第三章氣(第五節(jié))

1、第三章 大氣污染監(jiān)測(cè)提 綱 第一節(jié) 空氣污染基本知識(shí) 第二節(jié) 空氣污染監(jiān)測(cè)方案的制訂 第三節(jié) 空氣樣品的采集方法和采樣儀器 第四節(jié) 氣態(tài)和蒸汽態(tài)污染物質(zhì)的測(cè)定 第五節(jié) 顆粒物的測(cè)定 第六節(jié) 降水監(jiān)測(cè) 第七節(jié) 污染源監(jiān)測(cè) 第八節(jié) 標(biāo)準(zhǔn)氣的配制第五節(jié) 顆粒物的測(cè)定 降塵 TSP PM10 粒度分布 總懸浮顆粒物中污染組分的測(cè)定 空氣污染指數(shù) API一、降塵的測(cè)定 自然沉降量簡(jiǎn)稱降塵，系指在空氣環(huán)境條件下，單位時(shí)間靠重力自然降落在單位面積上的顆粒物質(zhì)量。自然降塵量主要取決于自身質(zhì)量和粒度大小，但風(fēng)力、降水、地形等自然因素也起著一定作用。故把自然降塵量和非自然降塵量分開(kāi)是很困難的。 降塵是大氣污染的參

2、考性指標(biāo)，通過(guò)其測(cè)定結(jié)果，可觀察大氣污染的范圍和污染程度。 測(cè)定大氣中降塵量最常用的方法是 重量法 。原理：空氣中可沉降的顆粒物，沉降在裝有乙二醇水溶液做收集液的集塵缸內(nèi)，經(jīng)蒸發(fā)、干燥、稱重后，計(jì)算降塵量。適用范圍：用于測(cè)定環(huán)境空氣中可沉降的顆粒物。方法的檢測(cè)限為0.2t/km230d重量法測(cè)定降塵的測(cè)定步驟： 準(zhǔn)備工作樣品收集蒸發(fā)水分干燥至恒重降塵的測(cè)定(重量法) GB/T 15265-94 采樣點(diǎn)的設(shè)置： 在采樣前，首先要選好采樣點(diǎn)。選擇采樣點(diǎn)時(shí)，應(yīng)先考慮集塵缸不易損壞的地方，還要考慮操作者易于更換集塵缸。普通的采樣點(diǎn)一般設(shè)在矮建筑物的屋頂屋頂，或根據(jù)需要也可設(shè)在電線桿上。 采樣點(diǎn)附近不應(yīng)

3、有高大建筑物，并避開(kāi)局部污染源采樣點(diǎn)附近不應(yīng)有高大建筑物，并避開(kāi)局部污染源。 集塵缸放置高度應(yīng)距離地面集塵缸放置高度應(yīng)距離地面5-12m5-12m。在某一地區(qū)，各采樣點(diǎn)集塵缸的放置高度盡力保持在大致相同的高度。如放置在屋頂平臺(tái)上，采樣口距平臺(tái)采樣口距平臺(tái)1-1.5m1-1.5m，以避免平臺(tái)揚(yáng)塵的影響。 集塵缸的支架應(yīng)穩(wěn)定并堅(jiān)固，防止被風(fēng)吹倒或搖擺。 在清潔區(qū)設(shè)置對(duì)照點(diǎn)。具體步驟內(nèi)徑150.5cm，高30cm的圓筒形玻璃缸,缸底平整加入乙二醇6080mL ,加水100300mL 樣品的收集： 放缸前的準(zhǔn)備放缸前的準(zhǔn)備：集塵缸在放到采樣點(diǎn)之前，加入乙二醇水溶液乙二醇水溶液，以占滿缸底為準(zhǔn)，加水量視

4、當(dāng)?shù)氐臍夂蚯闆r而定。 集塵缸：內(nèi)徑 15cm ，高 30cm 的缸，上用尼龍網(wǎng)罩防異物落入 加乙二醇水溶液作用：既可以防止冰凍，又可以保持缸底濕潤(rùn)，還能抑制微生物和藻類的生長(zhǎng)。 樣品的收集樣品的收集：按月月定期更新集塵缸一次（302d）。 在夏天多雨季節(jié)，應(yīng)注意缸內(nèi)積水情況，為防水滿溢出，及時(shí)更換新缸，采集的樣品合并后測(cè)定。實(shí)驗(yàn)室分析：瓷坩堝的準(zhǔn)備瓷坩堝的準(zhǔn)備：將100mL的瓷坩堝在1055烘箱內(nèi)烘3h，取出在干燥器內(nèi)冷卻50min，在分析天平上稱重，再烘50min，冷卻50min，再稱重，直至恒重（兩次重量之差小于0.4mg），此值為W W0 0。降塵總量的測(cè)定降塵總量的測(cè)定：測(cè)量集塵缸內(nèi)徑

