實驗項目作業(yè)區(qū)空氣環(huán)境與氣體污染物的測定

1、實驗項目 作業(yè)區(qū)空氣環(huán)境與氣體污染物的測定 一、實驗?zāi)康?. 掌握表征作業(yè)區(qū)氣候條件的基本參數(shù)，如溫度、濕度，氣壓、卡它度等的測定方法及常用儀器。 2. 掌握空氣試樣的采取方法和主要有毒有害氣體濃度的檢氣管檢定法。二、實驗內(nèi)容與實驗步驟 本次實驗的內(nèi)容分為兩個部分：第一部分為作業(yè)區(qū)氣候條件的測定；第二部分為空氣中有毒有害氣體濃度的測定。一）氣候條件的測定氣候條件測量主要包括空氣的溫度、濕度、風(fēng)速、氣壓以及表征溫度、濕度、風(fēng)速三者綜合狀態(tài)的卡它度測定【其中風(fēng)速的測定安排在通風(fēng)實驗課中進(jìn)行】。1.空氣溫度的測定 空氣溫度測量儀器主要有水銀溫度計、半導(dǎo)體溫度計、自記溫度計等。常用的是水銀溫度計，測定

2、方法是將其懸掛于測定地點(diǎn)，等待35 min后直接讀取水銀柱上升的刻度數(shù)即可。2.空氣濕度的測定濕度是衡量空氣中含水蒸汽量的一個指標(biāo), 又分有絕對濕度和相對濕度兩種。1)絕對濕度：絕對濕度也就是空氣中實際含濕量，它是指每立方米或每千克空氣中所含的水蒸汽質(zhì)量。單位為:帕（Pa）,千帕（KPa）。       當(dāng)空氣中水蒸汽含量達(dá)到該溫度下所能容納的最大值時，空氣處于飽和狀態(tài)，該狀態(tài)下的空氣稱為飽和空氣。2)相對濕度: 相對濕度是指某一體積空氣中實際含有的水蒸汽量與同溫度下的飽和空氣水蒸汽量之比的百分?jǐn)?shù)，單位為%。一般用符號表示相對濕度。3

3、)相對濕度的測定 空氣的相對濕度常用干濕球濕度計來測定。這種類型的濕度計裝有兩支相同的水銀溫度計，其中一支溫度計的液球包有浸濕的優(yōu)質(zhì)棉布或紗布，稱為濕球溫度計，另一支則不包紗布，稱為干球溫度計。將干濕球濕度計懸掛于被測空氣中，濕球溫度計顯示的溫度為濕球溫度，干球溫度計顯示的就等于氣溫。測出氣溫（干球溫度）及濕球溫度后，根據(jù)兩者的差值查儀器的附表，便可得到被測空氣的相對濕度。干濕球濕度計可做成不同的型式，如掛式干濕球濕度計、手搖濕度計、通風(fēng)干濕表及遙測濕度計等。 通風(fēng)干濕表：又名小風(fēng)扇濕度計，它由干球溫度計、濕球溫度計和一個通風(fēng)器組成。兩個溫度計的液球外面均罩著一個雙層的護(hù)管，護(hù)管的外表面很光亮

4、。以使其反射熱幅射，通風(fēng)器內(nèi)有發(fā)條和風(fēng)扇，風(fēng)扇由于旋緊的發(fā)條所積蓄的能量逐漸釋放而使之轉(zhuǎn)動并產(chǎn)生氣流，使溫度表有穩(wěn)定的通風(fēng)，這樣，溫度表的測值便是在一定的氣流狀態(tài)下的空氣溫度。 使用方法：觀測前應(yīng)先用蒸餾水濕潤濕球溫度表的棉布套，濕潤棉布的時間，夏季在觀測前4min，冬季在觀測前15min。將通風(fēng)干濕表懸掛在測定地點(diǎn)，應(yīng)保障儀器周圍的障礙物距溫度計球至少有0.5m遠(yuǎn)。以避免障礙物本身的熱輻射對溫度表測值的影響。然后將發(fā)條上緊，等通風(fēng)器轉(zhuǎn)動4min以后，進(jìn)行溫度表的讀數(shù)。觀測者應(yīng)站在下風(fēng)方向，讀數(shù)要迅速準(zhǔn)確；根據(jù)干球溫度和濕球溫度便可查表得出被測空氣的相對濕度。測量濕度用的儀表除了干濕球溫度計以

