第七章空气和废气监测-程钟(修改).

第七章空气和废气监测常州市环境监测中心程钟2015.67.1概述空气污染物存在形态1、气体形态沸点低常温是气体SO2NO2CO2、蒸气形态沸点相对高常温一般液(固)苯汞萘3、气溶胶形态液(固)的多相胶体分散体系雾霾粒径0.001-100um分类(1)按物理形态尘–固体烟-燃烧固体、水汽雾-液滴(2)按形成方式分散性-固体粉碎、液体喷射凝聚性-蒸汽凝聚有机物化学反应-空气中反应形成颗粒硫酸盐7.1概述空气污染物存在形态4、气态污染物浓度表示方法(1)表示方法质量浓度-质量/体积mg/m3国内常用体积浓度-体积/体积ml/m3(ppm)ul/m3(ppb)转换关系mg/m3=M×ppm/22.4M-分子量数量浓度-数量/体积个/m3(2)换算标准状态PV/T=PV/T0℃101.325KPa7.2采样仪器7.2.1仪器分类1、大流量采样器流量范围1.1～1.7m3/min滤料200mm×250mm2、中流量采样器流量范围100l/min滤料100mm3、小流量采样器流量20-30l/min滤料40mm4、分级采样器5、粉尘采样器6、便携式采样器7.2采样仪器7.2.2仪器组成空气采样仪器通常由收集器、抽气动力和流量调节装置等组成。采样时应按照收集器、流量计、采样动力的先后顺序串联，保证空气样品首先进入收集器而不被污染和被吸附，使所采集的空气样品具有真实性。7.2.3气体流量计常用的主要有孔口流量计，转子流量计(采样)，皂膜流量计和湿式流量计(校准)四种。电子流量计转子流量计下端和上端压力差(△P)使转子上升。采样前，应将转子流量计的流量旋钮关至最小，开机后由小到大调节流量至所需的刻度。使用前，应在收集器与流量计之间连接一个小型缓冲瓶，以防止吸收液流人流量计而损坏采样仪。在转子流量计进气口前连接干燥管除湿，7.2采样仪器7.2.3气体流量计常用的主要有孔口流量计，转子流量计(采样)，皂膜流量计和湿式流量计(校准)四种。电子流量计孔口流量计压力差计，连接U形管，U形管中装有液体。皂膜流量计玻璃管肥皂膜秒表湿式流量计密封筒半筒液体分成几个室旋转一周流量7.6常见空气废气采样方法一、气态污染物1、直接采样将空气样品直接采集在合适的空气收集器内，再带回实验室分析的采样方法。适用于气体和蒸气状态，适用于空气检测物浓度较高、分析方法灵敏度较高、不适宜使用动力采样的现场。瞬时样(1)注射器采样50、100ml医用注射器清洗3～5次，进气端密闭运输：进气端朝下，活塞在上方，保持垂直(2)塑料袋采样铝箔复合塑料袋、聚乙烯袋等不吸附、不反应清洗3～5次密封7.6常见空气废气采样方法一、气态污染物1、直接采样(3)置换采样法置换采样法以集气瓶为采样容器。在采样点，将采气动力或l00ml大注射器与采样容器连接，打开采样容器的活塞，抽取采气管容积6～10倍的现场空气，将管内空气完全置换后，再采集现场空气样品，密闭，带回。（4）真空采样法采样容器为耐压玻璃或不锈钢制成的真空采气瓶。采样前，先用真空泵将采样容器抽真空，使瓶内剩余压力小于133Pa，在采样点将活塞慢慢打开，待现场空气充满采气瓶后，关闭活塞，带回实验室尽快分析。苏玛罐限流阀7.6常见空气废气采样方法一、气态污染物2、浓缩采样大量的空气样品中的待测物被吸收、吸附或阻留，将低浓度的待测物富集在收集器内。适用于浓度较低、分析方法灵敏度低。一段时间的平均浓度。(1)有动力浓缩A：溶液吸收气体中待测物与溶液—溶解或化学反应溶解-相似者相溶极性(无机-水，有机物-有机溶剂)反应-化学性质气泡吸收管、多孔玻板吸收管和冲击式吸收管。7.6常见空气废气采样方法一、气态污染物气泡吸收管、多孔玻板吸收管冲击式吸收管气体、蒸气、气溶胶雾状、颗粒气溶胶7.6常见空气废气采样方法一、气态污染物2、浓缩采样(1)有动力浓缩B：填充柱采样填充柱采样管是一根填充了颗粒状固体吸附剂的玻璃管(内径3～5mm，长6～l0cm)；颗粒直径与采气阻力相关；一般低流量采样时吸收效率较高。