5、內(nèi)徑。然后用鑷子取出缸內(nèi)的樹(shù)葉、昆蟲(chóng)等異物，并用水將附著在上面的細(xì)小塵粒沖下來(lái)后扔掉，擦凈缸內(nèi)壁，將缸內(nèi)溶液和塵粒全部轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)入500mL燒杯中，在電熱板上蒸發(fā)蒸發(fā)，使體積濃縮到10-20mL，冷卻后用水沖洗燒杯壁，將溶液和塵粒全部轉(zhuǎn)移到已恒已恒重的瓷坩堝重的瓷坩堝中，在電熱板上蒸發(fā)至干，然后在1055烘箱烘干烘干，按上述方法稱量至恒重，此值為W W1 1思考題： 采集降塵時(shí)為何加入乙醇或硫酸銅或乙二醇？加入量對(duì)測(cè)定結(jié)果有無(wú)影響？如有影響，如何去除？計(jì)算公式： 結(jié)果的表示：降塵量為單位面積上單位時(shí)間內(nèi)從大氣中沉降的顆粒物的質(zhì)量。注意事項(xiàng)1、大氣降塵系指可沉降的顆粒物，故應(yīng)除去樹(shù)葉、枯枝、鳥(niǎo)糞、昆

6、蟲(chóng)、花絮等干擾物；2、盡量選擇缸底比較平的集塵缸，以減少乙二醇的用量；3、每一個(gè)樣品所使用的燒杯、瓷坩堝等的編號(hào)必須一致，并與其相對(duì)應(yīng)的集塵缸的缸號(hào)一并及時(shí)填入記錄表中；4、存放在烘箱、馬福爐及干燥器中的瓷坩堝，應(yīng)分離放置，不可重疊；5、蒸發(fā)濃縮應(yīng)在通風(fēng)柜中進(jìn)行，在瓷坩堝中濃縮樣品時(shí)，不可用水洗滌坩堝，否則將在乙二醇與水的界面上發(fā)生劇烈沸騰而使溶液溢出。當(dāng)濃縮至20mL以內(nèi)時(shí)，應(yīng)降低溫度并不斷搖動(dòng)，使降塵粘附在瓷坩堝壁上，避免樣品濺出。測(cè)定原理測(cè)定原理：將上述已測(cè)降塵總量的瓷坩堝于600600的馬福爐內(nèi)灼燒的馬福爐內(nèi)灼燒至恒重，減去該質(zhì)量及等量乙二醇水溶液蒸干并經(jīng)600灼燒后的質(zhì)量，即為降塵中

7、可燃物燃燒后剩余殘?jiān)浚鶕?jù)它與降塵量之差和集塵缸口面積、采樣時(shí)間，便可計(jì)算出可燃物量。將上述已測(cè)降塵總量的瓷坩堝放入馬福爐中，在600灼燒3h，待爐內(nèi)溫度降至300以下時(shí)取出，放入干燥器中，冷卻50min，稱重。再在600灼燒1h，冷卻，稱重，直至恒重，此值為W2W2將與采樣操作等量的乙二醇水溶液，放入500mL燒杯中，在電熱板上蒸發(fā)濃縮至10-20mL，然后轉(zhuǎn)移至已恒重的瓷坩堝中，在電熱板上蒸發(fā)至干，于105烘箱烘干，稱量至恒重，減去瓷坩堝的重量W0，即為Wc。然后在馬福爐中600灼燒，稱量至恒重，減去W0,即為WdWd。降塵中可燃物的測(cè)定計(jì)算公式： 結(jié)果的表示：降塵量為單位面積上單位時(shí)間

8、內(nèi)從大氣中沉降的顆粒物的質(zhì)量。降塵中其它組分的測(cè)定降塵試樣降塵試樣過(guò)濾過(guò)濾取定量濾液取定量濾液殘留物殘留物濾液濾液取定量濾液取定量濾液水溶性物質(zhì)量水溶性物質(zhì)量測(cè)測(cè)pHpH值值105105烘干至恒重烘干至恒重非水溶性物質(zhì)量非水溶性物質(zhì)量苯萃取苯萃取萃取液萃取液殘留物殘留物苯溶性物質(zhì)量苯溶性物質(zhì)量非水溶性可非水溶性可燃物燃物質(zhì)量質(zhì)量非水溶性物非水溶性物質(zhì)灰分質(zhì)灰分量量金屬組分測(cè)定金屬組分測(cè)定600600灼燒至恒重灼燒至恒重蒸發(fā)除溶劑蒸發(fā)除溶劑600600 灼燒至恒重灼燒至恒重?fù)?jù)濾液量計(jì)算據(jù)濾液量計(jì)算水水溶性物質(zhì)灰分溶性物質(zhì)灰分量量據(jù)濾液量計(jì)算據(jù)濾液量計(jì)算水水溶性可燃物溶性可燃物質(zhì)量質(zhì)量硫酸鹽、氯化

