大氣環(huán)境監(jiān)測第三-四章課件

大氣環(huán)境監(jiān)測大氣環(huán)境監(jiān)測1第三章空氣污染監(jiān)測方案的制定

制定空氣污染監(jiān)測方案時，首先要根據監(jiān)測目的進行調查研究，收集相關資料，然后經過綜合分析，確定監(jiān)測項目，設計布點網絡，選定采樣頻率、采樣方法和監(jiān)測技術，建立質量保證程序和措施，提出進度安排計劃和對監(jiān)測結果報告的要求等。第一節(jié)資料收集與監(jiān)測項目確定一、監(jiān)測目的

第三章空氣污染監(jiān)測方案的制定21.通過對大氣環(huán)境中主要污染物質進行定期或連續(xù)地監(jiān)測，判斷大氣質量是否符合國家制定地大氣質量標準，并為編寫大氣環(huán)境質量狀況評價報告提供數據。2.為研究大氣質量地變化規(guī)律和發(fā)展趨勢，開展大氣污染的預測預報工作提供依據。3.為政府部門執(zhí)行有關環(huán)境保護法規(guī)，開展環(huán)境質量管理、環(huán)境科學研究及修訂大氣環(huán)境質量標準提供基礎資料和依據。1.通過對大氣環(huán)境中主要污染物質進行定期或連續(xù)地監(jiān)測，判斷大31.污染源分布及排放情況污染源類型、數量、位置、排放的主要污染物及排放量、所用原料、燃料及消耗量2.氣象資料風向、風速、氣溫、氣壓、降水量、日照時間、相對濕度、溫度垂直梯度和逆溫層底部高度。3.地形資料4.土地利用和功能分區(qū)情況5.人口分布及人群健康情況6.以往的空氣監(jiān)測資料二、調研與資料收集1.污染源分布及排放情況二、調研與資料收集4三、監(jiān)測項目的確定類別必測項目按地方情況增加的必測項目選測項目空氣污染物監(jiān)測TSP、SO2、NOx、硫酸鹽化速率、灰塵自然沉降量CO、總氧化劑、總烴、PM10、F2、HF、B(a)P、Pb、H2S、光化學氧化劑CS2、Cl2、氯化氫、硫酸霧、HCN、NH3、Hg、Be、鉻酸霧、非甲烷烴、芳香烴、苯乙烯、酚、甲醛、甲基對硫磷、異氰酸甲酯等降水監(jiān)測pH、電導率K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH4+、SO42－、NO3－、Cl－三、監(jiān)測項目的確定類別必測項目按地方情況選測項目空氣污染物監(jiān)5第二節(jié)監(jiān)測點的布設一、布設采樣點的原則和要求1.覆蓋全部監(jiān)測區(qū)：采樣點應設在整個監(jiān)測區(qū)域的高、中、低三種不同污染物濃度的地方。2.在污染源比較集中，主導風向比較明顯的情況下，應將污染源的下風向作為主要監(jiān)測范圍，布設較多的采樣點；上風向布設少量點作為對照。3.工業(yè)集中地區(qū)多取點，農村可少些。4.人口密度大的地區(qū)多取點，少的地區(qū)可少些。5.超標地區(qū)多取點，未超標地區(qū)少些。6.各采樣點的設置條件要盡可能一致或標準化。第二節(jié)監(jiān)測點的布設6污染物濃度污染源工業(yè)分布人口密度超標情況監(jiān)測類型優(yōu)化布點基本原則污染物濃度污染源工業(yè)分布人口密度超標情況監(jiān)測類型優(yōu)化7二、監(jiān)測點數目的確定根據監(jiān)測范圍大小、污染物的空間分布特征、人口分布及密度、氣象、地形及經濟條件等因素綜合考慮。我國大氣環(huán)境污染例行監(jiān)測采樣點設置數目市區(qū)人口(萬人)SO2、NOX、TSP灰塵自然降塵量硫酸鹽化速率<5050-100100-200200-400>40034567≥34-88-1112-2020-30≥66-1212-1818-3030-40二、監(jiān)測點數目的確定根據監(jiān)測范圍大小、污染8

WHO推薦的城市空氣自動監(jiān)測站(點)數目市區(qū)人口/萬人可吸入顆粒物SO2NOx氧化劑CO風向、風速≤100221111100～400552222400～800884342>80010105453WHO推薦的城市空氣自動監(jiān)測站(點)數目市區(qū)人口/萬人可吸9三、采樣點布設方法一）經驗法1.功能區(qū)布點法2.網格布點法3.同心圓布點法4.扇形布點法二）統(tǒng)計法三）模擬法三、采樣點布設方法一）經驗法10適用范圍：多用于區(qū)域性的常規(guī)監(jiān)測。布點方法：(1)先將監(jiān)測區(qū)域劃分成工業(yè)區(qū)、商業(yè)區(qū)、居住區(qū)、工業(yè)和居住混合區(qū)、交通不同功能區(qū)；(2)再按功能區(qū)的地形、氣象、人口密度、建筑密度等，在每個功能區(qū)設若干采樣點。1.功能區(qū)布點法適用范圍：多用于區(qū)域性的常規(guī)監(jiān)測。1.功能區(qū)布點法11網格布點法網格布點法12適用范圍：適用于多個污染源，且污染源分布較均勻

的地區(qū)布點方法：1.將監(jiān)測區(qū)域劃分成若干均勻網狀方格，采樣點設在兩條直線的交點處或方格中心；2.優(yōu)點：

(1)隨機性強，能較好地反映污染物的時空分布；(2)得到的數據對今后的布點有效，并可為面源擴散模式提供合理的數據。2.網格布點法適用范圍：適用于多個污染源，且污染源分布較均勻2.網格布點法13