5、外還有毛發(fā)濕度計，因為毛發(fā)的長度隨著濕度的變化而變化，即相對濕度增加，毛發(fā)伸長，反之，毛發(fā)縮短。毛發(fā)濕度計就是將脫脂毛發(fā)固定在毛發(fā)濕度計的垂架上，由于濕度的改變，毛發(fā)伸長或縮短，帶動聯(lián)動機(jī)構(gòu)，使指針轉(zhuǎn)動，直接讀出相對濕度。屬于這種類型的有掛式毛發(fā)濕度計，立式毛發(fā)濕度計以及自記濕度計等。3.大氣壓力的測量 測壓常用儀表有水銀氣壓計和空盒氣壓計。 水銀氣壓計是借助于一端封閉、另一端插入水銀槽內(nèi)的玻璃管中的水銀柱高度來測量大氣壓力的。擰轉(zhuǎn)水銀氣壓計的游尺調(diào)節(jié)手柄，使游尺基面與管內(nèi)水銀柱彎月面相切，便可進(jìn)行讀數(shù)。 空盒氣壓計則是利用真空膜盒隨著大氣壓力變化而變化的原理制造的。使用前，應(yīng)先校準(zhǔn)氣壓計的指

6、示值，然后帶至被測地點(diǎn)，進(jìn)行測定。空盒氣壓計還有一種自記式的，它帶有傳動機(jī)構(gòu)和記錄裝置，可用來連續(xù)記錄被測地點(diǎn)氣壓的變化情況，可分為日記型和周記型兩種。4.卡它度的測定1）散熱強(qiáng)度：指物體表面單位表面積在單位時間內(nèi)向外散發(fā)的熱量。單位為毫焦/厘米2 ·秒（mJ/cm2）。散熱強(qiáng)度是氣溫、濕度和風(fēng)速的函數(shù), 即:散熱強(qiáng)度f(氣溫,濕度,風(fēng)速)2）卡它度：卡它度是用卡它計來測定的?？ㄋ嫷脑褪敲?xì)管酒精溫度計，下部的貯液器的表面模擬人的皮膚，中間有兩個刻度35和38，這二個刻度的平均值為36.5，正好模擬人的正常體溫。這樣測出的卡它度便表征空氣的溫度、濕度和風(fēng)速對貯液器表面（擬作人體皮

7、膚）綜合作用的冷卻能力。它是一種評價作業(yè)環(huán)境氣候條件的綜合指數(shù)。每支卡它計上都有一個常數(shù)，稱為卡它常數(shù)，用F表示，它表示卡它計從38降到35時，貯液器表面每一平方厘米的面積上的散失熱量的毫卡數(shù)。 卡它計的貯液球上包上紗布，將紗布浸潤后測得的卡它度稱為濕卡它度，未包紗布的稱為干卡它度。干卡它度表示輻射和對流作用下的散熱，而濕卡它度除了表示輻射和對流作用外，還包括蒸發(fā)散熱。3）操作方法： （1）將卡它計的貯液球置于6080的熱水中加熱，使球內(nèi)酒精上升，至卡它計上端小球充滿一半時為止； （2）自熱水中取出卡它計，迅速將球面水全部擦干（測定濕卡它度時，將紗布上的水稍加擰干，不滴水即可）； （3）將卡它

