空氣與廢氣監(jiān)測

第四章空氣和廢氣監(jiān)測第一節(jié)空氣污染基本知識第二節(jié)空氣污染監(jiān)測方案的制訂第三節(jié)空氣樣品的采集方法和采樣儀器第四節(jié)標準氣體的配制及大氣采樣效率和體積換算第五節(jié)氣態(tài)和蒸氣態(tài)污染物質的測定第六節(jié)大氣中顆粒物和降水的測定第七節(jié)廢氣污染源的監(jiān)測第八節(jié)室內空氣污染物質的測定我國的大氣污染十分嚴重

——案例導入

（歷史上四次因顆粒物引起的世界著名空氣污染事件）雖然肉眼看不見空氣中的顆粒物，但是各種顆粒物都能降低空氣的能見度。霧是自然的天氣現象，和人為污染沒有必然的聯系；霾則是顆粒物污染導致的，兩者的主要區(qū)別在于空氣濕度，通常在濕度大于90%時稱之為霧，而濕度小于80%時稱之為霾，濕度在80%-90%之間則為霧霾。后來則有人用煙霧這個詞來特指由于工業(yè)排放的顆粒物和霧共同形成的混合物。歷史上，很多國家都發(fā)生過因顆粒物引起的空氣污染事件。1930年比利時馬斯河谷煙霧事件：馬斯河谷是比利時境內馬斯河旁一段長24公里的河谷地段。這一段中部低洼，兩側有百米的高山對峙，使河谷地帶處于狹長的盆地之中。此處是一個重要的工業(yè)區(qū)，建有3個煉油廠、3個金屬冶煉廠、4個玻璃廠和3個煉鋅廠，還有電力、硫酸、化肥廠和石灰窯爐，工業(yè)區(qū)全部處于狹窄的盆地中。一個星期內就有60多人死亡，是同期正常死亡人數的十多倍。其中以心臟病、肺病患者死亡率最高。許多家畜也未能幸免于難，紛紛死去。這次事件曾轟動一時，雖然日后類似這樣的煙霧污染事件在世界很多地方都發(fā)生過，但馬斯河谷煙霧事件卻是20世紀最早記錄下的大氣污染慘案。（據人民網）40年代美國洛杉磯光化學煙霧事件：

美國西南海岸的洛杉磯，西面臨海，三面環(huán)山。早期金礦、石油和運河的開發(fā)，加之得天獨厚的地理位置，使它很快成為了一個商業(yè)、旅游業(yè)都很發(fā)達的港口城市。然而好景不長，從上世紀40年代初開始，人們就發(fā)現這座城市一改以往的溫柔，變得“瘋狂”起來。每年從夏季至早秋，只要是晴朗的日子，城市上空就會出現一種彌漫天空的淺藍色煙霧，使整座城市上空變得渾濁不清。洛杉礬在1940年代就擁有250萬輛汽車，每天大約消耗1100噸汽油，排出1000多噸碳氫化合物，300多噸氮氧化物和700多噸一氧化碳。另外，還有煉油廠、供油站等其他石油燃燒排放，這些化合物被排放到陽光明媚的洛杉磯上空，形成了制造一個毒煙霧工廠。1948年美國多諾拉煙霧事件：多諾拉是美國賓夕法尼亞州的一個小鎮(zhèn)，這個小鎮(zhèn)坐落在一個馬蹄形河灣內側，兩邊高約120米的山丘把小鎮(zhèn)夾在山谷中。多諾拉鎮(zhèn)是硫酸廠、鋼鐵廠、煉鋅廠的集中地，多年來，這些工廠的煙囪不斷地向空中噴煙吐霧，鎮(zhèn)上居民們對空氣中的怪味都習以為常。1948年10月26-31日，持續(xù)的霧天使多諾拉鎮(zhèn)看上去格外昏暗。在這種死風狀態(tài)下，工廠的煙囪卻沒有停止排放，就像要沖破凝住了的大氣層一樣，不停地噴吐著煙霧。隨之而來的是小鎮(zhèn)中6000人突然發(fā)病，其中有20人很快死亡。死者年齡多在65歲以上，大都原來就患有心臟病或呼吸系統(tǒng)疾病。英國倫敦煙霧事件：1952年12月5-8日，一場災難降臨了英國倫敦。地處泰晤士河河谷地帶的倫敦城市上空處于高壓中心，一連幾日無風，風速表讀數為零。大霧籠罩著倫敦城，又值城市冬季大量燃煤，排放的煤煙粉塵在無風狀態(tài)下蓄積不散，煙和濕氣積聚在大氣層中，致使城市上空連續(xù)四五天煙霧彌漫，能見度極低。在這種氣候條件下，飛機被迫取消航班，汽車即便白天行駛也須打開車燈，行人走路都極為困難，只能沿著人行道摸索前行。由于大氣中的污染物不斷積蓄，不能擴散，許多人都感到呼吸困難，眼睛刺痛，流淚不止。倫敦醫(yī)院由于呼吸道疾病患者劇增而一時爆滿，倫敦城內到處都可以聽到咳嗽聲。僅僅4天時間，死亡人數就達4000多人。兩個月后，又有8000多人陸續(xù)喪生。就連當時舉辦的一場盛大的得獎牛展覽中的350頭牛也慘遭劫難。這就是駭人聽聞的“倫敦煙霧事件”。釀成倫敦煙霧事件的主要原因，是冬季取暖燃煤和工業(yè)排放的煙霧在逆溫層天氣下的不斷積累發(fā)酵。可悲的是，10年后，倫敦又發(fā)生了一次類似的煙霧事件，造成1200人的非正常死亡。直到70年代后，倫敦市內改用煤氣和電力，并把火電站遷出城外，使城市大氣污染程度降低了80%，才摘掉了“霧都”的帽子。鋼鐵廠內高煙囪排放的濃煙鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)園區(qū)排放的煙霧汽車排放尾氣的特寫中國城市的空氣污染狀況光化學煙霧實例重度污染，這樣的城市還敢生活我國大氣污染屬于煤煙型污染，以塵和酸雨（二氧化硫）污染危害最大，并呈發(fā)展趨勢

