環(huán)境監(jiān)測-第三章-空氣和廢氣監(jiān)測課件

1、 第三章 空氣和廢氣監(jiān)測3.1.1 大氣的成分(見圖3.1-2大氣組成比例圖) 氮：78.06% 氧：20.95% 氬：0.93% 其它氣體(0.06%)3.1.2、大氣污染1、大氣污染的定義 大氣中污染物或由它們轉(zhuǎn)化成的二次污染物的濃度達(dá)到了有害程度的現(xiàn)象。2、大氣污染源（見圖3.1-3 大氣污染源的組成）（1）、工業(yè)企業(yè)排放的廢氣（見表3-1） 工業(yè)企業(yè)排放量最大的是以煤和石油為燃料，在燃燒過程中排放的粉塵、SO2、NOX、CO、CO2等，其次是生產(chǎn)過程中排放的多種有機物和無機污染物質(zhì)。（2）、家庭爐灶與取暖設(shè)備排放的廢氣 這類污染源數(shù)量大、分布廣、排放高度低，排放的氣體不易擴散，在氣象條

2、件不利的時候會造成嚴(yán)重的大氣污染，是低空大氣污染不可忽視的污染源，排放的主要污染物是煙塵、SO2、CO、CO2等。 （3）、汽車排放的廢氣（見表3-2） 汽車數(shù)量大，排放的污染多，集中在大城市。 美國大氣污染80%來自汽車的尾氣。造成光化學(xué)煙霧污染等。 3、大氣污染物的種類 已發(fā)現(xiàn)有危害而被人注意的就有一百多種，其中大部分是有機物，環(huán)境科學(xué)中用下列兩種方法進行分類（見圖3.1-4）（1）、一次污染物 直接從各種污染源排放到大氣中的有害物質(zhì)，常見的有：SO2 , CO, NOX (NO, NO2)顆粒物，其中包括毒重金屬，3,4-苯并芘(BaP) （2）、二次污染物（見圖3.1-5）一次污染物之

3、間以及它們與大氣正常組分之間的反應(yīng)產(chǎn)生的新的污染物。臭氧，醛類，過氧乙酰硝酸酯，(光化學(xué)氧化劑)，硫酸霧，硝酸霧等。(擴展學(xué)習(xí)內(nèi)容：美國洛杉基的光化學(xué)煙霧事件) （3）、分子狀污染物 沸點低，氣體分子形式存在，并以分子狀態(tài)進入大氣，或者常溫下液體，但揮發(fā)性強，受熱時易以蒸汽進入大氣中。如：SO2,CO,NO2,HCN,苯,汞,NH3,H2S,Pb,Cd,氟化物等。 根據(jù)化學(xué)形態(tài)，可將其分為五類：a.含硫化合物：SO2、H2S； SO3、硫酸、硫酸鹽； b.含氮化合物：NO、NO2、NH3；硝酸、硝酸鹽； c.碳?xì)浠衔铮篊1-C5化合物；醛、酮、PAN； d.碳氧化合物：CO、CO2； e.鹵

4、素化合物：HF、HCl。（4）、粒子狀污染物 是分散在大氣中的液體和固體顆粒。粒徑大小0.01-100um之間，復(fù)雜的非均勻體系。 降塵：直徑10um, 如水泥粉塵、金屬粉塵、飛塵等一般顆粒大，比重也大，在重力作用下，易沉降，危害范圍較小。 飄塵：直徑30g/ml不穩(wěn)定 重現(xiàn)性不好，操作要求嚴(yán)格 反應(yīng)方程式三、有機成分的測定1、多環(huán)芳烴：蒽、菲、芘等2、來源：煤和石油的燃燒 3、危害：致癌 4、步驟：采樣、提取、分離、測定四步a.提?。?）索氏提取法：苯、環(huán)己烷、氯仿、丙酮等（2）真空充氮升華法 動畫：圖3-53 真空升華法提取裝置 就是利用溶劑回流及虹吸原理，使固體物質(zhì)連續(xù)不斷地被純?nèi)軇┹腿?/p>

5、，既節(jié)約溶利萃取效率又高。萃取前先將固體物質(zhì)研碎，以增加固液接觸的面積。然后將固體物質(zhì)放在濾紙?zhí)?內(nèi)，置于提取器2中，提取器的下端勺盛有溶劑的圓底燒瓶相連，上面接回流冷凝管。加熱園底燒瓶，使溶劑沸騰，蒸氣通過提取器的支管3上升，被冷凝后滴入提取器中，溶劑和固體接觸進行萃取，當(dāng)溶劑面超過虹吸管4的最高處時，含有萃取物的溶劑虹吸回?zé)?，因而萃取出一部分物質(zhì)，如此重復(fù)，使固體物質(zhì)不斷為純的溶劑所蘋取、將萃取出的物質(zhì)富集在燒瓶中。 分離（1）紙層析法原理： 動畫：圖354 紙層析法示意圖(CH3CO)2O 濾紙條有吸附作用、毛細(xì)作用 乙酰化溶液固定相（苯乙酸酐濃硫酸） 展開劑（甲醇乙醇蒸餾水）流動相