8、計懸掛在測定地點(diǎn)，用秒表記錄酒精柱從38下降至35所需要的時間T；（4）計算卡它度K： Kd干卡它度，mmcm2；Kw濕卡它度，mmcm2；F卡它常數(shù)，mcalcm2；T38/100降至35/ 95所需要時間，s。二）氣體污染物濃度的測定 為了對空氣中有毒有害氣體含量進(jìn)行儀器分析，必須在測定地點(diǎn)采取一定氣體試樣送化驗室分析。1.空氣試樣的采集方法根據(jù)被測物質(zhì)在空氣中存在的狀態(tài)和濃度，以及所用分析方法的靈敏度，可選擇不同的采樣方法。采集空氣中樣品的方法一般分為直接采樣法和富集采樣法兩大類。 1）直接采樣法：注射器采樣法，塑料袋采樣法，真空瓶（管）采樣法； 2）富集采樣法：溶液吸收法，固體吸附法（

9、顆粒狀吸附劑/纖維狀濾料/篩孔狀濾料/），冷凍濃縮法，靜電沉降法，個體計量法。2.氣體污染物濃度的測定方法 一般地說,空氣中有毒有害氣體含量的測定方法大致可以分為兩類：一種是在現(xiàn)場采取空氣試樣，帶至化驗室用化學(xué)分析法或儀器進(jìn)行分析，常用的儀器有氣相色譜法，NOx分析儀，SO2微量分析儀以及CO、CO2微量分析儀等；另一種方法是用檢知管進(jìn)行快速檢定，可直接在現(xiàn)場迅速測出結(jié)果。 另一種分類方法： 檢氣管是在一個固定有限長度內(nèi)徑的玻璃管內(nèi),裝填一定量的用化學(xué)試劑浸泡過的載體作指示劑，用塞料加以固定,再將玻璃管的兩端密封加工而成。 用于檢氣管的試劑有指示劑和保護(hù)劑。指示劑：選擇能與被測氣體發(fā)生顏色反應(yīng)

10、的物質(zhì)并且盡量在較小的載體表面上能與最小量的被測氣體作用,生成明顯的帶色物質(zhì)；保護(hù)劑：防止干擾物質(zhì)與指示劑發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生干擾和防止指示劑吸收水分而變質(zhì)。所以應(yīng)采用能與干擾物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)而不與被測氣體發(fā)生反應(yīng)的試劑作保護(hù)劑。 按檢測方法分為比長、比色、比容式檢測管。比長式檢測管。一定體積的樣品通過檢測管使指示粉產(chǎn)生變色,根據(jù)變色長度來確定被測氣體的單位體積含量,這類檢測管靈敏度、準(zhǔn)確度最高,應(yīng)用最為廣泛。比色式檢測管。通過一定體積的樣品,根據(jù)指示粉產(chǎn)生的變色強(qiáng)弱度來確定被測氣體的單位體積含量。比容式檢測管(又稱柱狀檢測管)，通過一定體積的樣品,根據(jù)指示粉產(chǎn)生的一定顏色或變色長度所需采樣體積來確定被

11、測氣體單位體積含量。 表三 常見檢氣管檢氣管靈敏度(mg/m3)抽氣量(ml)抽氣速度(ml/s)顏色變化所用試劑類 型一氧化碳204501.5黃綠藍(lán)硫酸鈀、硫酸銨、硫酸、硅膠比色型二氧化碳4001001.5藍(lán)白百里酚藍(lán)、氫氧化鈉、氧化鉻比長型二氧化硫101000.5棕黃紅亞硝基鐵氰化鈉、氯化鋅、烏絡(luò)托品、素陶瓷比長型硫化氫102002白褐醋酸鉛、氯化鋇、素陶瓷比長型氯21002黃紅熒光素、溴化鉀、碳酸鉀、氫氧化鈉、硅膠比長型氨101002紅黃百里酚藍(lán)、硫酸、硅膠比長型氧化氮101001白綠聯(lián)鄰甲苯胺、硫酸銅、硅膠比長型磷化氫31002白黑硝酸銀、硅膠比長型氰化氫0.21002白藍(lán)綠聯(lián)鄰甲苯胺