現在我國每年工業(yè)污染源排放的二氧化硫有1570萬噸，工業(yè)粉塵841萬噸，煙塵217萬噸。第一節(jié)空氣污染基本知識1.大氣的組成對人類有影響的：距地面10km地球半徑大氣厚度氮78.06%氧20.95%氬0.93%其他氣體<0.1%有害物質：煙塵、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、碳氫化合物等2、概念按照國際標準化組織（ISO）對大氣和空氣的定義：（1）大氣：是指地球表面所有氣體的總和，其厚度為1000—1400km。依次劃分為對流、平流、中間、熱成和逸散層，與我們人類和生物關系大的是對流層約10-14km，通常稱為空氣層。與大氣層有所不同，但習慣上作同義詞用。（2）空氣：指環(huán)境空氣，對人類及生物生存起重要作用的近地面約10-14km內的氣體層。大氣污染學中，“大氣”與“空氣”意義相同。（3）大氣污染：通常是指由于人類活動或自然過程引起某些物質進入大氣中，呈現出足夠的濃度，達到足夠的時間，并因此危害了人體的舒適、健康和福利或環(huán)境污染的現象。

大氣圈垂直結構3.環(huán)境空氣的重要性：一個成年人每天呼吸大約兩萬次，吸入的空氣量大約10～15m3（13.6kg），約食物重量的10倍（食物1.5kg、水2kg）。環(huán)境空氣是一種資源，而且是一種可更新的資源。環(huán)境空氣的性質：環(huán)境空氣是一種混合氣體，平均分子量為28.966，標準狀態(tài)下的密度為1.293kg/m3。二、空氣污染的危害圖片來源：國家地理雜志空氣污染對人體的危害途徑：呼吸道吸入；隨食物和飲水攝入；體表接觸侵入。1、對人體健康的直接危害（1）大氣顆粒物（4）氮氧化物（5）光化學氧化劑（3）一氧化碳（2）二氧化硫臭氧對鼻子、咽喉、肺等呼吸器官有刺激作用，運動時則吸入更嚴重。所有大氣污染物中散布最廣的一種，嚴重阻礙血液輸氧，引起缺氧中毒。

NO2對呼吸器官有刺激性，可引起肺水腫、慢性支氣管炎等疾病，若與SO2共存，則危害更重。

損害肝臟。且由于SO2通常與多種污染物共存，吸入之后產生的復合作用危害更大。顆粒物的大小決定其沉積于呼吸道中的位置；化學組成決定沉積位置上對組織的影響。2、對人類的間接危害