6、試液點在濾紙條下端3cm處，風(fēng)吹干； 懸于層析缸中； 沿缸口壁加入展開劑，至濾紙下端浸入1cm； 蓋上缸蓋，置于暗室，進行層析； 斑點剪下，用溶劑溶解，得到測定用的試液；(2)薄層層析法 吸附劑均勻地涂在玻璃板上（固定相） 用注射器將提取的樣液點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，浸入展開劑（樣點不能浸入） 刮下斑點，處理，測定 對斑點辨別：憑顏色，或特定光線下帶色標(biāo)液與試液同時點樣c.多環(huán)芳烴的測定3.5.1 CO的測定一、CO的來源1.來源：（1）自然源火山爆發(fā)，森林火災(zāi)， 礦坑爆炸，地震（2）人為源汽車廢氣，吸煙，采暖等2.毒性：與人體血液中的血紅蛋白結(jié)合

7、，形成碳氧血紅蛋白，降低血液送氧的能力，造成缺氧癥二、測定CO方法1. 間接冷原子吸收法(汞置換法) 動畫：圖3-43 汞置換法CO測定儀工作原理（1）儀器 “CO-1型測定儀”CO-1/T40一氧化碳分析儀（2）方法原理冷原子吸收法是測汞的特效方法。此法也可以用于氣樣中一氧化碳的測定，但是不能直接將氣樣通入測汞儀中進行測定，而是使氣樣先通過選擇性過濾器，除去水分、SO2、H2S、NH3、甲醛、乙烯、乙炔、丙酮及CH4 以外的碳?xì)浠衔?，讓剩下的CO、 CH4 及H2 進入裝有固體HgO的裝置反應(yīng)器中在80。C的溫度下，CO與HgO反應(yīng)，釋放出Hg蒸氣.CO + HgO Hg (g) + CO

8、2利用汞蒸氣對253.7nm紫外線的吸收作用，將上述反應(yīng)后的氣體導(dǎo)入冷原子測汞儀中，測定其吸光度。（3）汞置換法CO測定儀流程圖分析（圖3.5-2）a氣路系統(tǒng)（圖3.5-3汞置換法CO測定儀氣路系統(tǒng)流程圖）b光路系統(tǒng)（圖3.5-4汞置換法CO測定儀光路系統(tǒng)流程圖） c. 置換爐的作用和構(gòu)造:CO、CH4及H2進入裝有固體HgO的置換爐中，CO + HgO Hg (g) + CO2d. 干擾： CH4與HgO反應(yīng)很慢，不影響CO測定； H2小于5ppm時，不影響CO測定；若濃度高，則影響測定，可在儀器調(diào)零時消除。校正零點時，將霍加特氧化管串入氣路（三通閥的作用），將CO氧化為CO2后作為零氣。（

9、4）測定方法a.測定時，先將適宜濃度(cs)的CO標(biāo)準(zhǔn)氣由定量管進樣，測量吸收峰高(hs)或吸光度(As)，b.再用定量管進入氣樣，測其峰高(hx)或吸光度(Ax)，c.按下式計算氣樣中CO的濃度 (cx):2.氣相色譜法 （測定原理） 又稱層析分析法，是一種分離測定多組分混合物的極其有效的分析方法。（1）原理：由于不同物質(zhì)在相對運動的兩相中具有不同的分配系數(shù)，當(dāng)這些物質(zhì)隨流動相移動時，就在兩相之間進行反復(fù)多次分配，使原來分配系數(shù)只有微小差異的各組分得到很好的分離，再依次送入檢測器，將濃度或質(zhì)量信號轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)阻抗轉(zhuǎn)化和放大，送入記錄儀記錄色譜峰，如果分離完全，則每個色譜峰代表一種組分。我

10、們可以根據(jù)色譜峰出峰時間進行定性分析，也可根據(jù)色譜峰峰高或峰面積進行定量分析。（氣相色譜法一氧化碳的測定原理） 1、分離原理：TDX-01碳分子篩柱，分離大氣中的CO、CO2和甲烷。其出峰順序為：CO、CH4、CO2。 2、檢測原理：FID檢測器，柱后衍生：于氫氣流中在鎳催化劑（36010）作用下，CO、CO2皆能轉(zhuǎn)化為CH4，然后用FID檢測器分別測定上述三種物質(zhì)，測定流程見圖327。 3、定量方法：外標(biāo)法。測定時，先在預(yù)定實驗條件下用定量管加入各組分的標(biāo)準(zhǔn)氣樣，測其峰高，按下式定量校正值： 式中：K定量校正值，表示每mm峰高代表的CO（或CH4、CO2）濃度（mg/m3）； cs標(biāo)準(zhǔn)氣樣中

11、CO（或CH4、CO2）濃度（mg/m3）； hs標(biāo)準(zhǔn)氣樣中CO（或CH4、CO2）峰高（mm）。 在與測定標(biāo)準(zhǔn)氣同樣條件下測定氣樣，測量各組分的峰高（hx），按下式計算CO（或CH4、CO2）的濃度（cx） cxhxK 4、注意問題：為保證催化劑的活性，在測定之前，轉(zhuǎn)化爐應(yīng)在360下通氣8h；氫氣和氮氣的純度應(yīng)高于99.9。 5、當(dāng)進樣量為2ml時，對CO的檢測限為0.2mg/m3。 動畫：圖342 GC法監(jiān)測CO 3.非分散紅外吸收法 （1）特點：測定簡便、快速，不破壞被測物質(zhì)，能連續(xù)自動監(jiān)測。 （2）原理：當(dāng)CO、CO2等氣態(tài)分子受到紅外輻射（1-25m）照射時，將吸收各自特征波長的紅外