待测物被吸附、溶解、化学反应常用有机物采样活性碳管最大采样体积和穿透容量当柱后流出的被采集组分浓度为进入浓度的5%时，此时的采样总体积为最大采样体积，采样总量为穿透容量采样管后部1/3的采样量，总采样量的10%，未穿透25%穿透7.6常见空气废气采样方法一、气态污染物2、浓缩采样(1)有动力浓缩B：填充柱采样洗脱：加热吹气-热解析溶剂溶解-溶剂解析种类：硅胶、活性炭、素陶瓷、氧化铝和高分子多孔微球优点：可以长时间采样，用于污染组分的日平均浓度；选用适当，固体填充剂对气体、蒸气和气溶胶都有较高的采样效率；稳定性好，可存放几天甚至数周；固体填充剂采样管携带方便。注意：温度湿度7.6常见空气废气采样方法一、气态污染物2、浓缩采样(1)有动力浓缩C：低温冷凝浓缩又称冷阱法。空气中某些沸点较低的气态物质，在常温下用固体吸附剂很难完全阻留，利用致冷剂使收集器中固体吸附剂温度降低，有利于吸附、采集空气中低沸点物质。常用制冷剂：冰、干冰、液氮(2)无动力采样又称为无泵采样法、被动式采样法，是利用气体分子的扩散或渗透作用，自动到达吸附剂表面，或与吸收液接触而被采集，一定时间后检测待测物。分为扩散法和渗透法两类。采样器体积小，重量轻．可做成钢笔或徽章的形状，佩戴在上衣口袋处，监测室内空气污染、个体接触量7.6常见空气废气采样方法二、颗粒物1、自然沉降利用重力30um的颗粒降尘2：滤料法(1)定量滤纸由植物纤维素制成。灰分低，机械强度高，不易破损，耐热(150℃)，价格低廉。不宜用作称重法测定颗粒物的浓度。(2)玻璃纤维滤膜耐高温、吸湿性小、阻力小，适用于TSP、PM10；可用水、有机溶剂和稀硝酸等提取待测物质。缺点金属空白高石英（3）聚氯乙烯滤膜聚氯乙烯滤膜又称为测尘滤膜，静电性强、吸湿性小、阻力小、耐酸碱、孔径小、机械强度好、重量轻，金属空白值较低，可溶于某些有机溶剂（如乙酸乙酯、乙酸丁酯），常用于粉尘浓度和分散度的测定。7.6常见空气废气采样方法二、颗粒物2：滤料法（4）微孔滤膜硝酸纤维素或乙酸纤维素制作的多孔有机薄膜，质轻色白，表面光滑，机械强度较好，最高使用温度为125℃，可在沸水乃至高压釜中蒸煮。它能溶于丙酮、乙酸乙酯、甲基异丁酮等有机溶剂；也易溶于热的浓酸但几乎不溶于稀酸中。微孔滤膜的采样效率高，灰分低，所采集的样品特别适宜于气溶胶中金属元素的分析。（5）聚氨酯塑料滤膜由泡沫塑料的细泡互相连通而成的多孔滤料，表面积大，通气阻力小，适宜于较大流量的采样。常用于同时采集气溶胶和蒸气状态两相共存的某些检测物。用于有机检测物的采集时，可用正己烷等有机溶剂经索氏提取4～8h后，除尽溶剂，再风干。处理好的聚氨酯泡沫塑料应密闭保存，使用过的聚氨酯泡沫塑料经处理后可以反复使用。7.7主要指标1、二氧化硫二氧化硫是烈刺激性无色气体，空气中的二氧化硫被甲醛缓冲溶液吸收后，生成稳定的羟基甲磺酸加成化合物。在样品溶液中加氢氧化钠使加成化合物分解，释放出的二氧化硫与盐酸副玫瑰苯胺作用，生成紫红色化合物，根据颜色深浅，用分光光度计测定。固定污染源-电化学方法2、二氧化氮二氧化氮与吸收液中的对氨基苯磺酸进行重氮化反应，再与N-(1-萘基)乙二胺盐酸盐作用，生成粉红色的偶氮染料，于波长540-545之间，测定吸光度。固定污染源-电化学方法7.7主要指标3、铅环境空气中的铅系指酸溶性铅及铅的氧化物。用玻璃纤维滤膜采集的试样，经硝酸-过氧化氢溶液浸出制备成试料液。直接吸入空气-乙炔火焰焰中原子化。在283.3nm处测量基态原子对空心阴极灯特征电磁辐射的吸收。。4、苯系物苯系物通常包括苯、甲苯、乙苯、邻、间、对位的二甲苯、异丙苯和苯乙烯八种化合物。用充填Tenax-GC有采样管，在常温条件下，富集空气或工业废气中的甲苯、二甲苯和苯乙烯，采样管连入气相色谱分析系统后，经加热将吸附成分全量导入附有氢焰离子化检测器的气相色谱仪进行分析。5、氯气氯气指固定污染源有组织排放和无组织排放的游离氯。