同心圓布點法同心圓布點法14適用范圍：主要用于多個污染源構成污染群，且大污染源比較集中的地區(qū)。布點方法：(1)找出污染源中心，以此為圓心畫同心圓；(2)從圓心列出若干條放射線，射線與圓的交叉點為采樣點位置(射線至少五條)；(3)同心圓的半徑分別為4，10，20，40km，每個圓上再分別設4，8，8，4個采樣點(可視上風下風而靈活設定)。3.同心圓布點法適用范圍：主要用于多個污染源構成污染群，且大3.同心圓布點法15圖扇形布點法圖扇形布點法164.扇形布點法適用范圍：孤立的高架點源，且主導風向明顯。布點方法：(1)頂點：點源(2)軸線：煙云方向(3)范圍：扇形(4)夾角：45－60°，相鄰夾角10－20°(5)采樣點：近密遠疏，每條弧線：3－4個點4.扇形布點法適用范圍：孤立的高架點源，且主導風向明顯。17表50m高煙囪排放污染物最大地面濃度出現位置與氣象條件的關系大氣穩(wěn)定度最大濃度出現位置(相當于煙囪高度的倍數)不穩(wěn)定5～10中性20左右穩(wěn)定40以上表50m高煙囪排放污染物最大地面濃度出現位置與氣象條件的18現場設點要求監(jiān)測點周圍應開闊：采樣口水平線與周圍建筑物高度的夾角≤30°采樣口周圍自由空間夾角＞270°周圍無局地污染源影響；避開樹木和吸附力強的建筑物。采樣高度：視監(jiān)測目的而定。注意事項現場設點要求注意事項19在實際工作中，為了使采樣網點布設得完善合理，往往采用以一種布點方法為主，兼用其他方法的綜合布點法。

統(tǒng)計法適用于已積累了多年監(jiān)測數據的地區(qū)。根據城市大氣污染物濃度分布的時間與空間變化特點，通過對監(jiān)測數據的統(tǒng)計分析，對現有站(點)進行優(yōu)化調整，從中選擇有代表性點站(點)。

模擬法是根據監(jiān)測區(qū)域污染源的分布、排放特點和氣象資料，以數學模型預測的污染物濃度時空分布狀況為基礎，布設采樣站(點)。在實際工作中，為了使采樣網點布設得完善合20第三節(jié)采樣時間、頻率和方法一、采樣時間與頻率的確定

1.采樣時間

指每次采樣從開始到結束所經歷的時間，又叫采樣時段?？煞譃椋?/p>

短期采樣長期采樣間歇性采樣第三節(jié)采樣時間、頻率和方法212.采樣頻率

指一定時間范圍內的采樣次數。1)依濃度分布的時間特性、氣象條件變化的特征，高中低濃度都要包括。2)依對監(jiān)測數據要求的精確程度。例如，日平均濃度，每隔2－4h采樣一次。2.采樣頻率22監(jiān)測項目采樣時間和頻率二氧化硫隔日采樣，每天24±0.5小時，每月14－16天，每年12個月氮氧化物同二氧化硫總懸浮顆粒物隔雙日采樣，每天連續(xù)24±0.5小時，每月5－6天，每年12個月灰塵自然降塵量每月采樣30±2天，每年12個月硫酸鹽化速率每月采樣30±2天，每年12個月我國城鎮(zhèn)空氣質量采樣頻率和時間監(jiān)測項目采樣時間和頻率二氧化硫隔日采樣，每天24±0.5小時23污染物監(jiān)測數據統(tǒng)計的有效性規(guī)定污染物取值時間數據有效性規(guī)定SO2、NOx、NO2年平均每年至少有分布均勻的144個日均值，每月至少有分布均勻的12個日均值TSP、PM10、Pb年平均每年至少有分布均勻的60個日均值，每月至少有分布均勻的5個日均值SO2、NOx、NO2、CO日平均每日至少有18h的采樣時間TSP、PM10、B(a)P、Pb日平均每日至少有12h的采樣時間SO2、NOx、NO2、CO、O31小時平均每小時至少有45min的采樣時間Pb季平均每季至少有分布均勻的15個日均值，每月至少有分布均勻的5個日均值F月平均每月至少采樣15d以上植物生長季平均每一個生長季至少有70%個月平均值日平均每日至少有12h的采樣時間1小時平均每小時至少有45min的采樣時間污染物監(jiān)測數據統(tǒng)計的有效性規(guī)定污染物取值時間數據有效性規(guī)定S24二、采樣方法、監(jiān)測方法和質量保證采集空氣樣品的方法和設備要根據空氣中污染物的存在狀態(tài)、濃度、物理化學性質以及所用監(jiān)測方法選擇。在各種污染物的監(jiān)測方法中都規(guī)定了相應的采樣方法。為了獲得準確可靠和具有可比性的監(jiān)測結果，應采用規(guī)范化的監(jiān)測方法。對監(jiān)測過程的每個環(huán)節(jié)進行質量控制，是保證獲得準確監(jiān)測數據的必備條件。因此，應該建立相應的質量保證程序和方法。