（1）空中死神”——酸雨的危害

A酸雨的形成，煤炭等燃料在燃燒時以氣體形式排出硫和氮的氧化物，這些氧化物與空氣中的水蒸氣結合后形成高腐蝕性的硫酸和硝酸，又與雨、雪、霧一起回落到地面，這就是被稱作“空中死神”的酸雨。中國部分地區(qū)二氧化硫污染很嚴重，少數大城市氮氧化物的濃度也較高。這些酸性氣體導致了酸雨的形成。中國目前酸雨區(qū)面積占國土面積30%，主要分布在華中、華南、西南和華東地區(qū)，北方只有局部地區(qū)出現酸雨。酸雨會造成農田減產、森林生態(tài)破壞、城市設施銹蝕或老化、歷史遺跡風蝕加劇等多種危害，因此帶來巨大的經濟損失。B中國目前的酸雨問題

在我國所能允許的最大二氧化硫排放量

在我國，基本消除酸雨污染所允許的最大二氧化硫排放量為1200萬__1400萬噸。而2013年，全國二氧化硫排放量就達到2158.7萬噸，比2010年增長12％，其中工業(yè)排放量增加了14.7％。按照目前的經濟發(fā)展速度。以及污染控制方式和力度，到2020年，全國僅火電廠排放的二氧化硫就將達2100萬噸以上，全部排放量將超過大氣環(huán)境容量1倍以上，這對生態(tài)環(huán)境和民眾健康將是一場嚴重災難。C酸雨腐蝕的森林（2）溫室效應：大量的煤、天然氣和石油燃料被用在工商業(yè)、住房和交通上.這些燃料燃燒時產生的過量二氧化碳就象玻璃罩一樣阻斷地面熱量向外層空間散發(fā)，將熱氣滯留在大氣中形成了溫室效應?！皽厥倚睂е率谷驓庀笞儠幔a生災難性干旱和洪澇，并使南北極冰山融化導致海平面上升

（3）臭氧層的破壞：臭氧層是指大氣層的平流層中臭氧濃度相對較高的部分，其主要作用是吸收短波紫外線。

大氣臭氧層主要有三個作用。一是保護作用，臭氧層能吸收太陽光中的波長306.3nm以下的紫外線，保護地球上的人類和動植物免遭短波紫外線的傷害。二是加熱作用，臭氧吸收太陽光中的紫外線并將其轉換為熱能加熱大氣，而地球以外的星球因不存在這種現象。三是溫室氣體的作用，臭氧的高度分布距地面15～50千米高度的大氣平流層，集中了地球上約90%的臭氧，這就是“臭氧層”。

地球上的一切生物離開太陽光就沒有生命。太陽光是由可見光、紫外線、紅外線三部分組成。進入大氣層的太陽光有55%可穿過大氣層照射到大地與海洋，其中40%為可見光，它是綠色植物光合作用的動力；5%是波長100～400納米的紫外線長波紫外線能夠殺菌。

