。（三）中间层 从平流层顶至85km处的范围称为中间层。该层的气温随高度的增加而迅速降低。因此，该层也存在明显的空气垂直对流运动。（四）热成层 热成层位于85800km的高度之间。该层的气体在宇宙射线作用下处于电离状态。电离后的氧能强烈吸收太阳的短波辐射，使空气迅速升温，因而该层的气温随高度的增加而增加。该层能反射无线电波，对于无线电通讯有重要意义。（五）逸散层 800km以上的区域统称为逸散层，也称为外层大气。该层大气稀薄，气温高，分子运动速度快，地球对气体分子的吸引力小，因此气体及微粒可飞出地球引力场进入太空。大气污染及大气污染物的转归大气污染：大气污染：是指大气
5、中污染物质的浓度达到了有害程度，以致破坏生态系统和人类正常生存和发展的条件，对人和物造成危害的现象。分类分类（1）一次污染物一次污染物 一次污染物是指直接从污染源排放的污染物质，如二氧化硫、一氧化氮、一氧化碳、颗粒物等，它们又可分为反应物和非反应物，前者不稳定，在大气环境中常与其他物质发生化学反应，或者作催化剂促进其他污染物之间的反应，后者则不发生反应或反应速度缓慢。（2）二次污染物二次污染物 二次污染物是指由一次污染物在大气中互相作用经化学反应或光化学反应形成的与一次污染物的物理、化学性质完全不同的新的大气污染物，其毒性比一次污染物还强。最常见的二次污染物如硫酸及硫酸盐气溶胶、硝酸及硝酸盐气
6、溶胶、臭氧、光化学氧化剂OX，以及许多不同寿命的活性中间物（又称自由基），如HO2、HO等。一、大气污染的来源大气污染的来源（一）工农业生产 各种工业企业是大气污染的主要来源，也是大气卫生防护的重点。排放的污染物主要来源于燃料的燃烧和工业生产过程。据统计，2010年我国二氧化硫排放量为2185.1万吨，其中工业排放量为1864.4万吨，生活排放量为320.7万吨;烟尘排放量为829.1万吨，其中工业排放量为603.2万吨，生活排放量为225.9万吨；工业粉尘排放量为448.7万吨。（二）生活灶炉和采暖锅炉 采暖锅炉以煤或石油产品为燃料，是采暖季节大气污染的重要原因。（三）交通运输 主要是指飞机
7、、汽车、火车、轮船和摩托车等交通运输工具排放的污染物。目前这些交通工具的主要燃料是汽油、柴油等石油制品，燃烧后能产生大量的颗粒物、氮氧化物、一氧化碳、多环芳烃和醛类。（四）其他 地面尘土飞扬或土壤及固体废弃物被大风刮起；意外事件，例如工厂爆炸、火灾等。大气环境质量标准大气环境质量标准（GB3095-82），它的制定目的是为了控制和改目的是为了控制和改善大气质量，为人民生活和生产创造清洁适宜的环境，防止生态破坏，善大气质量，为人民生活和生产创造清洁适宜的环境，防止生态破坏，保护人民健康，促进经济发展。保护人民健康，促进经济发展。标准规定了一类区一般执行一级标准；二类区一般执行二类标准；三类区一般
8、执行三类标准。标准还规定了监测分析方法，空气污染物三级标准浓度限值。一级标准为保护自然生态和人群健康，在长期接触情况下，不发生任何危害影响的 空气质量要求。二级标准为保护人群健康和城市、乡村的动、植物，在长期和短期的情况下，不发生伤害的空气质量要求。三级标准为保护人群不发生急、慢性中毒和城市一般动、植物（敏感者除外）能正常生长的空气质量要求。大气环境质量评价的目的1 通过对大气环境中主要污染物质进行定期或连续地监测，判断大气质量是否符合国家制定地大气质量标准，并为编写大气环境质量状况评价报告提供数据。2 为研究大气质量地变化规律和发展趋势，开展大气污染的预测预报工作提供依据。3 为政府部门执行
9、有关环境保护法规，开展环境质量管理、环境科学研究及修订大气环境质量标准提供基础资料和依据。空气监测的项目主要包括二氧化硫、一氧化氮、碳氢化合物、浮尘等。空气监测是大气质量控制和对大气质量进行合理评价的基础。大气中总悬浮颗粒物（TSP)的测定 大流量采样（重量法）总悬浮颗粒物总悬浮颗粒物（total suspended particulates)是指粒径100微米的颗粒物，包括液体、固体或者液体和固体结合存在的，并悬浮在空气介质中的颗粒。一、原理原理 将已恒重的滤膜装入大流量采样器的滤膜夹上，空气通过采样器时，总悬浮颗粒物被阻留于滤膜上，根据采样前后滤膜的重量差和采样体积来计算大气中总悬浮颗粒物
