大气监控

环境影响评价及具体的案例分析制作人：胡圆圆宗福哲环境要素环境的总体质量是通过各环境要素的质量表现出来的。环境要素也称作环境基质，是构成人类环境整体的各个独立的、性质不同的而又服从整体演化规律的基本物质组分。环境要素特点（1）最小限制律整个环境的质量受到环境诸要素中那个与最优状态差距最大的要素所制约，即环境诸要素中处于最劣状态的那个环境要素控制环境质量的高低，而不是由环境诸要素的平均状态决定，也不能采用处于优良状态的环境要素去代替和弥补。所以，人们在改善整个环境质量时，首先应改造最劣的要素。（2）等值性等值性说明环境要素对环境质量的作用。各个环境要素无论在规模上或数量上存在什么差异，只要它们是处于最劣状态，那么对于环境质量的限制作用没有本质的区别，就具有等值性。等值性与最小限制律有着密切联系，前者主要对各个要素的作用进行比较，而后者强调制约环境质量的主导要素。（3）环境整体性环境诸要素之间产生的整体环境效应不是组成该环境各个要素性质的简单叠加，而是在个体效应基础上有着质的变化。也就是说，环境整体性质能够体现环境诸要素的某些特征，但未必反映出各要素的全部特点，而是各要素综合作用后更为复杂的性质。环境要素环境要素可分为自然环境要素和人工环境要素，主要包括如大气、水体、土壤、植物、人文遗迹、矿藏、自然遗迹、风景名胜等。环境要素监测就是以环境的各个部分和局部为对象，监测影响环境、生态的各种有害物质和因素。下面主要介绍关于大气的环境监测。大气环境我们离不开大气，如同鱼儿离不开水。大气概述一、大气的成分1、N2、O2等气体2、水滴（如云滴、雾滴）3、冰晶和固体微粒（如尘埃、花粉）二、大气的分层对流层(Troposphere)平流层(Stratosphere)中间层(Mesosphere)暖层(电离层,Thermosphere)外层(散逸层,Exosphere)二、大气的分层紫外线的强烈照射，N2和O2产生不同程度的离解每升高100m降低0.65℃臭氧吸收300平流层顶（+）（-）平流层对流层对流层顶散逸层（+）（-）（+）热成层电离层中间层中间层顶200250绝对温度（K）50030007080506020409030040020010001030高高高km高高度（km）下面给大家介绍一些与环境问题有关的大气成分二氧化碳：来源：呼吸作用，有机体的燃烧与分解。现状：在大气中的含量有增加的趋势。影响：强烈吸收地面的长波辐射，引起温室效应的加剧。臭氧：来源：高空通过光化作用，低空通过闪电或有机物氧化及高空传输。作用：能大量吸收太阳紫外线，使地面生物免受过量紫外线的灼伤。分布：自然大气中含量很少。随高度分布不均匀，也随纬度和时间而异。水汽：来源：海洋和地面蒸发与植物蒸腾。分布：随时间、地点变化很大。在铅直方向，一般随高度增加而减少。影响：形成云、雾、雨、雪等大气现象。对生物的生长和发育有重要影响。微粒：种类：固体微粒与液体微粒。影响：影响太阳辐射传输，使能见度变低，有的能起凝结核的作用。一、大气污染源及污染物污染源天然源：自然界自行向大气环境排放污染物的污染源。火山雷电造成的森林大火人为源：人类的生产活动和生活活动所形成的污染源。燃煤汽车空调大气污染物：由于人类活动或自然过程排入大气，并对人和环境产生有害影响的物质。按来源，分为一次污染物和二次污染物进入大气的一次污染物之间或与正常大气组分发生反应，以及在太阳辐射下引起光化学反应而产生的新的污染物，它常比一次污染物对环境和人体的危害更为严重。直接由污染源排放的污染物按存在状态，分为颗粒物和气态污染物主要有一次污染物：SO2、H2S、NO、NH3、CO、CO2、HF、HCl、C1—C12化合物。二次污染物：SO3、H2SO4、MSO4、NO2、MNO3、醛类、酮类、酸类。常表示为总悬浮微粒物（TSP）、飘尘和降尘。降尘是指用降尘罐采集到的大气颗粒物,一般直径大于30μm，由于其自身的重力作用会很快沉降下来。单位面积的降尘量可作为评价大气污染物程度的指标之一。