12、光，引起分子振動能級和轉(zhuǎn)動能級的躍遷，產(chǎn)生振動-轉(zhuǎn)動吸收光譜，在一定濃度范圍內(nèi)，吸收光譜的峰值（吸光度）與氣態(tài)物質(zhì)濃度的關(guān)系符合比爾定律（A = KCb），因此，測其吸光度即可確定CO氣態(tài)物質(zhì)的濃度。 連續(xù)測定時，不用色散型紅外單色光，而是用較寬的非色散紅外光源，與濾光池及具有選擇性的檢測器組合，制成分析儀器。 紅外氣體分析儀 非分散紅外吸收法CO監(jiān)測儀原理 1、從紅外光源發(fā)射出能量相等的兩束平行光，一束稱為參比光束，通過濾波室（內(nèi)充CO2和水蒸氣）、參比室（內(nèi)充不吸收紅外光的氣體）射入檢測室，其CO特征吸收波長光強度不變。另一束光稱為測量光束，通過濾波室、測量室射入檢測室。氣樣通過測量室，則

13、氣樣中的CO吸收了部分特征波長的紅外光，使射入檢測室的光束強度減弱；且CO含量越高，光強減弱越多。 2、檢測器電容檢測器或薄膜微音器。用一金屬薄膜（厚510m）分隔為上、下兩室，均充等濃度CO氣體，在金屬薄膜一側(cè)還固定一圓形金屬片，距薄膜0.050.08mm，二者組成一個電容器。 3、由于射入檢測室的參比光束強度大于測量光束強度，使兩室中氣體的溫度產(chǎn)生差異，導(dǎo)致下室中的氣體膨脹壓力大于上室，使金屬薄膜偏向固定金屬片一方，從而改變了電容器兩極間的距離，也就改變了電容量，由其變化值即可得出氣樣中CO的濃度值。 4、采用電子技術(shù)將電容量變化轉(zhuǎn)變成電流變化，經(jīng)放大及信號處理后，由指示表和記錄儀顯示和記

14、錄測量結(jié)果。測量時，先通入純氮氣進行零點校正，再用標(biāo)準(zhǔn)CO氣體校正，最后通入氣樣，便可直接顯示、記錄氣樣中CO濃度（c），以ppm計。 5、最大吸收波長：CO4.5m , CO24.3m ，H2O（g）3m和6m 。 （3）注意事項： a.注意消除CO2和水蒸氣的干擾； b.測量時，先通入純氮氣進行零點校正，再用標(biāo)準(zhǔn)CO氣體校正，最后通入氣樣，便可直接顯示、記錄氣樣中CO濃度（C），以ppm計，然后換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的質(zhì)量濃度（mg/m3）： CO(mg/m3) = 1.25 C 動畫：圖336非分散紅外吸收法監(jiān)測CO 3.5.2 SO2的測定一、 來源1、 天然源：火山爆發(fā)，海水的浪花2、人工

15、源：含S燃料的燃燒，礦石冶煉，化工廠生產(chǎn)過程的產(chǎn)物, 全世界人為排放的SO2為1.5億噸/年二、 性質(zhì)及毒性1、無色，易溶于水，有刺激性氣味的氣體。2、會引起呼吸系統(tǒng)疾病3、附著于顆粒物上，危害更大三、 測定方法（表3-13、3-14） 1. 紫外熒光法（1） 方法原理空氣中的SO2 被吸入儀器反應(yīng)室后，吸收紫外光生成激發(fā)態(tài)SO2，當(dāng)它回到基態(tài)時，發(fā)射出熒光紫外線，其發(fā)射熒光強度與SO2 濃度成正比。用光電倍增管及電子測量系統(tǒng)測量熒光強度，即可測定SO2 的濃度。用紫外熒光法測定大氣中的SO2 ，選擇性好，不消耗化學(xué)試劑，適于連續(xù)自動監(jiān)測，已被世界衛(wèi)生組織用于全球監(jiān)測系統(tǒng)。（2）儀器原理流程演

16、示動畫：圖3-29 紫外熒光SO2監(jiān)測儀氣路系統(tǒng) 動畫：圖3-30 SO2監(jiān)測儀熒光計工作原理 2. 溶液電導(dǎo)法（1）原理：用酸性過氧化氫溶液吸收氣樣中的二氧化硫所生成的硫酸使溶液電導(dǎo)率增加，氣樣中二氧化硫的含量越高，其增加值越大，所以通過測量吸收液前后的電導(dǎo)率變化就可得知氣樣中二氧化硫的濃度。SO2+H2O2H2SO4H+SO42（2）儀器原理圖 動畫：圖3-32電導(dǎo)式SO2自動監(jiān)測儀工作原理3. 恒電流庫侖滴定法（1）原理： 控制恒定電流進行電解產(chǎn)生滴定劑與被測組分反應(yīng)（2）應(yīng)用：連續(xù)自動監(jiān)測大氣中的SO2，低濃度SO2（3）反應(yīng)式 （4）儀器原理流程演示 動畫：庫侖滴定SO2 4. 四氯