10、的浓度。二、方法方法 1、采样 将滤膜放入干燥器中平衡24小时，准确称量至恒重W1。采样时用镊子将滤膜平放于支持网上，滤膜毛面向上，放正、平铺、压紧、固定。置采样器于35米处，接通电源采样。记录时须在采样开始后5min和采样前5min各记录一次水柱压差值，读数准确至1mm。取其平均值，再换算成流量，乘以采样时间即得总采样体积。采样后，取下滤膜，放入干燥器中平衡24小时，准确称量至恒重W2。采样前后滤膜称重之差，即为总悬浮颗粒物的重量。2、计算 C=(W2-W1)100/V0 式中：C-总悬浮颗粒物的质量浓度 W2-采样后滤膜重量 W1-采样前滤膜重量 V0-换算成标准大气压下的采样体积大气中二
11、氧化硫的测定 盐酸副玫瑰苯胺比色法 二氧化硫二氧化硫（化学式：SO2）是最常见的硫氧化物。无色气体，有强烈刺激性气味。大气主要污染物之一。火山爆发时会喷出该气体，在许多工业过程中也会产生二氧化硫。由于煤和石油通常都含有硫化合物，因此燃烧时会生成二氧化硫。当二氧化硫溶于水中，会形成亚硫酸（酸雨酸雨的主要成分）。若把SO2进一步氧化，通常在催化剂如二氧化氮的存在下，便会生成硫酸。这就是对使用这些燃料作为能源的环境效果的担心的原因之一。一、原理原理 空气中的二氧化硫被四氯汞钠溶液吸收后形成稳定的二氯亚硫酸汞钠络合物，再与甲醛和盐酸副玫瑰苯胺反应，生成玫瑰紫红色化合物，根据颜色深浅来比色定量。本法最低
12、检出限为0.4um/5ml二、方法方法 1、采样 用一支内装5ml四氯汞钠吸收液的棕色U型多孔玻板吸收管，安装于小流量气体采样器上，以0.5升/分流量采气1020L，并记录采样现场的气压和气温。2、分析步骤 （1）绘制标准曲线：按下列步骤制备标准系列和绘制标准曲线。管号 01234567标准溶液00.20 0.60 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00吸收液5.04.80 4.40 4.00 3.50 3.00 2.50 2.00SO2含量00.41.22.03.04.05.06.0 （2）样品测定：采样后，将吸收液全部移入比色管中，用少量吸收液冲洗吸收管合并于比色管中，使总体积为
13、5ml。然后，将该样品管与上述各标准系列管同步操作，加入各项试剂，并测定吸光度，查标准曲线得样品管二氧化硫含量。三、计算 C=A/V0 式中:C-二氧化硫浓度 A-二氧化硫含量 V0-换算成标准状态下的采样体积大气中氮氧化物的测定 盐酸萘乙二胺比色法 氮氧化物氮氧化物(nitrogen oxides)包括多种化合物，如一氧化二氮(N2O)、一氧化氮(N0)、二氧化氮(NO2)、三氧化二氮(N203)、四氧化二氮(N204)和五氧化二氮(N205)等。除二氧化氮以外，其他氮氧化物均极不稳定，遇光、湿或热变成二氧化氮及一氧化氮，一氧化氮又变为二氧化氮。因此，职业环境中接触的是几种气体混合物常称为硝
14、烟（气），主要为一氧化氮和二氧化氮，并以二氧化氮为主。氮氧化物都具有不同程度的毒性。一、原理原理 氮氧化物在三氧化铬作用下氧化成二氧化氮，在吸收液中遇水生成亚硝酸，后者与对氨基苯磺酸起重氮化反应，反应产物与盐酸萘乙二胺生成玫瑰红色偶氮化合物，其颜色深浅与氮氧化物的浓度成线性关系，因此可以进行比色定量，最大吸收波长为540nm。本法最低检出下限为0.25ug/5ml.二、方法方法 1、采样 多孔玻板吸收管内装入5ml吸收液，进气口接上一个氧化管，管口略向下倾斜。流量为0.5L/min避免采气至吸收液变为淡玫瑰红色为止，记录采样时间。如果吸收液不变色，则应延长采样时间。采气量应不少于5ml。2、分
15、析步骤 （1）绘制标准曲线 按下表制备标准色列管管号0123456标准溶液0.000.050.100.200.300.500.70水1.000.950.900.800.700.500.30吸收原液4.004.004.004.004.004.004.00NO2含量0.000.250.501.001.502.503.50（2）样品测定 采样结束后，将吸收液全部移入比色管中，测光密度。然后通过查标准曲线，得NO2质量。三、计算 C=A/V00.76 式中：C-氮氧化物浓度 A-NO2质量 V0-换算成标准状态下的采气体积空气污染指数空气污染指数空气污染指数(AirpollutionIndex,简称简