但是波長為200～315納米的中短波紫外線對人體和生物有害。當它穿過平流層時，絕大部分被臭氧層吸收。因此，臭氧層就成為地球一道天然屏障，使地球上的生命免遭強烈的紫外線傷害。破壞原因：人類過多地使用氯氟烴類化學物質（用CFCs表示）是破壞臭氧層的主要原因。氯氟烴是一種人造化學物質，主要用作氣溶膠、制冷劑、發(fā)泡劑、化工溶劑等。另外，哈龍類物質（用于滅火器）、氮氧化物也會造成臭氧層的損耗。臭氧層被大量損耗后，吸收紫外輻射的能力大大減弱，給人類健康和生態(tài)環(huán)境帶來多方面的的危害。如皮膚癌將增加15%~25%.患白內障和呼吸道疾病的人也將增多。有人認為，臭氧層被破壞，將打亂生態(tài)系統(tǒng)中復雜的食物鏈，導致一些主要生物物種滅絕。將使地球上三分之二的農作物減產，導致糧食危機。紫外線輻射增強，還會導致全球氣候變暖。三、空氣污染源空氣污染源是指排放（或產生）空氣污染物質的源。按產生原因可分為：1.自然源，它包括風力揚塵、火山爆發(fā)、森林火災、生物腐爛等所產生的有害氣體和灰塵；植物產生的酯類、烴類化合物；有機質腐爛產生的臭氣以及自然放射源等。2.人為源，按其形狀可分為：點源、線源、面源、復合源等；按其排放高度可分為：地面源和高架源。還可按不同的標準，分為固定源、流動源、瞬時源、連續(xù)源等。煤炭是中國城鎮(zhèn)民用及工業(yè)的主要生活和動力能源，因此城鎮(zhèn)大氣污染主要為煤煙型污染。除此，火電、冶煉、化工、造紙、煉油、交通運輸等不同的工業(yè)企業(yè)還可排放不同的廢氣污染空氣（1）工業(yè)企業(yè)排放的廢氣表3.1各類工業(yè)企業(yè)向空氣排放的主要污染物部門企業(yè)類別排出主要污染物電力火力發(fā)電廠煙塵、SO2、NOx、CO、苯并芘等冶金鋼鐵廠有色金屬冶煉廠焦化廠煙塵、SO2、CO、氧化鐵塵、氧化錳塵、錳塵等煙塵(Cu、Cd、Pb、Zn等重金屬)、SO2等煙塵、SO2、CO、H2S、酚、苯、萘、烴類等化工石油化工廠氮肥廠磷肥廠氯堿廠化學纖維廠硫酸廠合成橡膠廠農藥廠冰晶石廠SO2、H2S、NOx、氰化物、氯化物、烴類等煙塵、NOx、CO、NH3、硫酸氣溶膠等煙塵、氟化氫、硫酸氣溶膠等氯氣、氯化氫、汞蒸氣等煙塵、H2S、NH3、CS2、甲醇、丙酮等SO2、NOx、砷化物等烯烴類、丙烯腈、二氯乙烷、二氯乙醚、乙硫醇、氯化甲烷等砷化物、汞蒸氣、氯氣、農藥等氟化氫等機械機械加工廠儀表廠煙塵等汞蒸氣、氰化物等輕工燈泡廠造紙廠煙塵、汞蒸氣等煙塵、硫醇、H2S等建材水泥廠水泥塵、煙塵等（2）交通運輸工具排放的廢氣（3）室內空氣污染源四、大氣污染物及其存在狀態(tài)大氣污染物：由于人類活動或者自然過程向大氣中

排入有害顆粒物或廢氣，并對人和大氣產生有害影

響的那些物質。1.分子狀態(tài)污染物定義：指常溫常壓下以氣體或蒸氣分子形式分散在大氣中的污染物質。按化學組成形式分為五類：含硫化合物（民用爐、熱電站、金屬冶煉、硫酸廠）SO2、H2S；含氮化合物（燃料燃燒、硝酸廠、氮肥廠、炸藥廠），NO2、NO、NH3；碳氫化合物（燃燒爐、熱電廠、汽車尾氣）C1~C10

碳的氧化物（CO、CO2）；鹵素化合物（氟化物、氯化物、制堿廠）、HF、HCI。

分子狀態(tài)污染物的特點：污染物以分子狀態(tài)分散于大氣中，能與空氣隨意混合。它們在大氣中的擴散速率與污染物的密度和氣流流速有關，密度小的污染物向上漂浮，密度大的污染物向下沉降；前者沿氣流方向傳輸，可到達很遠的地方，在空氣中可以長時間滯留。2.粒子狀態(tài)污染物（顆粒物）：

定義粒子狀態(tài)污染物是分散在空氣中的微小液體和固體顆粒，粒徑多在0.01~100μm之間，是一個復雜的非均勻體系。用標準大容量顆粒采樣器在濾膜上所收集到的顆粒物的總質量，通常稱為總懸浮顆粒物（TSP），空氣動力學直徑≦100μm的顆粒物。通常顆粒物在重力作用下的沉降特性將其分為降塵和飄塵。粒徑大于10μm的顆粒物能夠較快的沉降到地面上，稱為降塵；粒徑小于10μm的顆粒物可長期漂浮在大氣中，稱為飄塵，其中PM2.5-10為可吸入顆粒物。飄塵在大氣中與大氣構成氣溶膠，根據分散相的不同，分別稱為煙（固體氣溶膠，0.01～1μm）；霧（是氣體中微小液滴懸浮體的總稱，霧的粒徑一般在10μm以下）；塵（由于固體物質的破碎、研磨、篩分、輸送等機械過程或土壤、巖石的風化等自然過程形成的，1～200μm）。一般將冶金過程和化學過程形成的固體顆粒氣溶膠稱為煙塵；將燃料燃燒過程產生的飛灰和黑煙，在不需仔細分時，也稱為煙塵。在其他情況下，或泛指小固體顆粒的氣溶膠時，則通稱粉塵。（1）一次污染物：直接從污染源排放的污染物。主要有SO2、H2S、NO、NH3、CO、CO2