17、汞鉀吸收-鹽酸副玫瑰苯胺光度法（分光光度法之一）評價：較經(jīng)典的方法（GB），靈敏、可靠（1）方法原理和測定條件 溶液吸收法的吸收液：四氯汞鉀 光度法的顯色劑：對品紅+甲醛 H3PO4少，pH1.60.1，max548nm H3PO4多，pH1.20.1，max575nm反應(yīng)式：（2）計算方法Bs-按工作曲線計算單位吸光度相應(yīng)的SO2量（3）注意事項：a.溫度，酸度，顯色時間等因素影響顯色反應(yīng)；標(biāo)準(zhǔn)溶液和試樣溶液操作條件應(yīng)保持一致b.氮氧化物，臭氧及錳，鐵，鉻等離子對測定有干擾。采集后放置片刻，臭氧可自行分解；加入磷酸和EDTA可消除或減少某些金屬離子的干擾。3.5.3 NOX的監(jiān)測一、 來源、

18、存在狀態(tài)及毒性1、來源天然源：閃電，豆類植物的根瘤菌有固氮作用，森林火災(zāi)，火山爆發(fā)人工源：燃料燃燒，汽車尾氣2、存在狀態(tài)NOX: N2O， NO，N2O3，NO2，N2O4，N2O5， NO33、毒性（1）呼吸器官：在肺泡表面的水份中成HNO3，HNO2（2）對肺組織強烈刺激和腐蝕：肺水腫（3）NO，NO2-進入血液中，與血紅蛋白結(jié)合成高鐵血紅蛋白，引起組織缺氧（4）對中樞神經(jīng)系統(tǒng)損壞，心、腎、肝，造血組織的損壞（5）二次污染物的生成：光化學(xué)煙霧（6）其他：氮氧化物在環(huán)境中被氧化成硝酸，與硫酸一起造成酸雨危害；還是溫室氣體。二、NOX測定方法1.鹽酸萘乙二胺分光光度法用冰醋酸、對氨基苯磺酸和鹽

19、酸萘乙二胺配制成吸收-顯色液，吸收氮氧化物，在三氧化鉻作用下，一氧化氮被氧化成二氧化氮，二氧化氮與吸收液作用生成亞硝酸，在冰醋酸存在下，亞硝酸與對氨基苯磺酸重氮化后再與鹽酸萘乙二胺偶合，顯玫瑰紅色，于波長540nm處，測定吸光度，同時以試劑空白作參比。本法可測5500g/m的氮氧化物2.化學(xué)發(fā)光法（1）原理生成激發(fā)態(tài)化合物，回到基態(tài)時發(fā)光的現(xiàn)象稱為化學(xué)發(fā)光。 NO+O3NO2*+O2 NO2*NO2+h NO2NO化學(xué)反應(yīng)發(fā)光強度與氣樣中NO的濃度成正比，可通過發(fā)光強度的測定確定NO的含量。氣樣中的NO2可先在炭鉬催化劑的作用下分解為NO，再用發(fā)光法測定氣樣中氮氧化物總量。（2）儀器原理流程圖

20、（有包括原理、結(jié)構(gòu)、動畫演示的FLASH）（3）評價 靈敏度高，選擇性強，響應(yīng)快，用于連續(xù)自動監(jiān)測，可測瞬時值。3.恒電流庫侖滴定法（1）原理庫侖滴定法測定氮氧化物的原理與測定SO2相似，區(qū)別是此法不施加直流電壓。氣樣中的NO2與電解液中的I反應(yīng)，將其氧化成I2 ，生成的I2 又立即在鉑網(wǎng)陰極上還原為I，產(chǎn)生微電流。在一定條件下，微電流大小與氣樣中的NO2濃度成正比。將氣樣通過三氧化鉻氧化管，可將NO氧化成NO2，即可測定總氮氧化物。圖6-9恒電流庫侖滴定法氮氧化物自動監(jiān)測儀的氣路系統(tǒng)。（2）儀器原理流程演示 動畫：圖3-34 原電池庫侖滴定法測定NOX原理 4.酸堿滴定法（高濃度氮氧化物）5

21、. 釷試劑法（分光光度法之二）6. 碘量法3.5.4 總氧化劑（O3）的測定一、定義總氧化劑是指大氣中能氧化碘化鉀析出碘的物質(zhì)，主要包括臭氧、過氧乙酰硝酸酯和氮氧化物等。 光化學(xué)氧化劑是指除去NOx以外的能氧化碘化鉀的氧化劑，二者的關(guān)系為： 光化學(xué)氧化劑 = 總氧化劑 - 0.269氮氧化物臭氧是最強的氧化劑之一，它是大氣中的氧在太陽紫外線的照射下或受雷擊形成的。高空的臭氧層直接照射地球表面。目前由于碳?xì)浠衔镂廴敬髿馄茐牧顺粞鯇?，紫外線直接照射地球表面增大，皮膚病人增多。臭氧與紫外線混合，與烴類和氮氧化物發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)形成光化學(xué)煙霧，臭氧有強烈的氧化作用，可以起消毒作用。但量大時又會刺激黏膜