含溴化钾、甲基橙的酸性溶液和氯气反应、氯气将溴离子氧化成溴，溴能在酸性溶液中将甲基橙溶液的红色减退，用分光光度法测定其退色的程度来确定氯气的含量。7.3环境空气质量监测内容：1、环境空气质量监测手工监测自动监测：国控、省控、市控(主要方法)2、干沉降降尘监测30d±23、湿沉降降水监测：降水量、pH、电导率(逢降必测)4、硫酸盐化速率目前，2-4点位与空气自动相同，需相关部门批准。环境空气质量监测点位布设技术规范HJ664-2013一、点位类别1、环境空气质量评价城市点以监测城市建成区的空气质量整体状况和变化趋势为目的而设置的监测点，参与城市环境空气质量评价。其设置的最少数量根据本标准由城市建成区面积和人口数量确定。每个环境空气质量评价城市点代表范围一般为半径500米至4千米，有时也可扩大到半径4千米至几十千米（如对于空气污染物浓度较低，其空间变化较小的地区）的范围。可简称城市点。2、环境空气质量评价区域以监测区域范围空气质量状况和污染物区域传输及影响范围为目的而设置的监测点，参与区域环境空气质量评价。其代表范围一般为半径几十千米。可简称区域点。一、点位类别3、环境空气质量背景点以监测国家或大区域范围的环境空气质量本底水平为目的而设置的监测点。其代表性范围一般为半径100千米以上。可简称背景点。4、污染监控点为监测本地区主要固定污染源及工业园区等污染源聚集区对当地环境空气质量的影响而设置的监测点，代表范围一般为半径100～500米，也可扩大到半径500米～4千米（如考虑较高的点源对地面浓度的影响时）。5、路边交通点为监测道路交通污染源对环境空气质量影响而设置的监测点，代表范围为人们日常生活和活动场所中受道路交通污染源排放影响的道路两旁及其附近区域。二、布设原则1、代表性：具有较好的代表性，能客观反映一定空间范围内的环境空气质量水平和变化规律，客观评价城市、区域环境空气状况，污染源对环境空气质量影响，满足为公众提供环境空气状况健康指引的需求。2可比性：同类型监测点设置条件尽可能一致，使各个监测点获取的数据具有可比性。3整体性：环境空气质量评价城市点应考虑城市自然地理、气象等综合环境因素，以及工业布局、人口分布等社会经济特点，在布局上应反映城市主要功能区和主要大气污染源的空气质量现状及变化趋势，从整体出发合理布局，监测点之间相互协调。4前瞻性：应结合城乡建设规划考虑监测点的布设，使确定的监测点能兼顾未来城乡空间格局变化趋势。5稳定性：监测点位置一经确定，原则上不应变更，以保证监测资料的连续性和可比性。三、布设要求1、城市点(1)位于各城市的建成区内，并相对均匀分布，覆盖全部建成区。(2)采用城市加密网格点实测或模式模拟计算的方法，估计所在城市建成区污染物浓度的总体平均值。全部城市点的污染物浓度的算术平均值应代表所在城市建成区污染物浓度的总体平均值。(3)城市加密网格点实测是指将城市建成区均匀划分为若干加密网格点，单个网格不大于2千米×2千米（面积大于200平方千米的城市也可适当放宽网格密度）在每个网格中心或，网格线的交点上设置监测点，有效监测天数不少于15天。(4)模式模拟计算是通过污染物扩散、迁移及转化规律，预测污染分布状况进而寻找合理的监测点位的方法。(5)拟新建城市点的污染物浓度的平均值与同一时期用城市加密网格点实测或模式模拟计算的城市总体平均值估计值相对误差应在10%以内。(6)用城市加密网格点实测或模式模拟计算的城市总体平均值计算出30、50、80和90百分位数的估计值；拟新建城市点的污染物浓度平均值计算出的30、50、80和90百分位数与同一时期城市总体估计值计算的各百分位数的相对误差在15%以内。三、布设要求2、区域点、背景点(1)区域点和背景点应远离城市建成区和主要污染源，区域点原则上应离开城市建成区和主要污染源20千米以上，背景点原则上应离开城市建成区和主要污染源50千米以上。(2)区域点应根据我国的大气环流特征设置在区域大气环流路径上，反映区