飘尘指可在大气中长期飘浮的悬浮物，分为PM10（粒径10μm）和PM2.5（粒径2.5μm）。PM10可以通过呼吸道进入人体，从而对人体健康产生危害，PM2.5的危害则更为严重。几种典型的大气污染（一）煤烟型污染主要污染源是燃煤。主要污染物是SO2、CO和微粒物质，它们遇上低温、高湿的阴天，且风速很小并伴有逆温存在的情况时，一次污染物扩散受阻，易在低空聚积，生成还原型烟雾。（二）交通型污染污染源主要是机动车（汽油车和柴油车）和机动船。主要污染物是CO、NOX和HC。在相对湿度较低的夏季睛天，交通污染严重的地区可能会出现典型的二次污染——光化学烟雾。它对人体、动植物、材料均会产生破坏作用，并且严重影响大气能见度。三、大气污染的危害（一）大气污染对人体健康的危害（二）大气污染对植物的危害（三）大气污染对材料的危害（四）大气污染对大气环境的危害（一）大气污染对人体健康的危害1大气颗粒物2二氧化硫3一氧化碳4氮氧化物5光化学氧化剂A、呼吸道吸入；B、随食物和饮水摄入；C、体表接触侵入。大气监测主要是监视和测定空气中的污染物种类及其含量。这些污染物以分子状态和颗粒状态存在于空气中。下表为空气中的主要污染物及其来源。监测范围与监测对象检测范围的划分应根据监测目的和污染物排放情况，以及所在地区的自然条件和敏感区分布等因素来确定。例如，当监测范围附近有居民密集区、风景区、名胜古迹区时，选定的监测范围应将其包括在内；在主导风向的下风侧，监测范围可适当放大，而在上风侧可适当缩小其范围。此外，由于大气污染物的浓度与气象条件有着密切的联系，因此在监测大气污染物的同时，还需测定风向、风速、气温、气压和气象湿度等气象要素。空气监测的采样技术空气监测采样点的确定（1）监测点位置的布设原则a监测位置应具有较好的代表性，可以反映一定地区范围内的空气环境污染水平及质量。b设点时应考虑到当地的自然地理环境、交通和工作条件。c采样点的位置应包括整个监测区域的高浓度、中浓度和低浓度三种不同的地方。空气监测采样点的确定（1）监测点位置的布设原则a监测位置应具有较好的代表性，可以反映一定地区范围内的空气环境污染水平及质量。b设点时应考虑到当地的自然地理环境、交通和工作条件。c采样点的位置应包括整个监测区域的高浓度、中浓度和低浓度三种不同的地方。d在污染源比较集中、主导风向比较明显的情况下，污染源的下风方向为主要监测范围，应布设较多的采样点，上风方向布设少量点作为对照。e对于不同污染状况应遵循：工业密集的城区和工矿区，采样点要多设一些，郊区和农村则少些；人口密度大的地区采样点的数目要多些，而人口密度小的地区则可少些，经常超标的地区采样点数目多一些。监测点的布设方法监测点位置的布设方法大致有如下五种。a网格布点法这种布点法适用于待监测的污染源分布非常分散（面源为主）的情况。这种布点方法随机性强，能较好地反映污染物的空间分布，故多用于城市大气的常规监视性监测中。b同心圆多方位布点法该布点法适用于多个污染源且重大污染源相对集中及其所在地区风向多变的情况。其布点方法是：以排放源为圆心，在射线和不同半径的同心圆交点上布点。c扇形布点法扇形布点法适用于监测区域内风向变化不大时孤立的高架点情况。d配对布点法该方法适用于线源。例如对公路和铁路建设工程进行环境分析监测。e功能分区布点法。多用于区域性常规监测。该方法通常的做法是按工业区、居民稠密区、交通频繁区、清洁区等分别设若干个监测点，再按具体污染情况和人力物力条件在各功能区设置一定数量的采样点。各功能区采样点的数量不要求平均，一般污染源较集中的工业区和人口较多的居住区可多设一些。空气的采样方法：大气的采样方法很多，选择时要考虑污染物在大气中的存在状态、污染物的浓度以及分析方法的特点等因素。采集大气样品的方法有直接采样法和浓缩采样法两大类。当大气中被测组分浓度较高，或者所用分析方法很灵敏时，一般用直接采样法采取少量样品就可满足分析需要。对很多污染物质来说直接取样还远不能满足分析的要求，此时需要采用一定的方法将大量的空气样品进行浓缩，使其满足分析方法灵敏度的要求。