22、和損害中樞神經(jīng)系統(tǒng)，引起支氣管炎和頭痛等癥狀。二、臭氧的測定臭氧的測定的方法有吸光光度法、化學(xué)發(fā)光法（見臭氧flash）、紫外線吸收法等。國家標(biāo)準(zhǔn)中測定臭氧含量有兩個標(biāo)準(zhǔn)：一是GB/T 15437的靛藍(lán)二磺酸鈉分光光度法，另一是GB/T15438-2019的紫外光度法。 動畫：圖3-44 臭氧1、硼酸碘化鉀分光光度法：用含有硫代硫酸鈉的硼酸碘化鉀溶液作吸收液采樣，大氣中的O3等氧化劑氧化碘離子為碘分子，而碘分子又立即被硫代硫酸鈉還原，剩余硫代硫酸鈉加入過量碘標(biāo)準(zhǔn)溶液氧化，剩余碘于325nm處以水為參比測定吸光度。同時采集零氣（除去O3的空氣），并準(zhǔn)確加入與采集大氣樣品相同量的碘標(biāo)準(zhǔn)溶液，氧化剩

23、余的硫代硫酸鈉，于325nm處測定剩余碘的吸光度，則氣樣中剩余碘的吸光度減去零氣樣剩余碘的吸光度即為氣樣中O3氧化碘化鉀生成的吸光度。2、注意事項：SO2、H2S等還原性氣體干擾測定，采樣時應(yīng)串接三氧化鉻管消除；采樣效率受溫度影響，25時可達(dá)100%，30時達(dá)96.8%；樣品吸收液和試劑溶液均應(yīng)放在暗處保存。3.5.5 總烴及非甲烷烴的測定一、定義總碳?xì)浠衔锍Ｒ詢煞N方法表示，一種是包括甲烷在內(nèi)的碳?xì)浠衔?，稱為總烴（THC），另一種是除甲烷以外的碳?xì)浠衔铮Q為非甲烷烴（NMHC）。大氣中的碳?xì)浠衔镏饕羌淄?，其濃度范圍?-8ppm。但當(dāng)大氣嚴(yán)重污染時，會大量增加甲烷以外的碳?xì)浠衔?，?/p>

24、烷不參予光化學(xué)反應(yīng)。所以，測定不包括甲烷的碳?xì)浠衔飳ε袛嗪驮u價大氣污染具有實際意義。 二、方法測定總烴和非甲烷烴的主要方法有：氣相色譜法、光電離檢測法等。光電離檢測法原理：有機化合物分子在紫外光照射下可產(chǎn)生光電離現(xiàn)象，用PID離子檢測器收集產(chǎn)生的離子流，其大小與進入電離室的有機化合物的質(zhì)量成正比。凡是電離能小于PID紫外輻射能（多用10.2ev ）的物質(zhì)（至少低0.3ev）均可被電離測定。 特點：方法簡單，可進行連續(xù)監(jiān)測，所檢測的非甲烷烴是指四碳以上的烴。 動畫：圖3.44.1總烴及非甲烷烴的測定3.5.6其他氣態(tài)污染物 表318為部分其他氣態(tài)污染物質(zhì)監(jiān)測方法3.6 大氣降水監(jiān)測 大氣降水監(jiān)

25、測的目的:了解在降雨過程中從大氣中沉降到地球表面的沉降物的主要組成、性質(zhì)及組分的含量，為分析大氣污染狀況和提出控制污染途徑、方法提供基礎(chǔ)資料和依據(jù)。一、布設(shè)采樣點的原則（一）采樣點數(shù)目 降水采樣點的設(shè)置數(shù)目應(yīng)視區(qū)域具體情況確定。我國環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范中規(guī)定,人口 50萬以上的城市布三個采樣點,50萬以下的城市布兩個點。采樣點位置要兼顧城市，農(nóng)村或清潔對照區(qū)。（二） 采樣地點的選擇 采樣點設(shè)置位置應(yīng)考慮區(qū)域的環(huán)境特點、地形、氣象、工農(nóng)業(yè)分布等，采樣點應(yīng)盡可能避開排放酸、堿物質(zhì)和粉塵的局地污染源，主要街道交通污染源的影響，四周應(yīng)無遮擋雨、雪的高大樹木或建筑物。二、樣品的采集 采樣器 雨水自動采集器-

26、圖示（1）采集雨水使用聚乙烯塑料桶或玻璃缸，其上口直徑為20cm,高為20cm，也可采用自動采樣器。 （2） 采集雪水用上口徑為40cm 以上的聚乙烯塑料桶。（二）采樣方法 （1）每次降雨（雪）開始，立即將清潔的采樣器放置在預(yù)定的采樣點支架上，采集全過程雨(雪)樣。 （2）采樣器應(yīng)高于基礎(chǔ)面1.2m以上。 （3）樣品采集好后，應(yīng)貼上標(biāo)簽，編好號，記錄采樣地點、日期、采樣起止時間、雨量等。 （(三)水樣的保存 降水中的化學(xué)組分含量一般都很低，易發(fā)生物理變化、化學(xué)變化和生物作用，故采樣后應(yīng)盡快測定，如需要保存，一般不主張?zhí)砑颖４鎰?，而是密封后放于冰箱中。三、降水中的組分的測定 （一）測定項目 監(jiān)測