9、硫酸鹽、氯化物等測(cè)定物等測(cè)定二、TSP的測(cè)定 總懸浮顆粒物TSP total suspended particular matter 能懸浮在空氣中，空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑100的顆粒物。它們主要來(lái)自燃煤排放的煙塵和地面揚(yáng)起的灰塵。測(cè)定方法：國(guó)內(nèi)外廣泛采用濾膜捕集-重量法 原理：用采用動(dòng)力以恒速抽取一定量體積的空氣，通過(guò)已恒重的濾膜，則空氣中的懸浮顆粒物被阻留在濾膜上。根據(jù)采樣前、后濾膜重量之差及采樣體積，計(jì)算TSP的質(zhì)量濃度。濾膜經(jīng)處理后，可進(jìn)行化學(xué)組分測(cè)定。 濾膜：超細(xì)玻璃纖維濾膜。重量法GB/T 15432 -1995 按其采氣流量大小分為：大流量（1.1-1.7m3/min）中流量（11.

10、315 m3/h）小流量（20-30L/min） GB/T 15432-1995適用范圍：適合于大流量或中流量總懸浮顆粒物采樣器進(jìn)行空氣中TSP的測(cè)定。方法的檢測(cè)限為0.001mg/m3。 不管用那種采樣方法，流量計(jì)要定時(shí)校準(zhǔn)?？倯腋☆w粒物采樣器P169 流量范圍為1.11.11.7m3 /min1.7m3 /min，濾料夾上可安裝200mm250mm的玻璃纖維濾膜，以電動(dòng)抽氣機(jī)為抽氣動(dòng)力。采集顆粒物的粒徑范圍為0. l100m；采樣時(shí)間可持續(xù)采樣時(shí)間可持續(xù)8 824h24h，利用壓力計(jì)或自動(dòng)電位差計(jì)連續(xù)記錄采樣流量，適用于大氣中總懸浮顆粒物的采集。 新購(gòu)置的采樣器和更換電機(jī)后的采樣器應(yīng)進(jìn)行流

11、量校準(zhǔn)，采樣器在使用期間，每月應(yīng)定期校準(zhǔn)流量。大流量采樣器中流量采樣器由空氣入口防護(hù)罩、采樣夾、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、吸塵器等組成。工作原理與大流量采樣器基本相同，但采氣流量和集塵有效過(guò)濾面積較大流量采樣器小，用80mm濾膜采樣時(shí)，流量7.29.6 m3/h；用100mm濾膜采樣時(shí)流量通常以11.315 m3/h.流量采集大氣中的總懸浮顆粒物。采樣濾料常用玻璃纖維濾紙或有機(jī)纖維濾膜，采樣時(shí)間為采樣時(shí)間為8 824h24h。使用前應(yīng)校準(zhǔn)其流量計(jì)在采樣前后的流量。中流量采樣器 濾膜準(zhǔn)備： 每張濾膜均需用X光看片機(jī)進(jìn)行檢查，不得有針孔或任何缺陷。 將選中的濾膜放在恒溫恒濕箱中平衡24h 在平衡條件下稱重濾膜，

12、大流量采樣器濾膜稱重精確到1mg，中流量采樣器濾膜稱重精確到0.1mg，記錄下濾膜重量W0W0（g)g) 安放濾膜及采樣 塵膜的平衡及稱重 塵膜在恒溫恒濕箱中，與干凈濾膜相同平衡條件下，平衡24h. 稱量濾膜。記錄濾膜重量W1W1（g)g)。濾膜增重，大流量濾膜不小于100mg，中流量濾膜不小于10mg，具體步驟按下式計(jì)算TSP濃度：計(jì)算公式：三、可吸入顆粒物PM10的測(cè)定 懸浮在空氣中，空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑10微米的顆粒物。 可被人吸入，對(duì)大氣能見(jiàn)度降低和參加大氣反應(yīng)有重要作用。 主要污染源是工業(yè)企業(yè)的煙塵和生產(chǎn)性粉塵。如火力發(fā)電廠、鋼鐵廠、化工廠、造紙廠、交通運(yùn)輸、民用炊煙等。 PM10對(duì)人