另一方面浓缩样品取样法取样时间一般都较长，所得的分析结果是在浓缩采样时间内的平均浓度。所以，它更能反应人体接触的真实情况。浓缩空气样品通常采用的方法有溶液吸收法、固体阻留法、低温冷凝法和滤料采集法等。标准气的配置为了便于污染物的监测分析，需要将采集到的空气样品配置成标准气体。标准气的配置主要有静态配气法和动态配气法两种。静态配气法是把一定量气态或蒸气态的原料气加到已知体积的容器中，然后加入稀释气体，混合均匀。根据加入的原料气和稀释气的量以及容器的容积，即计算出气体的浓度。动态配气法能连续不断地配制并供给一定浓度的标准气，为此需要一个能连续不断供给原料气的气源，一般常用钢瓶或渗透管。两种配气方法的比较颗粒物的测定(1)总悬浮颗粒物总悬浮颗粒物（TSP）的测定是指一定体积的空气通过已恒重的滤膜，空气中的悬浮颗粒物被阻留在滤膜上，根据采样前后滤膜重量之差及采样体积，计算出TSP的质量浓度。颗粒态污染物的测定方法(2)可吸入颗粒物（飘尘）1.重量法根据采样流量不同，分为大流量采样重量法和小流量采样重量法大流量法使用带有10μm以上颗粒物切割器的大流量采样器采样小流量法使用小流量采样器2.压电晶体振荡法（2）石英晶体飘尘测定仪工作原理3.β射线吸收法（3）β射线飘尘测定仪工作原理主要气态污染物的测定方法(1)二氧化硫1四氯汞钾溶液吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法原理：用氯化钾和氯化汞配制成的四氯汞钾吸收液吸收气样中的二氧化硫，生成稳定的二氯亚硫酸盐络合物，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，其颜色深浅与SO2含量成正比，用分光光度法测定采样：在采样、运输和储存过程中，要避免日光直接照射2钍试剂分光光度法原理大气中的SO2用过氧化氢溶液吸收并氧化为硫酸。硫酸根离子与过量的高氯酸钡反应，生成硫酸钡沉淀，剩余钡离子与钍试剂作用生成钍试剂-钡络合物（紫红色）。根据颜色深浅，间接进行定量测定①标准曲线的绘制②将采样后吸收液定容（同标准色列定容体积），按照上述方法测定吸光度3荧光法测定原理：大气样品在波长190～230nm紫外光下照射，SO2吸收紫外光被激发至激发态,返回基态时发射330nm的荧光，荧光强度与SO2浓度成正比4其他监测方法（1）恒电流库仑滴定法（2）溶液电导法二氧化氮1盐酸萘乙二胺分光光度法原理：用冰乙酸、对氨基苯磺酸和盐酸萘乙二胺配成吸收液采样，大气中的NO2被吸收转变成亚硝酸和硝酸，在冰乙酸存在的情况下，亚硝酸与对胺基苯磺酸发生重氮化反应，然后再与盐酸萘乙二胺偶合，生成玫瑰红色偶氮染料①标准曲线的绘制②试样溶液的测定：按照绘制标准曲线的条件和方法测定采样后的样品溶液吸光度2化学发光法原理：某些化合物分子吸收化学能后，被激发到激发态，再由激发态返回至基态时，以一定波长的光量子的形式释放出能量，这种化学反应称为化学发光反应。利用测量化学发光强度对物质进行定量分析测定的方法称为化学发光分析法化学发光NOx监测仪以O3为反应剂的氮氧化物监测仪可以测定大气中NO、NO2及其总浓度3原电池库仑滴定法库仑池中有两个电极，一是活性炭阳极，二是铂网阴极，池内充0.1mol/L磷酸盐缓冲溶液（pH=7）和0.3mol/L碘化钾溶夜。当进入库仑池的气样中含有NO2时，则与电解液中的I-反应，将其氧化成I2，而生成的I2又立即在铂网阴极上还原为I－，便产生微小电流。在一定条件下，微电流大小与气样中NO2浓度成正比，故可根据法拉第电解定律将产生的电流换算成NO2的浓度，直接进行显示和记录。测定总氮氧化物时，需先让气样通过三氧化铬氧化管，将NO氧化成NO2臭氧1.硼酸碘化钾分光光度法根据标准曲线建立的回归方程式，按下式计算气样中O3的浓度：式中：A1A2——总氧化剂样品溶液和零气样品溶液的吸光度；f——样品溶液最后体积与系列标准溶液体积之比；a——回归方程式的截距；