12、、硫酸銅、硅膠比長型丙烯睛0.41002白藍(lán)聯(lián)鄰甲苯胺、硫酸銅、硅膠比長型苯101001白紫褐發(fā)煙硫酸、多聚甲醛、硅膠比長型3.檢氣管的測定方法本實驗以CO的快速檢定為例，掌握檢知管的基本原理和使用方法。1）檢知管的作用原理 CO檢知管分為比長式和比色式兩種：比長式CO檢知管的工作原理是：比長式CO檢測管是用吸附了五氧化二碘和發(fā)煙硫酸的硅膠制成。利用五氧化二碘制成的白色粉末，在發(fā)煙硫酸催化作用下，與CO反應(yīng)生成碘的原理制成的。當(dāng)CO氣體通過檢測管時，測試區(qū)由白色變?yōu)楹稚h(huán)狀，可以定性分析CO濃度。試劑顏色變化越長，所測CO濃度越高。比色式CO檢知管的工作原理是：硫酸鈀和鉬酸氨吸附在硅膠上呈黃色

13、，鉬酸氨與硅膠生成硅鉬綜合物，遇一氧化碳?xì)怏w ,硫酸鈀中的鈀離子把一氧化碳氧化成二氧化碳，鈀離子還原成鈀，新生鈀將硅鉬絡(luò)合物還原成鉬蘭，鉬蘭使指示粉變色，根據(jù)變色的程度和標(biāo)準(zhǔn)色板作比較，確定一氧化碳的濃度。（2）操作方法 用北川式氣體取樣器或醫(yī)用注射器采樣測定，具體步驟如下： 將氣體取樣器的三通開關(guān)閥的手柄放在水平位置，在測定地點(diǎn)將活塞手柄來回抽動幾次，使儀器氣缸中不存留其它地點(diǎn)的空氣，然后抽取一定量的待測氣體（活塞桿上有刻度）； 將三通閥的手柄轉(zhuǎn)至45º位置，使氣缸密封，將檢知管兩端鋸開，按正確的方向插在檢定器的檢知管插入口上； 再將三通閥手柄旋至垂直位置，在規(guī)定時間內(nèi)以一定的速度

14、推動活塞，使氣樣從檢知管中通過。 比長式CO檢知管待被測氣體通過檢知管后可直接讀數(shù)，便得出了CO的含量。比色式檢知管則還需要根據(jù)當(dāng)時的溫度等待一定的時間，然后與標(biāo)準(zhǔn)比色板進(jìn)行比較，得出色階等級，再根據(jù)色階等級和溫度查表，便可得出被測空氣中CO的含量。實驗項目 空氣中粉塵濃度及分散度的測定第一部分 粉塵重量濃度的測定 一、實驗?zāi)康?掌握空氣中粉塵重量濃度的測定方法及操作技術(shù)；二、濾膜測塵法的基本原理 粉塵濃度有數(shù)量濃度和質(zhì)量濃度兩種表示法。數(shù)量濃度是指單位體積空氣中含有粉塵的顆粒數(shù)，質(zhì)量濃度是單位體積空氣中含有粉塵的毫克數(shù)，我國采用質(zhì)量濃度，現(xiàn)場通常采用濾膜測塵法測定粉塵濃度。 濾膜是一種帶有靜

15、電，不易吸濕的微孔纖維濾料。濾膜測塵系統(tǒng)可參考教材，將濾膜稱重，裝入測塵漏斗，由于抽氣機(jī)的作用使含塵空氣通過濾膜，粉塵被阻留在濾膜上，用流量計和調(diào)節(jié)閥控制流量 ,用秒表計下取樣時間，取樣后,從漏斗中取下濾膜在天平上稱重，通過公式進(jìn)行計算?？諝庵蟹蹓m質(zhì)量濃度可由下式計算：C粉塵質(zhì)量濃度，mg/m3；G1采樣前濾膜的質(zhì)量，mg；G0取樣后濾膜加粉塵的質(zhì)量，mg；V采樣流量，l/min；T采樣時間，min。三、作業(yè)場所的取樣位置與原則 1）應(yīng)在工人呼吸帶采樣，采樣高度距地面1.5m； 2）應(yīng)在產(chǎn)塵點(diǎn)的回風(fēng)流中進(jìn)行取樣,多臺機(jī)器同時作業(yè)時應(yīng)在最后一臺的回風(fēng)流中取樣。 3）測塵漏斗的入口應(yīng)迎向風(fēng)流,陣發(fā)