13、體健康影響大，是室內(nèi)外環(huán)境空氣質(zhì)量的重要監(jiān)測(cè)指標(biāo)。測(cè)定方法飄塵測(cè)定方法重量法中流量采樣法大流量采樣法透光率法光散射法 壓電晶體差頻法小流量采樣法重量法（HJ 618-2011） 測(cè)定原理：分別通過(guò)具有一定切割特性的采樣器，以恒速抽取定量體積空氣，使環(huán)境空氣中PM10被截留在已知質(zhì)量的濾膜上，根據(jù)采樣前后濾膜的重量差和采樣體積，計(jì)算出PM10濃度。 適用范圍：環(huán)境空氣中PM10的手工測(cè)定。檢出限為0.010mg/m3 濾膜：玻璃纖維濾膜、石英濾膜等無(wú)機(jī)濾膜或聚氯乙烯、聚丙烯、混合纖維素等有機(jī)濾膜。 采樣點(diǎn)應(yīng)避開(kāi)污染源及障礙物。如果測(cè)定交通樞紐處飄塵，采樣點(diǎn)應(yīng)布置在距人行道邊緣1m處。 采樣時(shí)，采

14、樣器入口距地面高度不得低于1.5m； 采樣不能在雨、雪和風(fēng)速大于8m/s等天氣條件下進(jìn)行。 采用合格的超細(xì)玻璃纖維過(guò)濾膜。采樣前在干燥器內(nèi)放置24h，用感量?jī)?yōu)于0.1mg的分析天平稱重，放回干燥器1h后再稱重，兩次質(zhì)量之差不大于0.4mg，即為恒重恒重。測(cè)定過(guò)程 將已恒重好的濾膜用鑷子放人潔凈采樣夾內(nèi)的濾網(wǎng)上，牢固壓緊至不漏氣。 如果測(cè)定任何一次濃度，每次需更換濾膜，采樣時(shí)間不得少于1h；如測(cè)日平均濃度間斷采樣時(shí)不得少于四次，樣品采集在同一張濾膜上。采樣結(jié)束后，用鑷子取出。將有塵面兩次對(duì)折，放入紙袋，并做好采樣記錄。 采樣后濾膜處理也按第步進(jìn)行恒重按下式計(jì)算PM10濃度：可吸入顆粒物采樣器大流

15、量采樣重量法：使用安裝有大粒子（10m以上）切割器(慣性切割器、重力切割器)的大流量采樣器采樣。原理：使一定體積的大氣通過(guò)采樣器，先將粒徑大于10m的顆粒物分離出去，小于10m的顆粒物被收集在預(yù)先恒重的濾膜上，根據(jù)采樣前后濾膜重量之差及采樣體積，即可計(jì)算出飄塵的濃度。中流量采樣重量法：使用安裝有大粒子切割器的中流量采樣器采樣，測(cè)定方法同大流量采樣-重量法；小流量采樣重量法 小流量采樣器的結(jié)構(gòu)與中流量采樣器相似。采樣夾可裝直徑40mm的濾紙或?yàn)V膜，采氣流量2030L/min。由于采氣量少，需要較長(zhǎng)時(shí)間的采樣才能獲得足夠量的樣品，通常只適宜做單項(xiàng)組分的測(cè)定。 可吸入顆粒物采樣器或PM1O采樣器，采

16、氣流量為采氣流量為13L/min13L/min，采樣器流量計(jì)一般用皂膜流量計(jì)校準(zhǔn)，其它同大流量法 廣泛使用大流量采樣器采集可吸入顆粒物。在連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器中，可采用靜電捕集法、射線法或光散射法直接測(cè)定可吸入顆粒物濃度。但不論哪種采樣器，都裝有分離粒徑大于10m顆粒物的裝置，稱為分塵器或切割器多層薄板分離器只能用于去除某種粒徑以上的粉塵分塵器分塵器或切割器P169 分塵器有旋風(fēng)式、向心式、撞擊式等 又分二級(jí)式和多級(jí)式，二級(jí)式用于采集粒徑10微米以下的顆粒物，多級(jí)式可分級(jí)采集不同粒徑的顆粒物。 二級(jí)旋風(fēng)式分塵器壓電晶體差頻法（自學(xué)）方法原理：塵粒帶負(fù)電帶正電的石英晶體表面放電沉積使振蕩器1重量增加