、HF、HCl、C1—C12化合物、顆粒物等。（2）二次污染物：是指由一次污染物在大氣中互相作用，經化學反應或光化學反應形成的與一次污染物的物理、化學性質完全不同的新的大氣污染物，其毒性比一次污染物還強。主要有SO3、H2SO4、MSO4、MNO3

、NO2、醛類、酮類、過氧已酰硝酸酯。

如硫酸煙霧：硫酸煙霧系大氣中的SO2等硫化物，在有水霧、含有重金屬的飄塵或氮氧化物存在時，發(fā)生一系列化學或光化學反應而生成的硫酸霧或硫酸鹽氣溶膠。又如光化學煙霧：光化學煙霧是在陽光照射下，大氣中的氮氧化物，碳氫化合物和氧化劑之間發(fā)生一系列光化學反應而生成的藍色煙霧(有時帶些紫色或黃褐色)，其主要成分有臭氧、過氧乙酞基硝酸醋、酮類和醛類等。它們的刺激性和危害要比一次污染物強烈得多。2、按形成過程可分為四、大氣污染源1、存在的形式：污染源就是造成環(huán)境污染的發(fā)生源，一般指向環(huán)境排放有害物質或對環(huán)境產生有害影響的場所、設備、裝置等。大氣污染源指的是向大氣中排放污染物質的發(fā)生源。（1）按存在形式分：固定污染源和流動污染源

（2）按空間分布分：點源：如火力發(fā)電廠和供暖鍋爐；線源：汽車、火車、飛機等在公路、鐵路、跑道或航空線附近構成的大氣污染；面源：石油化工區(qū)或居民住宅區(qū)的眾多小爐灶構成的大氣污染。2、空氣中污染物的時空分布特點

與其他環(huán)境要素中的污染物質相比較，空氣中的污染物質具有隨時間、空間變化大的特點?？諝馕廴疚锏臅r空分布及其濃度與污染物排放源的分布、排放量及地形、地貌、氣象等條件密切相關。（1）按排放時間狀況分:連續(xù)源、間斷源、瞬時源（2）按人類活動功能分：工業(yè)、能源、交通和生活污染源（3）時間性：同一污染源對同一地點在不同時間所造成的地面空氣污染濃度往往相差數倍至數十倍；同一時間不同地點也相差甚大。一次污染物和二次污染物在大氣中的濃度由于受氣象條件的影響，它們在一天內的變化也不同。一次污染物因受逆溫層、氣溫、氣壓等的限制，在清晨和黃昏時濃度較高，中午即降低；而二次污染物如光化學煙霧等由于是靠太陽光能形成的，故在中午時濃度增加，清晨和夜晚時降低。大氣污染物一年時間分布0123456789101112月SO2(mg/m3)0.100.080.060.040.02某城市SO2濃度的時間變化曲線(年變化曲線)大氣污染物的日時空分布010204060810121416182022SO2(mg/m3)

0.240.200.160.120.080.040.00某城市SO2濃度的時間變化曲線(日變化曲線)（4）空間性大氣污染物的空間分布與污染源種類、分布情況和氣象條件等因素有關。如：煙塵的排放市區(qū)比郊區(qū)多，郊區(qū)比農村多。因此除了注意選擇適當時間外，還應選擇合適的采樣點，使結果更具代表性。

3.大氣污染物的形成和主要污染物：大氣污染是指大氣中污染物濃度達到有害程度，超過了環(huán)境質量標準的現象。凡是能使空氣質量變壞的物質都是大氣污染物。大氣污染物目前已知約有１００多種。按其存在狀態(tài)可分為氣溶膠狀態(tài)污染物和氣體狀態(tài)污染物。氣溶膠狀態(tài)污染物主要有粉塵、煙液滴、霧、降塵、飄塵、懸浮物等。氣體狀態(tài)污染物主要有以二氧化硫為主的硫氧化合物，以二氧化氮為主的氮氧化合物，以二氧化碳為主的碳氧化合物以及碳、氫結合的碳氫化合物。大氣中不僅含無機污染物，而且含有機污染物。4.我國大氣污染的現狀