16、称API)是评估空气质量状况的一组数字，它能告诉您今天或明天您呼吸的空气是清洁的还是受到污染的，以及您应当注意的健康问题。空气污染指数关注的是吸入受到污染的空气以后几小时或几天内人体健康可能受到的影响。空气污染指数划分为050、51100、101150、151200、201250、251300和大于300七档，对应于空气质量的七个级别，指数越大，级别越高，说明污染越严重，对人体健康的影响也越明显。空气污染指数为空气污染指数为050，空气质量级别为，空气质量级别为I级级，空气质量状况属于优。此时不存在空气污染问题，对公众的健康没有任何危害。空气污染指数为空气污染指数为51100，空气质量级别为，
17、空气质量级别为II级级，空气质量状况属于良。此时空气质量被认为是可以接受的，除极少数对某种污染物特别敏感的人以外，对公众健康没有危害。空气污染指数为空气污染指数为101150，空气质量级别为，空气质量级别为III（1）级）级，空气质量状况属于轻微污染。此时，对污染物比较敏感的人群，例如儿童和老年人、呼吸道疾病或心脏病患者，以及喜爱户外活动的人，他们的健康状况会受到影响，但对健康人群基本没有影响。空气污染指数为空气污染指数为151200，空气质量级别为，空气质量级别为III（2）级）级，空气质量状况属于轻度污染。此时，几乎每个人的健康都会受到影响，对敏感人群的不利影响尤为明显。空气污染指数为空气
18、污染指数为201300，空气质量级别为，空气质量级别为IV（1）级和）级和IV（2）级）级，空气质量状况属于中度和中度重污染。此时，每个人的健康都会受到比较严重的影响。空气污染指数大于空气污染指数大于300，空气质量级别为，空气质量级别为V级级，空气质量状况属于重度污染。此时，所有人的健康都会受到严重影响。空气污染指数的预测可以在严重的空气污染情况出现前，提醒市民大众，特别是那些对空气污染敏感的人士，如患有心脏病或呼吸系统毛病者，在必要时采取预防措施 大气质量评价指标 目前应用最多的评价方法是大气质量指数法 1 比值算数均数型大气质量指数 2 I1大气质量指数 3 大气污染超标指数 4 分段线
19、性函数型大气质量指数 5 空气质量预报 6 幂函数型环境质量指数大气污染对人类的影响 大气污染对气候的影响很大，大气污染排放的污染物对局部地区和全球气候都会产生一定影响，尤其对全球气候的影响，从长远的观点看，这种影响将是很严重的。1）二氧化硫SO2 主要危害：形成工业烟雾，高浓度时使人呼吸困难，是著名的伦敦烟雾事件的元凶；进入大气层后，氧化为硫酸（SO4）在云中形成酸雨，对建筑、森林、湖泊、土壤危害大；形成悬浮颗粒物，又称气溶胶，随着人的呼吸进入肺部，对肺有直接损伤作用。2）悬浮颗粒物TSP（如：粉尘、烟雾、PM10）主要危害：随呼吸进入肺，可沉积于肺，引起呼吸系统的疾病。颗粒物上容易附着多种
20、有害物质，有些有致癌性，有些会诱发花粉过敏症；沉积在绿色植物叶面，干扰植物吸收阳光和二氧化碳和放出氧气和水分的过程，从而影响植物的健康和生长；厚重的颗粒物浓度会影响动物的呼吸系统；杀伤微生物，引起食物链改变，进而影响整个生态系统；遮挡阳光而可能改变气候，这也会影响生态系统。3）氮氧化物 NOx（如：NO、NO2、NO3）主要危害：刺激人的眼，鼻，喉和肺，增加病毒感染的发病率，例如引起导致支气管炎和肺炎的流行性感冒，诱发肺细胞癌变；形成城市的烟雾，影响可见度；破坏树叶的组织，抑制植物生长；在空中形成硝酸小滴，产生酸雨。大气污染防治技术 从大气污染的发生过程分析，防治大气污染的根本方法，是从污染源着手，通过削减污染物的排放量，促进污染物扩散稀释等措施来保证大气环境质量。但目前现有的经济技术条件还不能彻底根治污染源，因此，大气环境的保护就需要通过运用各种措施，进行综合防治。目前主要从以下几个方面入手寻求大气污染的控制途径。采取各种措施，减少污染物的产生；采用各种设备，控制污染物的排放；选择有效的非工程措施，合理大气自净能力；强化大气管理。