二、采樣方法、監(jiān)測方法和質量保證25第四章采樣方法與采樣儀器

選擇采樣方法要考慮的因素：1.污染物的存在狀態(tài)2.污染物的濃度3.污染物的理化特性4.所用分析方法的靈敏度第四章采樣方法與采樣儀器26常用的采樣方法：1 .直接采樣法①被測組分濃度高②分析方法靈敏度高2.濃縮采樣法①被測組分濃度低②分析方法靈敏度不夠高常用的采樣方法：27第一節(jié)直接采樣法1.注射器采樣2.采氣袋采樣3.采氣管采樣4.真空瓶采樣第一節(jié)直接采樣法1.注射器采樣28采氣袋采氣袋29采氣管采氣管30真空采氣瓶真空采氣罐真空采氣瓶真空采氣罐31第二節(jié)富集采樣法1、溶液吸收法2、填充柱阻留法3、濾料阻留法4、低溫冷凝法5、靜電沉降法6、擴散（滲透）法7、自然積集法8、綜合采樣法第二節(jié)富集采樣法1、溶液吸收法32一、溶液吸收法1.吸收液的選擇對被采集物質溶解度要大或化學反應速度要快；污染物被吸收后有足夠的穩(wěn)定時間；污染物被吸收后有利于分析測試；吸收液毒性小、價格低、易于購買和回收利用。2.適用采集樣品采集空氣中氣態(tài)、蒸汽態(tài)及其氣溶膠態(tài)污染物。一、溶液吸收法333.溶液吸收法使用的儀器氣泡吸收管沖擊式吸收管多孔篩板吸收管3.溶液吸收法使用的儀器34大氣環(huán)境監(jiān)測第三-四章課件35

（1）氣泡吸收管：這種吸收管可裝5～10mL吸收液，采樣流量為0.5～2.0L/min，適用于采集氣態(tài)和蒸氣態(tài)物質。對于氣溶膠態(tài)物質，因不能象氣態(tài)分子那樣快速擴散到氣液界面上，故吸收效率低。（2）沖擊式吸收管：這種吸收管有小型（裝5～10mL吸收液，采樣流量為3.0L/min）和大型（裝50～100mL吸收液，采樣流量為30L/min）兩種規(guī)格，適宜采集氣溶膠態(tài)物質。（3）多孔篩板吸收管：氣樣通過吸收管（瓶）的篩板后，被分散成很小的氣泡，且阻留時間長，大大增加了氣液接觸面積，從而提高了吸收效率。適合采（1）氣泡吸收管：這種吸收管可裝5～10mL吸收36集氣態(tài)和蒸氣態(tài)物質外，也能采集氣溶膠態(tài)物質。二、填充柱阻留法

填充柱是用一根長6～15cm、內徑3～5mm的玻璃管、塑料管或金屬管，內裝顆粒狀或纖維狀填充劑制成。根據填充劑阻留作用的原理，可分為吸附型、分配型和反應型三種類型。

集氣態(tài)和蒸氣態(tài)物質外，也能采集氣溶膠態(tài)物質。371.吸附型填充柱1）填充劑活性炭、硅膠、分子篩、高分子多孔微球等。2）表面吸附作用分子間引力引起的物理吸附，吸附力較弱；剩余價鍵力引起的化學吸附，吸附力較強。2.分配型填充柱1）填充劑表面涂高沸點有機溶劑的惰性多孔顆粒物，1.吸附型填充柱38如硅藻土。類似于GC中的固定相。2）當被采集氣樣通過填充柱時，在有機溶劑中分配系數大的組分保留在填充劑上而被富集。3.反應型填充柱1）填充劑：由惰性多孔顆粒物(如石英沙、玻璃微球)或纖維狀物(如濾紙、玻璃棉等)表面涂漬能與被測組分發(fā)生化學反應的試劑制成。也可用純金屬絲毛或細粒作填充劑。2）氣樣通過填充柱時，被測組分在填充劑表面因發(fā)生化學反應而被阻留。如硅藻土。類似于GC中的固定相。393）采樣量和采集速度大，富集物穩(wěn)定，對氣態(tài)、蒸汽態(tài)和氣溶膠態(tài)物質有較高的富集效率。三、濾料阻留法

該方法是將過濾材料放在采樣夾上，用抽氣裝置抽氣，則空氣上的顆粒物被阻留在過濾材料上，秤量過濾材料上富集的顆粒物重量，根據采樣體積可計算出空氣中顆粒物的濃度。常用濾料：纖維狀濾料—濾紙、玻璃纖維濾膜、過氯乙烯濾膜等。篩孔狀濾料—微孔濾膜、核孔濾膜、銀薄膜。3）采樣量和采集速度大，富集物穩(wěn)定，對氣態(tài)、蒸汽態(tài)和氣溶膠態(tài)40玻璃纖維濾膜玻璃纖維濾膜41顆粒物采樣夾

顆粒物采樣夾42四、低溫冷凝法1.應用范圍—常溫下難于被固體吸附劑完全阻留的一些低沸點氣態(tài)化合物，所以用制冷劑將其冷凝下來。如苯乙烯，三氯乙醛等。2.冷凍劑冰（0℃）、冰-鹽水（-10℃）、干冰（-78.5℃）、液氮（-196℃）、半導體制冷器等。3.儀器冷阱、選擇性過濾器、濃縮管。四、低溫冷凝法43低溫冷凝法采樣低溫冷凝法采樣44五、靜電沉降法空氣樣品通過12000～20000伏電壓的電場時，氣體分子發(fā)生電離，所產生的離子附著在氣溶膠顆粒上，使粒子帶電。帶電粒子在電場的作用下沉降到收集電極上，將收集極表面的沉降物洗下，供分析用。六、擴散（滲透）法該方法用在個體采樣器中，采集氣態(tài)和蒸氣態(tài)有害物質。采樣時不需要抽氣動力，而是利用被測污染物質分子自身擴散或滲透到達吸收層（吸收劑、吸附劑或反應性材料)被吸附或吸收。五、靜電沉降法45七、自然積集法這種方法是利用物質的自然重力、空氣動力和濃差擴散作用采集大氣中的被測物質，如自然降塵量、硫酸鹽化速率、氟化物等大氣樣品的采集。1.降塵試樣采集采集大氣中降塵的方法分為濕法和干法兩種，其中，濕法應用更為普遍。（1）濕法