27、項目一般根據(jù)監(jiān)測目的確定。我國環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范中對大氣降水例行監(jiān)測要求測定項目如下： I 級測點為：PH值、電導(dǎo)率、硫酸根、硝酸根、氯離子、銨離子、鉀離子、鈉離子、鈣離子、鎂離子。 每月測定不少于一次，每月選一個或幾個隨機降水樣品分析上述十個項目。省、市監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)中的、級測點視實際需要和可能決定測定項目。(二）測定方法 十個項目的測定方法與“水和廢水監(jiān)測”中這些項目的測定方法相同。 1.PH值的測定：這是酸雨調(diào)查最重要的項目，常用pH玻璃電極法測定。 2.電導(dǎo)率的測定：用電導(dǎo)率儀或電導(dǎo)儀測定。通過電導(dǎo)率的測定，能快速推測雨水中溶解物質(zhì)總量。（成正比） 3.硫酸根的測定：可用鉻酸鋇-二苯碳酰二肼分

28、光光度法、硫酸鋇比濁法、離子色譜法等。 4.硝酸根的測定：可反映大氣被NOx污染狀況，也是導(dǎo)致降水pH值降低的因素之一。測定方法有：鎘柱還原-偶氯染料分光光度法、紫外分光光度法及離子色譜法等。 5.氯離子的測定：氯離子是衡量大氣中氯化氫（HCl）導(dǎo)致降水pH值降低的標(biāo)志，也是判斷海鹽粒子影響的標(biāo)志?？捎昧蚯杷峁?高鐵分光光度法、離子色譜法等測定。 6.銨離子的測定：銨離子的存在，可抑制酸雨，但可能會導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化?？捎免c氏試劑分光光度法或次氯酸鈉-水楊酸分光光度法測定。 7.鉀、鈉、鈣、鎂等離子的測定：降水中K+、Na+濃度多在幾mg/L以下，常用空氣-乙炔（貧焰）原子吸收分光光度法測定。C

29、a2+是降水中主要的陽離子之一，其濃度多在幾至數(shù)十mg/L，可用原子吸收分光光度法、絡(luò)合滴定法、偶氮氯膦分光光度法等測定。3.7 污染源監(jiān)測 污染源包括固定污染源和流動污染源。固定污染源系指煙道、煙囪及排氣筒等。它們排放的廢氣中既包含固態(tài)的煙塵和粉塵，也包含氣態(tài)和氣溶膠態(tài)的多種有害物質(zhì)。流動污染源系指汽車、柴油機車等交通運輸工具，其排放廢氣中也含有煙塵和某些有害物質(zhì)。兩種污染源都是大氣污染物的主要來源。一、 固定污染源監(jiān)測（一） 監(jiān)測目的和要求 監(jiān)測目的：檢查污染源排放廢氣中的有害物質(zhì)是否符合排放標(biāo)準(zhǔn)的要求；評價凈化裝置的性能和運行情況及污染防治措施的效果；為大氣質(zhì)量管理與評價提供依據(jù)。 監(jiān)測

30、要求: 生產(chǎn)設(shè)備處于正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)下； 對因生產(chǎn)過程而引起排放情況變化的污染源，應(yīng)根據(jù)其變化的特點和周期進行系統(tǒng)監(jiān)測； 當(dāng)測定工業(yè)鍋爐煙塵濃度時，鍋爐應(yīng)在穩(wěn)定的負(fù)荷下運轉(zhuǎn)，不能低于額定負(fù)荷的85%。 對于手燒爐，測定時間不得少于兩個加煤周期。 污染源監(jiān)測的內(nèi)容包括：排放廢氣中有害物質(zhì)的濃度（mg/m3）；有害物質(zhì)的排放量（kg/h）；廢氣排放量(m3/h)；煙塵排放濃度和排放量。 在有害物質(zhì)排放濃度和廢氣排放量的計算中，都采用現(xiàn)行監(jiān)測方法中推薦的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（溫度為0，大氣壓力為101.3Kpa或760mmHg柱）下的干氣體表示。(二)采樣位置和采樣點布設(shè) 正確地選擇采樣位置，確定適當(dāng)?shù)牟蓸狱c數(shù)目，

31、是決定能否獲得有代表性的廢氣樣品和盡可能地節(jié)約人力、物力的一項很重要的工作。 1 采樣位置:應(yīng)選在氣流分布均勻穩(wěn)定的平直管段上，避開彎頭、變徑管、三通管及閥門等易產(chǎn)生渦流的阻力構(gòu)件。此外，還應(yīng)注意操作地點的方便、安全。高位測定時，應(yīng)設(shè)置帶拉桿的工作平臺。 2.采樣點布設(shè)：因煙道內(nèi)同一斷面上各點的氣流速度和煙塵濃度分布通常是不均勻的，因此，需按一定原則進行多點采樣。采樣點的位置和數(shù)目主要依據(jù)煙道斷面的形狀、尺寸大小和流速分布情況確定。 （1）圓形煙道：不同直徑圓形煙道的等面積環(huán)數(shù)、采樣點數(shù)及采樣點距離煙道內(nèi)壁的距離。 如圖圓形煙道采樣點設(shè)置（2）矩形煙道：將煙道斷面分成一定數(shù)目的等面積矩形小塊，