16、性產(chǎn)塵點(diǎn)與工人操作同時采樣，連續(xù)性產(chǎn)塵點(diǎn)應(yīng)在作業(yè)開始20min后采樣。 4）為了使測定結(jié)果準(zhǔn)確可靠，應(yīng)保證濾膜的質(zhì)量在取樣后有一定的增加，即濾膜上的采塵量應(yīng)大于1mg，但最大不得超過20mg。 5）采樣流量一般為 3035 l/min。采樣時間為 2030min。 6）在排塵管道中測塵，風(fēng)速較高，含塵量也大 ,一般應(yīng)道循等速取樣的原則。即測塵漏斗入口抽氣速度等于測點(diǎn)處的風(fēng)流速度。 7）在某一測點(diǎn)測塵，得到的是某一點(diǎn)的含塵量， 如果需要求得某一斷面上的平均含塵量，應(yīng)將該斷面分成若干個等面積（其個數(shù)視斷面大小及對測定結(jié)果的要求而定），在每個小面積上布置一個測點(diǎn)，將測得的結(jié)果求和后加以平均，方可得出

17、這一斷面上的平均含塵量。 8）在濕度大的環(huán)境中測塵時，應(yīng)避免水珠的影響，濾膜取樣前后均放入裝有硅膠的玻璃干燥器中，取樣后干燥一小時左右再進(jìn)行稱重。四、實驗內(nèi)容及操作方法 本實驗室的實驗裝置是用給塵器將粉塵送入風(fēng)道模型中，含塵空氣則通過巷道模型從風(fēng)機(jī)出口排出。 1.用粉塵采樣器取樣，測定模型巷道出口空氣中的合塵量 l） 天平安放與調(diào)整：天平應(yīng)放在平穩(wěn)的實驗臺或桌子上，首先調(diào)整水平，然后調(diào)整量位，使指針正確指在量位上；還應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)砝碼檢查天平的感量，若在允許范圍之內(nèi)，則天平可以使用； 2）從干燥器中取出ø40mm的測塵濾膜，用鑷子去掉兩面的保護(hù)層，將濾膜小心放置于天平上稱重，得出濾膜重G0

18、； 3）利用裝樣柱將濾膜裝入濾膜夾，要求平整，無折，然后將濾膜夾裝入測塵漏斗； 4）將粉塵采樣器安放在模型巷道出口進(jìn)行采樣； 5）接通電源，整流變壓裝置的電表便有電壓或電流指示,再啟動儀器主體上的開關(guān)，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，指示燈亮，迅速調(diào)節(jié)電流輸出擋及電位器,使流量達(dá)到給定值,本實驗定為30 l/min,用秒表記時,本次實驗取樣時間為1Omin。 6）在測定過程中, 應(yīng)注意流量的變化,隨時加以調(diào)整，以減少誤差，取樣完畢，立即切斷電源, 取下測塵漏斗； 7）小心地從測塵漏斗中取下濾膜，將其放好，在天平上稱量出取樣后濾膜的質(zhì)量G1； 8）通過公式計算含塵量,結(jié)果保留一位小數(shù)。第二部分 粉塵計數(shù)分散度的測定一