在一定大小的圓筒形玻璃(塑料、瓷、不銹鋼)缸中加入一定量的水，放置在距地面5-15m高，七、自然積集法46附近無高大建筑物及局部污染源的地方(如空曠的屋頂上),采樣口距基礎面1.5m以上，以避免頂面揚塵的影響。我國集塵缸的尺寸為內徑15cm、高30cm，一般加水l00-300mL(視蒸發(fā)量和降雨量而定)，夏季需加入少量硫酸銅溶液,以抑制微生物及藻類的生長；冰凍季節(jié)需加入適量乙醇或乙二醇，以免結冰。采樣時間為30士2天，多雨季節(jié)注意及時更換集塵缸，防止水滿溢出。附近無高大建筑物及局部污染源的地方(如空曠的屋47大氣環(huán)境監(jiān)測第三-四章課件48

(2)干法干法采樣一般使用標準集塵器。夏季也需加除藻劑。我國干法采樣用的集塵缸，在缸底放入塑料圓環(huán)，圓環(huán)上再放塑料篩板。

(2)干法49大氣環(huán)境監(jiān)測第三-四章課件50大氣環(huán)境監(jiān)測第三-四章課件512.硫酸鹽化速率試樣的采集1）二氧化鉛采樣法將涂有二氧化鉛糊狀物的紗布繞貼在素瓷管上,制成二氧化鉛采祥管。將其放置在采樣點上,則大氣中的二氧化硫、硫酸霧等與二氧化鉛反應生成硫酸鉛。2）堿片法將用碳酸鉀溶液浸漬過的玻璃纖維濾膜置于采樣點上,則大氣中的二氧化硫、硫酸霧等與碳酸鹽反應生成硫酸鹽而被采集。2.硫酸鹽化速率試樣的采集52八、綜合采樣法空氣中的污染物并不是以單一狀態(tài)存在的，可采用不同采樣方法相結合的綜合采樣法，將不同狀態(tài)的污染物同時采集下來。例如，在濾料采樣夾后接上液體吸收管或填充柱采樣管，則顆粒物收集在濾料上，而氣體污染物收集在吸收管中。

八、綜合采樣法53第三節(jié)采樣儀器一、儀器組成空氣污染物監(jiān)測多采用動力采樣法,其由收集器、流量計和采樣動力組成。1.收集器收集器是捕集大氣中欲測物質的裝置。前面介紹的氣體吸收管（瓶）、填充柱、濾料采樣夾、低溫冷凝采樣管等都是收集器。要根據被捕集物質的存在狀態(tài)、理化性質等選用適宜的收集器。第三節(jié)采樣儀器542.流量計流量計是測量氣體流量的儀器。常用的流量計有皂膜流量計、孔口流量計、轉子流量計、臨界孔穩(wěn)流、質量流量計等。2.流量計55大氣環(huán)境監(jiān)測第三-四章課件563.采樣動力

采樣動力為抽氣裝置，應根據所需采樣流量、收集器類型及采樣點的條件進行選擇。常用的有薄膜泵、電磁泵、真空泵、刮板泵等。二、專用采樣器1.大氣采樣器2.顆粒物采樣器

總懸浮顆粒物采樣器、飄塵采樣器、多級采樣器。3.采樣動力57

攜帶式采樣器工作原理示意圖

1.大氣采樣器收集器流量計采樣泵定時器攜帶式采樣器工作原理示意圖1.大氣采樣器收集器流量計58大氣環(huán)境監(jiān)測第三-四章課件592.顆粒物采樣器（1）總懸浮顆粒物采樣器這種采樣器按采氣流量大小分為大流量（1.1～1.7m3/min）、中流量（50～150L/min）和小流量(10～15L/min)三種類型。2.顆粒物采樣器60大氣環(huán)境監(jiān)測第三-四章課件61大流量采樣裝置大流量采樣裝置62中流量TSP采樣器中流量TSP采樣器63（2）可吸入顆粒物采樣器采集可吸入顆粒物廣泛使用大流量采樣器。分塵器有旋風式、向心式、撞擊式等多種。它們又分為二級式和多級式。

（2）可吸入顆粒物采樣器64大氣環(huán)境監(jiān)測第三-四章課件65大氣環(huán)境監(jiān)測第三-四章課件66大氣環(huán)境監(jiān)測第三-四章課件67安德森多級采樣器安德森多級采樣器68（3）個體劑量器個體劑量器主要用于研究大氣污染物對人體健康的危害。這種劑量器有擴散式、滲透式等類型，都只能采集揮發(fā)性較大的氣態(tài)和蒸氣態(tài)物質。

擴散式劑量器由外殼、擴散層和收集劑三部分組成，其工作原理是，空氣通過劑量器外殼通氣孔進入擴散層，則被收集組分分子也隨之通過擴散層到達收集劑表面被吸附或吸收。收集劑為吸附劑、化學試劑浸漬的惰性顆粒物質或濾膜等。

滲透式劑量器由外殼、滲透膜和收集劑組成。滲透膜為有機合成薄膜，如硅酮膜等。收集劑一般用（3）個體劑量器69吸收液或固體吸附劑，裝在具有滲透膜的盒內，氣體分子通過滲透膜到達收集劑被收集。三、采樣效率指在規(guī)定的采樣條件下所采集到的污染物量占其總量的百分數。一）氣態(tài)和蒸汽態(tài)污染物質采集效率的評價方法