32、各小塊中心即為采樣點位置，小矩形數(shù)目可根據(jù)煙道斷面面積大小確定。（3）拱形煙道：可分別按圓形和矩形煙道的布點方法確定采樣點的位置及數(shù)目。 (三)基本狀態(tài)參數(shù)的測定 煙氣的基本狀態(tài)參數(shù):煙氣的體積、溫度、壓力。 通過這幾個基本狀態(tài)參數(shù)，可計算出煙氣流速、煙塵及有害物質(zhì)濃度。其中,煙氣體積V = 采樣流量Q 采樣時間t采樣流量Q = 測點煙道斷面S煙氣流速v 而煙氣流速又由煙氣溫度和壓力決定。所以，只要計算出煙氣溫度和壓力，即可計算出其他參數(shù)。1 溫度的測量 對直徑大、溫度高的煙道，要用熱電偶測溫毫伏計（或電阻溫度計）測量。 熱電偶測溫計測量原理圖 測溫原理：將兩根不同的金屬導(dǎo)線連成閉合回路，當(dāng)兩

33、接點處于不同溫度環(huán)境時，便產(chǎn)生熱電勢，兩接點溫差越大，熱電勢越大，如果使熱電偶一個接點溫度保持恒定（稱自由端），則熱電偶的熱電勢大小便完全決定于另一個接點的溫度（稱工作端），用毫伏計測出熱電偶的熱電勢，便可知工作端所處的環(huán)境溫度。2 壓力的測量 煙氣的壓力分全壓（Pt）、靜壓（Ps）和動壓（Pv）。 靜壓是單位體積氣體所具有的勢能，表現(xiàn)為氣體在各個方向上作用于器壁的壓力； 動壓是單位體積氣體具有的動能，是使氣體流動的壓力； 全壓是氣體在管道中流動具有的總能量。 三者的關(guān)系為： Pt = Ps + Pv 所以，只要測出三項中的任意兩項，即可求出第三項。 測壓管：常用的有二種，即標(biāo)準(zhǔn)皮托管和S型皮

34、托管，它們都可以同時測出全壓和靜壓。其中，標(biāo)準(zhǔn)皮托管具有較高的精度，但由于測孔小，易被煙塵堵塞，因此只適用于含塵量少的煙氣；而S型皮托管因開口較大，適用于測煙塵含量較高的煙氣。 標(biāo)準(zhǔn)皮托管如圖S型皮托管如圖S型皮托管如圖2)壓力計：常用的壓力計有U形壓力計和斜管式微壓計。U形壓力計可同時測全壓和靜壓，但誤差較大，不適宜測量微小壓力，其最小分壓值不得大于10Pa，管內(nèi)常裝水、酒精或汞，根據(jù)被測壓力范圍而定;斜管式微壓計只能測動壓，精度不低于2%，管內(nèi)常裝酒精或汞。測定方法：先把儀器調(diào)整到水平狀態(tài)，檢查液柱內(nèi)是否有氣泡，并將液面調(diào)至零點，然后，將皮托管與壓力計連接，把測壓管的測壓口伸進煙道內(nèi)測點上

35、，并對準(zhǔn)氣流方向，從U形壓力計上讀出液面差，或從微壓計上讀出斜管液柱長度，按相應(yīng)公式計算測得壓力。3流速和流量的計算把測得的溫度和壓力等參數(shù)，代入相應(yīng)公式計算各測點的煙氣流速和流量。(四)含濕量的測定 與大氣相比，煙氣中的水蒸氣含量較高，變化范圍較大，為便于比較，監(jiān)測方法規(guī)以除去水蒸氣后標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的干煙氣為基準(zhǔn)表示煙氣中有害物質(zhì)的測定結(jié)果。 含濕量的測定方法有重量法、冷凝法、干濕球法等。 重量法：從煙道采樣點抽取一定體積的煙氣，使之通過裝有吸濕劑的吸濕管，則煙氣中的水蒸氣被吸濕劑吸收，吸濕管的增重即為所采煙氣中的水蒸氣重量，然后代入公式計算含濕量。 吸濕管有兩種，U形吸濕管和雪菲爾德吸濕管常用

36、吸濕劑有：CaCl2、CaO、Al2O3、P2O5、硅膠、過氯酸鎂等。冷凝法：由煙道中抽出一定量的氣體，通過冷凝器，根據(jù)冷凝出的水量，加上從冷凝器排出的飽和氣體含有的水蒸氣量，計算排氣中的水分。 干濕球法：氣體在一定流速下經(jīng)干濕球溫度計，根據(jù)干、濕球溫度計讀數(shù)及有關(guān)壓力，計算排氣中水分含量。 (五)煙塵濃度的測定JT-2型靜壓等速煙塵采樣器原理：抽取一定體積煙氣通過已知重量的捕塵裝置（如濾筒），根據(jù)捕塵裝置采樣前后的重量差和采樣體積計算煙塵的濃度。 1、等速采樣法：測定煙氣、煙塵濃度必須采用等速采樣法，即煙氣進入采樣嘴的速度應(yīng)與采樣點煙氣流速相等，否則，過大、過小均會造成測定誤差。 具體做法是

37、：將煙塵采樣管由采樣孔插入煙道中，使采樣嘴置于測點上，正對氣流，在采樣嘴的吸氣速度與測點處氣流速度相等（誤差不超過10%）時，抽取氣樣。 2、移動采樣和定點采樣 移動采樣：為測定煙道斷面上煙氣中煙塵的平均濃度，用同一個塵粒捕集器在已確定的各采樣點上移動采樣，在各點的采樣時間相同，這是目前普遍使用的方法。 定點采樣：為了解煙道內(nèi)煙塵的分布狀況和確定煙塵的平均濃度，分別在斷面上每個采樣點采樣，即每個采樣點采集一個樣品。 3、采樣裝置：由采樣管、捕集器、流量計、抽氣泵等組成。 常見的采樣管有超細(xì)玻璃纖維濾筒采樣管和剛玉濾筒采樣管（見下圖）。它們由采樣嘴、濾筒夾和濾筒、連接管組成。 超細(xì)玻璃纖維濾筒適