19、、實驗?zāi)康恼莆辗蹓m分散度的測定方法及操作技術(shù)。二、計數(shù)分散度的含義和測定方法 粉塵的分散度是指粉塵粒徑的分布情況。計數(shù)分散度用粉塵粒徑分級數(shù)量百分?jǐn)?shù)表示，我國通常將粉塵分為四個粒徑等級，即<2um、25um、510um、>10um四級，分別求出四個等級的塵粒所占粉塵顆粒總數(shù)的百分?jǐn)?shù)，便得出了粉塵的計數(shù)分散度。 計數(shù)分散度可以用光電粒子計數(shù)器、粒譜儀、激光粒度分析儀等儀器進(jìn)行測定。三、激光粒度分析儀原理 基本原理：利用顆粒對光的散射現(xiàn)象，即大顆粒產(chǎn)生的散射角小，小顆粒產(chǎn)生的散射角大的原理測量粉體樣品的粒度分布。采用激光作為光源，用基于米氏散射理論的數(shù)據(jù)處理軟件分析測試數(shù)據(jù)的顆粒測試儀

20、器。實驗項目 噪聲級的測量一、實驗?zāi)康恼莆章暭売嫷氖褂梅椒?、噪聲級的測量以及測定結(jié)果的修正與計算。二、聲級計的工作原理與校準(zhǔn)使用 測定噪聲級用普通聲級計即可。常用的便攜式聲級計有SJ1、SJ2及ND-10型等。1.工作原理 普通聲級計主要由電容傳聲器、阻抗變換器、衰減器、放大器 、計權(quán)網(wǎng)絡(luò)、檢波器、指示器及電源等組成。 被測聲由電容傳聲器接收，電容傳聲器將聲訊號變成電訊號，加到阻抗變換器，把電容傳聲器轉(zhuǎn)換的電訊號不損失的傳到放大器。當(dāng)輸入較大信號時，則需對信號加以衰減。衰減器和放大器分輸入和輸出兩組，它們是相間級置的，兩個衰減器由同一組旋鈕控制。ABC計權(quán)網(wǎng)絡(luò)是根據(jù)人耳對聲音的響應(yīng)特性而設(shè)計的

21、, 用來測定A聲級、B 聲級及 C聲級。通過檢波器得到一個與被測訊號有效值成正比的電流，最后由電表指示。2.聲級計的校正 包括聲學(xué)校正和電氣校正。 聲學(xué)校正：利用NXb型活塞發(fā)聲器或ND型聲級校準(zhǔn)器進(jìn)行校正。 電氣校正：利用內(nèi)部電氣校正信號校正放大器的靈敏度。操作方法如下： 檢查電池是否滿足要求：聲級計開關(guān)放置在“電池”檔、衰減器任意位置, 此時指針的指示應(yīng)在給定的電池范圍內(nèi) ,否則應(yīng)更換電池； 按規(guī)定的時間預(yù)熱； 校準(zhǔn)放大器的增益：聲級計開關(guān)放在 “C”位,衰減器放置在“校準(zhǔn)”，此時的指針應(yīng)指在紅線的位置 ,否則需調(diào)整“靈敏度電位器 ”。3.聲級計的使用方法 1）用三角架固定聲級計,測量人員的身體盡可能遠(yuǎn)離聲級計，以免影響測定結(jié)果的準(zhǔn)確性。 2）將 A B C計權(quán)旋鈕置于一定的位置 ,A聲級模擬人耳對噪聲的響應(yīng)，一般工業(yè)嗓聲測定用A聲級表示（計權(quán)旋鈕置于A檔），C聲級是總聲級，如果希望進(jìn)行粗略的分頻，則需分別測出A、B、C聲級。 3）電表阻尼開關(guān)（時間計權(quán)）有“快”、“慢”兩個位置, 測量車輛噪聲規(guī)定用“快”檔。測量旋轉(zhuǎn)電機(jī)操聲規(guī)定用“慢”檔；對于比較穩(wěn)定的噪聲,可用“快”檔, 如果噪聲不穩(wěn)定,就應(yīng)當(dāng)使用“慢”擋,讀出電表