絕對比較法

相對比較法

吸收液或固體吸附劑，裝在具有滲透膜的盒內，氣701、絕對比較法

用標準氣測定采樣效率，采樣效率K按下式計算：式中：C1—實測濃度C0—配制濃度1、絕對比較法用標準氣測定采樣效率，采樣效率K按下式71

用這種方法評價采樣效率雖然比較理想，但因配制已知濃度的標準氣有—定困難，往往在實際應用中受到限制。2、相對比較法配制一定濃度范圍的待測氣體，串聯2～3個采樣管，采集所配制的樣品。采樣后，按下式計算采樣效率K：用這種方法評價采樣效率雖然比較理想，但因72式中：C1、C2、C3分別為第一、第二、第三個采樣管中污染物的實測濃度。K應大于90％，若K小于90％，應串三個管使用。用此法計算采樣效率時，要求第二管和第三管的濃度之和與第一管比較是極小的。這樣三個管濃度之和就近似于所配制的氣樣濃度。二）顆粒物采集效率的評價方法顆粒物的采集效率有兩種表示方法。一種是用采集顆粒數效率表示，即所采集到的顆粒物粒數占總顆粒物粒數的百分數；另一種是質量采樣效率，即所采集式中：C1、C2、C3分別為第一、第二、第三個采樣管中73到的顆粒物質量占顆粒物總質量的百分數。只有當全部顆粒物的大小相同時，這兩種采樣效率在數值上才相等，但實際上這種情況是不存在的。粒徑在幾微米以下小顆粒物的顆粒數總是占大部分，而按其質量卻只占很小部分，故質量采樣效率總是大于顆粒數采樣效率。在空氣監(jiān)測中，評價采集顆粒物方法的采樣效率多用質量采樣效率表示。評價采集顆粒物方法的效率與評價采集氣態(tài)和蒸汽態(tài)物質采樣效率的方法有很大不同。一是配制已知顆粒物濃度的氣體在技術上比配制氣態(tài)和蒸汽到的顆粒物質量占顆粒物總質量的百分數。只有當74態(tài)物質標準氣體要復雜得多，而且顆粒物粒度范圍很大，很難在實驗室模擬現場存在的各種氣溶膠狀態(tài)。二是濾料采樣就像濾篩一樣，能漏過第一張濾料的細小顆粒物，也有可能會漏過第二張或第三張濾料，因此用相對比較法評價顆粒物的采樣效率就有困難。為此，評價濾料的采樣效率—般用另一個已知采樣效率高的方法同時采樣，或串聯在它的后面進行比較得知。態(tài)物質標準氣體要復雜得多，而且顆粒物粒度范圍75大氣環(huán)境監(jiān)測大氣環(huán)境監(jiān)測76第三章空氣污染監(jiān)測方案的制定

制定空氣污染監(jiān)測方案時，首先要根據監(jiān)測目的進行調查研究，收集相關資料，然后經過綜合分析，確定監(jiān)測項目，設計布點網絡，選定采樣頻率、采樣方法和監(jiān)測技術，建立質量保證程序和措施，提出進度安排計劃和對監(jiān)測結果報告的要求等。第一節(jié)資料收集與監(jiān)測項目確定一、監(jiān)測目的

第三章空氣污染監(jiān)測方案的制定771.通過對大氣環(huán)境中主要污染物質進行定期或連續(xù)地監(jiān)測，判斷大氣質量是否符合國家制定地大氣質量標準，并為編寫大氣環(huán)境質量狀況評價報告提供數據。2.為研究大氣質量地變化規(guī)律和發(fā)展趨勢，開展大氣污染的預測預報工作提供依據。3.為政府部門執(zhí)行有關環(huán)境保護法規(guī)，開展環(huán)境質量管理、環(huán)境科學研究及修訂大氣環(huán)境質量標準提供基礎資料和依據。1.通過對大氣環(huán)境中主要污染物質進行定期或連續(xù)地監(jiān)測，判斷大781.污染源分布及排放情況污染源類型、數量、位置、排放的主要污染物及排放量、所用原料、燃料及消耗量2.氣象資料風向、風速、氣溫、氣壓、降水量、日照時間、相對濕度、溫度垂直梯度和逆溫層底部高度。3.地形資料4.土地利用和功能分區(qū)情況5.人口分布及人群健康情況6.以往的空氣監(jiān)測資料二、調研與資料收集1.污染源分布及排放情況二、調研與資料收集79三、監(jiān)測項目的確定類別必測項目按地方情況增加的必測項目選測項目空氣污染物監(jiān)測TSP、SO2、NOx、硫酸鹽化速率、灰塵自然沉降量CO、總氧化劑、總烴、PM10、F2、HF、B(a)P、Pb、H2S、光化學氧化劑CS2、Cl2、氯化氫、硫酸霧、HCN、NH3、Hg、Be、鉻酸霧、非甲烷烴、芳香烴、苯乙烯、酚、甲醛、甲基對硫磷、異氰酸甲酯等降水監(jiān)測pH、電導率K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH4+、SO42－、NO3－、Cl－三、監(jiān)測項目的確定類別必測項目按地方情況選測項目空氣污染物監(jiān)80第二節(jié)監(jiān)測點的布設一、布設采樣點的原則和要求1.覆蓋全部監(jiān)測區(qū)：采樣點應設在整個監(jiān)測區(qū)域的高、中、低三種不同污染物濃度的地方。2.在污染源比較集中，主導風向比較明顯的情況下，應將污染源的下風向作為主要監(jiān)測范圍，布設較多的采樣點；上風向布設少量點作為對照。3.工業(yè)集中地區(qū)多取點，農村可少些。4.人口密度大的地區(qū)多取點，少的地區(qū)可少些。5.超標地區(qū)多取點，未超標地區(qū)少些。6.各采樣點的設置條件要盡可能一致或標準化。第二節(jié)監(jiān)測點的布設81污染物濃度污染源工業(yè)分布人口密度超標情況監(jiān)測類型優(yōu)化布點基本原則污染物濃度污染源工業(yè)分布人口密度超標情況監(jiān)測類型優(yōu)化82二、監(jiān)測點數目的確定根據監(jiān)測范圍大小、污染物的空間分布特征、人口分布及密度、氣象、地形及經濟條件等因素綜合考慮。我國大氣環(huán)境污染例行監(jiān)測采樣點設置數目市區(qū)人口(萬人)SO2、NOX、TSP灰塵自然降塵量硫酸鹽化速率<5050-100100-200200-400>40034567≥34-88-1112-2020-30≥66-1212-1818-3030-40二、監(jiān)測點數目的確定根據監(jiān)測范圍大小、污染83