17、振蕩器1的f降低高壓電作用光散射法（自學(xué)）原理： 懸浮顆粒物對(duì)光的散射作用，其散射光強(qiáng)度與顆粒物濃度成正比。射線吸收法（自學(xué)）原理： 物質(zhì)對(duì)射線的吸收作用。當(dāng)射線通過(guò)被測(cè)物質(zhì)后，射線強(qiáng)度衰減程度與所透過(guò)的物質(zhì)的質(zhì)量有關(guān)，而與物質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)無(wú)關(guān)。四、粒度分布的測(cè)定顆粒物的粒度不同，對(duì)于人的影響及其塵的物理化學(xué)性質(zhì)有很大區(qū)別，因此有必要研究顆粒物的粒度分布。常用的采樣器多級(jí)式分塵器安德森采樣器篩分法顯微鏡法 多級(jí)式分塵器五、總懸浮顆粒物中污染組分的測(cè)定 顆粒物中化學(xué)成分復(fù)雜，含量低，所以要求測(cè)定方法靈敏度高。 一般采用化學(xué)、物理化學(xué)方法測(cè)定，主要是預(yù)處理不同。 主要測(cè)定項(xiàng)目：重金屬、砷、硫酸鹽

18、、硝酸鹽、苯并芘等。 問(wèn)：降塵和TSP中化學(xué)成分一樣嗎？金屬元素的測(cè)定 項(xiàng)目: Cu、Zn、Pb、Fe、Co、Ni、Cr 方法：原子吸收法AAS(含量少，靈敏) 預(yù)處理： 干式灰化法(破壞有機(jī)物) 坩鍋500900 高溫灰化法： 玻璃纖維濾紙500 低溫灰化法：高頻電場(chǎng)通氧氣，在1502030min 濕式分解法：酸溶解并破壞有機(jī)物有機(jī)化合物的測(cè)定 項(xiàng)目: 組分種類多，有毒性，如有機(jī)氯農(nóng)藥、有機(jī)磷農(nóng)藥、多環(huán)芳烴和酯類化合物等 步驟：采樣、提取、分離、測(cè)定四步 提取 索氏提取法（見(jiàn)第六章）：笨、環(huán)己烷、氯仿、丙酮等 真空充氮升華法 分離 紙層析法 薄層層析法 紙層析法 原理 濾紙條有吸附作用、毛細(xì)

19、作用 乙酰化溶液固定相（苯乙酸酐濃硫酸） 展開(kāi)劑（甲醇乙醇蒸餾水）流動(dòng)相 過(guò)程 試液點(diǎn)在濾紙條下端3cm處，風(fēng)吹干 懸于層析缸中 沿缸口壁加入展開(kāi)劑，至濾紙下端浸入1cm 蓋上缸蓋，置于暗室，進(jìn)行層析 斑點(diǎn)剪下，用溶劑溶解，得到測(cè)定用的試液 薄層層析法吸附劑均勻地涂在玻璃板上（固定相）用注射器將提取地樣液點(diǎn)在層析板一端的一定距離處將層析板以1020度的傾斜角放入層析缸中，浸入展開(kāi)劑（樣點(diǎn)不能浸入）刮下斑點(diǎn)，處理，測(cè)定 對(duì)斑點(diǎn)辨別： 憑顏色，或特定光線下帶色 標(biāo)液與試液同時(shí)點(diǎn)樣TSPTSP中某些金屬和非金屬的測(cè)定中某些金屬和非金屬的測(cè)定元素元素采樣方法采樣方法預(yù)處理方法預(yù)處理方法監(jiān)測(cè)方法監(jiān)測(cè)方法Be過(guò)氯乙烯濾膜采樣過(guò)氯乙烯濾膜采樣HNO3HClO4消解消解原子吸收法，桑色素?zé)晒夥治龇ㄔ游辗?，桑色素?zé)晒夥治龇?30nmCr6+玻璃纖維濾膜玻璃纖維濾膜熱水浸取熱水浸取二苯碳酰二肼光度法二苯碳酰二肼光度法Fe過(guò)氯乙烯濾膜過(guò)氯乙烯濾膜HNO3H2SO4消解消解Fe3+Fe2+試亞鐵靈分光試亞鐵靈分光（535nm）原子吸收原子吸收Se纖維素濾膜采樣纖維素濾膜采樣HNO3HClO4酸消解酸消解2 . 3 二 氨 基 （ 萘 熒 光 光 度 法二 氨 基 （ 萘 熒 光 光 度 法（520nm） 紫 外 分 光 光 度 法紫 外 分 光 光 度 法（378nm）Pb過(guò)氯乙烯濾膜采樣過(guò)氯