38、用于500以下煙氣，而剛玉濾筒適用于850以下的煙氣，二者對0.5m以上的塵粒捕集效率均在99.99%以上。 4、含塵濃度計算（六）煙氣組分的確定YQ-2型煙氣采樣器 煙氣組分包括主要氣體組分和微量有害氣體組分。主要氣體組分為N2、O2、CO2和水蒸氣等。測定這些組分的目的是考察燃料燃燒情況和為煙塵測定提供計算煙氣氣體常數(shù)的數(shù)據(jù)。 有害氣體組分為CO、NOx、SOx和H2S等。 1、煙氣樣品的采集：不需多點采樣，只要在靠近煙道中心的任何一點采樣即可。可利用吸收法采樣裝置采樣，也可利用注射器采煙氣裝置采樣。 2、煙氣主要組分的測定：可采用奧氏氣體分析器吸收法和儀器分析法測定。 用不同吸收液逐一吸

39、收煙氣中的欲測組分，通過測定吸收前后氣樣的體積變化，計算欲測組分占排氣中各被測組分的體積的百分?jǐn)?shù)。 例如，用KOH溶液吸收CO2；用焦性沒食子酸溶液吸收O2；用氯化亞銅氨溶液吸收CO等，依次吸收CO2、O2和CO后，剩余氣體主要是N2。儀器分析法：可分別測定煙氣中的組分，其準(zhǔn)確度比奧氏氣體吸收法高。例如，用紅外線氣體分析儀或熱導(dǎo)分析儀測定CO2；用磁氧分析儀或氧化鋯氧量分析儀（測高溫?zé)煔猓y定O2等。 3、煙氣中有害組分的測定:測定方法視其含量而定。當(dāng)含量較低時，可選用大氣中分子態(tài)污染物質(zhì)的測定方法；含量較高時，多選用化學(xué)分析法。二、流動污染源監(jiān)測 汽車排氣是石油體系燃料在內(nèi)燃機內(nèi)燃燒后的產(chǎn)物

40、，含有NOx、碳?xì)浠衔?、CO等有害組分，是污染大氣環(huán)境的主要流動污染源。 汽車尾氣中各種污染物的含量與其行駛狀態(tài)有關(guān)，空檔、加速、減速、勻速等行駛狀態(tài)下排氣中的污染物含量均不相同，應(yīng)分別測定。 汽車尾氣中各種污染物的含量與其行駛狀態(tài)有關(guān)，空檔、加速、減速、勻速等行駛狀態(tài)下排氣中的污染物含量均不相同，應(yīng)分別測定。汽車尾氣的采樣 一般分高濃度采樣和低濃度采樣兩種情況。低濃度采樣是指尾氣排放經(jīng)大氣擴散后采樣分析，這種采樣分析受環(huán)境條件影響大，結(jié)果穩(wěn)定性差，且時間性強； 高濃度采樣是指發(fā)生源在高濃度狀況的采樣。目前，常以汽車怠速狀態(tài)、高濃度采樣監(jiān)測尾氣中的CO和HC。（一）汽車怠速CO、HC的測定

41、CO/CO2監(jiān)測儀 1、怠速工況的條件：發(fā)動機旋轉(zhuǎn)；離合器處于結(jié)合位置；油門（腳踏板和手油門）位于松開位置；安裝機械式或半自動式變速器時，變速桿應(yīng)位于空擋位置；當(dāng)安裝自動變速器時，選擇器應(yīng)在停車或空擋位置；阻風(fēng)門全開。 2、測定方法：用非色散紅外氣體分析儀進行測定。測定時，先將汽車發(fā)動機由怠速加速至中等轉(zhuǎn)速，維持5秒以上，再降至怠速狀態(tài)，插入取樣管（深度不少于300mm）測定，讀取最大指示值。如為多個排氣管，應(yīng)取各排氣管測定值的算術(shù)平均值。 3、計算CO、HC的相對含量（體積比）4、排放標(biāo)準(zhǔn)（GB3842-83）（二）汽車尾氣中NOx的測定 在汽車尾氣排氣管處用取樣管將廢氣引出（用采樣泵），經(jīng)冰?。ɡ淠?、玻璃棉過濾器（除油污、煙塵），抽取到100mL注射器中，然后將抽取的氣樣經(jīng)氧化管注入冰乙酸-對氨基苯磺酸-鹽酸萘乙二胺吸收顯色液，顯色后用分光光度法測定，測定方法同大氣中NOx的測定。 3.8大氣的生物監(jiān)測法是通過生物（動物、植物、微生物）在環(huán)境中的分布，生長發(fā)育狀況及生理生化指標(biāo)和生態(tài)系統(tǒng)的變化來研究環(huán)境污染情況，測定污染物毒性的一類監(jiān)測方法（圖3.8-2） 3.8.1 植物在污染環(huán)境中的受害癥狀（圖3.8-3植物在污染環(huán)境中的受害癥狀）見圖3.8-2）。 3.8.2 大氣污染指示植物的選擇（圖3.8-4各種指示生物）3