WHO推薦的城市空氣自動監(jiān)測站(點)數目市區(qū)人口/萬人可吸入顆粒物SO2NOx氧化劑CO風向、風速≤100221111100～400552222400～800884342>80010105453WHO推薦的城市空氣自動監(jiān)測站(點)數目市區(qū)人口/萬人可吸84三、采樣點布設方法一）經驗法1.功能區(qū)布點法2.網格布點法3.同心圓布點法4.扇形布點法二）統(tǒng)計法三）模擬法三、采樣點布設方法一）經驗法85適用范圍：多用于區(qū)域性的常規(guī)監(jiān)測。布點方法：(1)先將監(jiān)測區(qū)域劃分成工業(yè)區(qū)、商業(yè)區(qū)、居住區(qū)、工業(yè)和居住混合區(qū)、交通不同功能區(qū)；(2)再按功能區(qū)的地形、氣象、人口密度、建筑密度等，在每個功能區(qū)設若干采樣點。1.功能區(qū)布點法適用范圍：多用于區(qū)域性的常規(guī)監(jiān)測。1.功能區(qū)布點法86網格布點法網格布點法87適用范圍：適用于多個污染源，且污染源分布較均勻

的地區(qū)布點方法：1.將監(jiān)測區(qū)域劃分成若干均勻網狀方格，采樣點設在兩條直線的交點處或方格中心；2.優(yōu)點：

(1)隨機性強，能較好地反映污染物的時空分布；(2)得到的數據對今后的布點有效，并可為面源擴散模式提供合理的數據。2.網格布點法適用范圍：適用于多個污染源，且污染源分布較均勻2.網格布點法88

同心圓布點法同心圓布點法89適用范圍：主要用于多個污染源構成污染群，且大污染源比較集中的地區(qū)。布點方法：(1)找出污染源中心，以此為圓心畫同心圓；(2)從圓心列出若干條放射線，射線與圓的交叉點為采樣點位置(射線至少五條)；(3)同心圓的半徑分別為4，10，20，40km，每個圓上再分別設4，8，8，4個采樣點(可視上風下風而靈活設定)。3.同心圓布點法適用范圍：主要用于多個污染源構成污染群，且大3.同心圓布點法90圖扇形布點法圖扇形布點法914.扇形布點法適用范圍：孤立的高架點源，且主導風向明顯。布點方法：(1)頂點：點源(2)軸線：煙云方向(3)范圍：扇形(4)夾角：45－60°，相鄰夾角10－20°(5)采樣點：近密遠疏，每條弧線：3－4個點4.扇形布點法適用范圍：孤立的高架點源，且主導風向明顯。92表50m高煙囪排放污染物最大地面濃度出現位置與氣象條件的關系大氣穩(wěn)定度最大濃度出現位置(相當于煙囪高度的倍數)不穩(wěn)定5～10中性20左右穩(wěn)定40以上表50m高煙囪排放污染物最大地面濃度出現位置與氣象條件的93現場設點要求監(jiān)測點周圍應開闊：采樣口水平線與周圍建筑物高度的夾角≤30°采樣口周圍自由空間夾角＞270°周圍無局地污染源影響；避開樹木和吸附力強的建筑物。采樣高度：視監(jiān)測目的而定。注意事項現場設點要求注意事項94在實際工作中，為了使采樣網點布設得完善合理，往往采用以一種布點方法為主，兼用其他方法的綜合布點法。

統(tǒng)計法適用于已積累了多年監(jiān)測數據的地區(qū)。根據城市大氣污染物濃度分布的時間與空間變化特點，通過對監(jiān)測數據的統(tǒng)計分析，對現有站(點)進行優(yōu)化調整，從中選擇有代表性點站(點)。

模擬法是根據監(jiān)測區(qū)域污染源的分布、排放特點和氣象資料，以數學模型預測的污染物濃度時空分布狀況為基礎，布設采樣站(點)。在實際工作中，為了使采樣網點布設得完善合95第三節(jié)采樣時間、頻率和方法一、采樣時間與頻率的確定

1.采樣時間

指每次采樣從開始到結束所經歷的時間，又叫采樣時段?？煞譃椋?/p>

短期采樣長期采樣間歇性采樣第三節(jié)采樣時間、頻率和方法962.采樣頻率

指一定時間范圍內的采樣次數。1)依濃度分布的時間特性、氣象條件變化的特征，高中低濃度都要包括。2)依對監(jiān)測數據要求的精確程度。例如，日平均濃度，每隔2－4h采樣一次。2.采樣頻率97監(jiān)測項目采樣時間和頻率二氧化硫隔日采樣，每天24±0.5小時，每月14－16天，每年12個月氮氧化物同二氧化硫總懸浮顆粒物隔雙日采樣，每天連續(xù)24±0.5小時，每月5－6天，每年12個月灰塵自然降塵量每月采樣30±2天，每年12個月硫酸鹽化速率每月采樣30±2天，每年12個月我國城鎮(zhèn)空氣質量采樣頻率和時間監(jiān)測項目采樣時間和頻率二氧化硫隔日采樣，每天24±0.5小時98污染物監(jiān)測數據統(tǒng)計的有效性規(guī)定污染物取值時間數據有效性規(guī)定SO2、NOx、NO2年平均每年至少有分布均勻的144個日均值，每月至少有分布均勻的12個日均值TSP、PM10、Pb年平均每年至少有分布均勻的60個日均值，每月至少有分布均勻的5個日均值SO2、NOx、NO2、CO日平均每日至少有18h的采樣時間TSP、PM10、B(a)P、Pb日平均每日至少有12h的采樣時間SO2、NOx、NO2、CO、O31小時平均每小時至少有45min的采樣時間Pb季平均每季至少有分布均勻的15個日均值，每月至少有分布均勻的5個日均值F月平均每月至少采樣15d以上植物生長季平均每一個生長季至少有70%個月平均值日平均每日至少有12h的采樣時間1小時平均每小時至少有45min的采樣時間污染物監(jiān)測數據統(tǒng)計的有效性規(guī)定污染物取值時間數據有效性規(guī)定S99二、采樣方法、監(jiān)測方法和質量保證采集空氣樣品的方法和設備要根據空氣中污染物的存在狀態(tài)、濃度、物理化學性質以及所用監(jiān)測方法選擇。在各種污染物的監(jiān)測方法中都規(guī)定了相應的采樣方法。為了獲得準確可靠和具有可比性的監(jiān)測結果，應采用規(guī)范化的監(jiān)測方法。對監(jiān)測過程的每個環(huán)節(jié)進行質量控制，是保證獲得準確監(jiān)測數據的必備條件。因此，應該建立相應的質量保證程序和方法。

二、采樣方法、監(jiān)測方法和質量保證100第四章采樣方法與采樣儀器

選擇采樣方法要考慮的因素：1.污染物的存在狀態(tài)2.污染物的濃度3.污染物的理化特性4.所用分析方法的靈敏度第四章采樣方法與采樣儀器101常用的采樣方法：1 .直接采樣法①被測組分濃度高②分析方法靈敏度高2.濃縮采樣法①被測組分濃度低②分析方法靈敏度不夠高常用的采樣方法：102第一節(jié)直接采樣法1.注射器采樣2.采氣袋采樣3.采氣管采樣4.真空瓶采樣第一節(jié)直接采樣法1.注射器采樣103采氣袋采氣袋104采氣管采氣管105真空采氣瓶真空采氣罐真空采氣瓶真空采氣罐106第二節(jié)富集采樣法1、溶液吸收法2、填充柱阻留法3、濾料阻留法4、低溫冷凝法5、靜電沉降法6、擴散（滲透）法7、自然積集法8、綜合采樣法第二節(jié)富集采樣法1、溶液吸收法107一、溶液吸收法1.吸收液的選擇對被采集物質溶解度要大或化學反應速度要快；污染物被吸收后有足夠的穩(wěn)定時間；污染物被吸收后有利于分析測試；吸收液毒性小、價格低、易于購買和回收利用。2.適用采集樣品采集空氣中氣態(tài)、蒸汽態(tài)及其氣溶膠態(tài)污染物。一、溶液吸收法1083.溶液吸收法使用的儀器氣泡吸收管沖擊式吸收管多孔篩板吸收管3.溶液吸收法使用的儀器109大氣環(huán)境監(jiān)測第三-四章課件110

（1）氣泡吸收管：這種吸收管可裝5～10mL吸收液，采樣流量為0.5～2.0L/min，適用于采集氣態(tài)和蒸氣態(tài)物質。對于氣溶膠態(tài)物質，因不能象氣態(tài)分子那樣快速擴散到氣液界面上，故吸收效率低。（2）沖擊式吸收管：這種吸收管有小型（裝5～10mL吸收液，采樣流量為3.0L/min）和大型（裝50～100mL吸收液，采樣流量為30L/min）兩種規(guī)格，適宜采集氣溶膠態(tài)物質。（3）多孔篩板吸收管：氣樣通過吸收管（瓶）的篩板后，被分散成很小的氣泡，且阻留時間長，大大增加了氣液接觸面積，從而提高了吸收效率。適合采（1）氣泡吸收管：這種吸收管可裝5～10mL吸收111集氣態(tài)和蒸氣態(tài)物質外，也能采集氣溶膠態(tài)物質。二、填充柱阻留法

填充柱是用一根長6～15cm、內徑3～5mm的玻璃管、塑料管或金屬管，內裝顆粒狀或纖維狀填充劑制成。根據填充劑阻留作用的原理，可分為吸附型、分配型和反應型三種類型。

集氣態(tài)和蒸氣態(tài)物質外，也能采集氣溶膠態(tài)物質。1121.吸附型填充柱1）填充劑活性炭、硅膠、分子篩、高分子多孔微球等。2）表面吸附作用分子間引力引起的物理吸附，吸附力較弱；剩余價鍵力引起的化學吸附，吸附力較強。2.分配型填充柱1）填充劑表面涂高沸點有機溶劑的惰性多孔顆粒物，1.吸附型填充柱113如硅藻土。類似于GC中的固定相。2）當被采集氣樣通過填充柱時，在有機溶劑中分配系數大的組分保留在填充劑上而被富集。3.反應型填充柱1）填充劑：由惰性多孔顆粒物(如石英沙、玻璃微球)或纖維狀物(如濾紙、玻璃棉等)表面涂漬能與被測組分發(fā)生化學反應的試劑制成。也可用純金屬絲毛或細粒作填充劑。2）氣樣通過填充柱時，被測組分在填充劑表面因發(fā)生化學反應而被阻留。如硅藻土。類似于GC中的固定相。1143）采樣量和采集速度大，富集物穩(wěn)定，對氣態(tài)、蒸汽態(tài)和氣溶膠態(tài)物質有較高的富集效率。三、濾料阻留法

該方法是將過濾材料放在采樣夾上，用抽氣裝置抽氣，則空氣上的顆粒物被阻留在過濾材料上，秤量過濾材料上富集的顆粒物重量，根據采樣體積可計算出空氣中顆粒物的濃度。常用濾料：纖維狀濾料—濾紙、玻璃纖維濾膜、過氯乙烯濾膜等。篩孔狀濾料—微孔濾膜、核孔濾膜、銀薄膜。3）采樣量和采集速度大，富集物穩(wěn)定，對氣態(tài)、蒸汽態(tài)和氣溶膠態(tài)115玻璃纖維濾膜玻璃纖維濾膜116顆粒物采樣夾

顆粒物采樣夾117四、低溫冷凝法1.應用范圍—常溫下難于被固體吸附劑完全阻留的一些低沸點氣態(tài)化合物，所以用制冷劑將其冷凝下來。如苯乙烯，三氯乙醛等。2.冷凍劑冰（0℃）、冰-鹽水（-10℃）、干冰（-78.5℃）、液氮（-196℃）、半導體制冷器等。3.儀器冷阱、選擇性過濾器、濃縮管。四、低溫冷凝法118低溫冷凝法采樣低溫冷凝法采樣119五、靜電沉降法空氣樣品通過12000～20000伏電壓的電場時，氣體分子發(fā)生電離，所產生的離子附著在氣溶膠顆粒上，使粒子帶電。帶電粒子在電場的作用下沉降到收集電極上，將收集極表面的沉降物洗下，供分析用。六、擴散（滲透）法該方法用在個體采樣器中，采集氣態(tài)和蒸氣態(tài)有害物質。采樣時不需要抽氣動力，而是利用被測污染物質分子自身擴散或滲透到達吸收層（吸收劑、吸附劑或反應性材料)被吸附或吸收。五、靜電沉降法120七、自然積集法這種方法是利用物質的自然重力、空氣動力和濃差擴散作用采集大氣中的被測物質，如自然降塵量、硫酸鹽化速率、氟化物等大氣樣品的采集。1.降塵試樣采集采集大氣中降塵的方法分為濕法和干法兩種，其中，濕法應用更為普遍。（1）濕法

在一定大小的圓筒形玻璃(塑料、瓷、不銹鋼)缸中加入一定量的水，放置在距地面5-15m高，七、自然積集法121附近無高大建筑物及局部污染源的地方(如空曠的屋頂上),采樣口距基礎面1.5m以上，以避免頂面揚塵的影響。我國集塵缸的尺寸為內徑15cm、高30cm，一般加水l00-300mL(視蒸發(fā)量和降雨量而定)，夏季需加入少量硫酸銅溶液,以抑制微生物及藻類的生長；冰凍季節(jié)需加入適量乙醇或乙二醇，以免結冰。采樣時間為30士2天，多雨季節(jié)注意及時更換集塵缸，防止水滿溢出。附近無高大建筑物及局部污染源的地方(如空曠的屋122大氣環(huán)境監(jiān)測第三-四章課件123

(2)干法干法采樣一般使用標準集塵器。夏季也需加除藻劑。我國干法采樣用的集塵缸，在缸底放入塑料圓環(huán)，圓環(huán)上再放塑料篩板。

(2)干法124大氣環(huán)境監(jiān)測第三-四章課件125大氣環(huán)境監(jiān)測第三-四章課件1262.硫酸鹽化速率試樣的采集1）二氧化鉛采樣法將涂有二氧化鉛糊狀物的紗布繞貼在素瓷管上,制成二氧化鉛采祥管。將其放置在采樣點上,則大氣中的二氧化硫、硫酸霧等與二氧化鉛反應生成硫酸鉛。2）堿片法將用碳酸鉀溶液浸漬過的玻璃纖維濾膜置于采樣點上,則大氣中的二氧化硫、硫酸霧等與碳酸鹽反應生成硫酸鹽而被采集。2.硫酸鹽化速率試樣的采集127八、綜合采樣法空氣中的污染物并不是以單一狀態(tài)存在的，可采用不同采樣方法相結合的綜合采樣法，將不同狀態(tài)的污染物同時采集下來。例如，在濾料采樣夾后接上液體吸收管或填充柱采樣管，則顆粒物收集在濾料上，而氣體污染物收集在吸收管中。

八、綜合采樣法128第三節(jié)采樣儀器一、儀器組成空氣污染物監(jiān)測多采用動力采樣法,其由收集器、流量計和采樣動力組成。1.收集器收集器是捕集大氣中欲測物質的裝置。前面介紹的氣體吸收管（瓶）、填充柱、濾料采樣夾、低溫冷凝采樣管等都是收集器。要根據被捕集物質的存在狀態(tài)、理化性質等選用適宜的收集器。第三節(jié)采樣儀器1292.流量計流量計是測量氣體流量的儀器。常用的流量計有皂膜流量計、孔口流量計、轉子流量計、臨界孔穩(wěn)流、質量流量計等。2.流量計130大氣環(huán)境監(jiān)測第三-四章課件1313.采樣動力

采樣動力為抽氣裝置，應根據所需采樣流量、收集器類型及采樣點的條件進行選擇。常用的有薄膜泵、電磁泵、真空泵、刮板泵等。二、專用采樣器1.大氣采樣器2.顆粒物采樣器

總懸浮顆粒物采樣器、飄塵采樣器、多級采樣器。3.采樣動力132

攜帶式采樣器工作原理示意圖

1.大