我國大氣污染屬于煤煙型污染，以塵和酸雨（二氧化硫）污染危害最大，并呈發(fā)展趨勢。城市塵污染，據參加全球大氣監(jiān)測的北京、沈陽、西安、上海、廣州5個城市的監(jiān)測資料表明，總懸浮顆粒物年日均濃度分別在200～550μg/m3范圍內，超過世界衛(wèi)生組織(WHO)衛(wèi)生標準60～90μg/m3約3～9倍，這5個城市全被列入世界污染最嚴重的10個城市之中，北京是世界上塵污染最嚴重的首都之一。全國1/3的城市人口呼吸著嚴重污染的空氣，大氣污染已使我國600多座城市,大氣質量符合國家標準的不到1%。六、監(jiān)測項目及污染物濃度表示方法類別必測項目按地方情況增加的必測項目選測項目污染物監(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－1、空氣污染常規(guī)監(jiān)測項目2、空氣中污染物濃度表示方法一是單位體積質量濃度是指單位體積空氣中所含污染物的質量數，常用mg/m3或μg/m3表示。二是體積比濃度是指100萬體積空氣中含污染氣體或蒸氣的體積數，常用mL/m3和μL/m3表示。

兩種濃度表示方法之間的換算：小結1.大氣組成與結構2.大氣污染物3.大氣污染源4.大氣污染物的時空分布5.大氣污染監(jiān)測和監(jiān)測項目作業(yè)題P2001.2第二節(jié)空氣污染監(jiān)測方案的制訂1、教學要求要求了解大氣采樣點的布設原則和要求，掌握采樣點的布設方法和采樣時間與采樣頻率，了解大氣采樣點的調查與采樣點的數目。2、教學重點掌握大氣采樣點的布設方法。3、教學難點大氣采樣點的布設方法。一、監(jiān)測目的

1、通過對環(huán)境空氣中主要污染物質進行定期或連續(xù)地監(jiān)測，判斷空氣質量是否符合《環(huán)境空氣質量標準》或環(huán)境規(guī)劃目標的要求，為空氣質量狀況評價提供依據。

2、為研究空氣質量的變化規(guī)律和發(fā)展趨勢、開展空氣污染的預測預報以及研究污染物遷移轉化情況提供基礎資料。

3、為政府環(huán)保部門執(zhí)行環(huán)境保護法規(guī)、開展空氣質量管理及修訂空氣質量標準提供依據和基礎資料。二、調研及資料收集1、污染源分布及排放情況2、氣象資料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第二節(jié)大氣樣品的采集一、收集資料、調查研究要使監(jiān)測結果具有代表性必須根據監(jiān)測目的調研收集資料，綜合分析確定監(jiān)測項目，布設采樣網點，選擇采樣方法、時間與頻率，建立質保措施提出報告要求，制定監(jiān)測方案。1、污染源分布及排放情況

如監(jiān)測區(qū)內污染源類型、數量、位置、排放污染物種類與排放量，所用原料、燃料、消耗量，煙囪的高低、可否產生二次污染物等。

2、氣象資料如主導風向，污染物在大氣中可能擴散輸送的范圍、各種氣象指標如風力、風向、風速，氣溫、氣壓，日照時間、降雨、降雪、濕度等。3、地形地勢、土地利用和功能區(qū)劃分情況，如因地勢原因風向、風速、氣溫、氣壓等大不相同。布設點位與數量差異很大。4、人口分布與健康及其它生物狀況的調查5、對已有監(jiān)測資料初步調查表3.4WHO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>80010105453二、采樣站(點)數目的確定表3.3我國空氣環(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灰塵自然沉降量硫酸鹽化速率<503≥3≥650～10044～86～12100～20058～1112～18200～400612～2018～30>400720～3030～40圖3.1網格布點法適用于多個污染源且污染源分布比較均勻的情況三、采樣站(點)布設方法1.功能區(qū)布點法2.網格布點法圖3.2同心圓布點法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)。3.同心圓布點法圖3.3扇形布點法適用于主導風向明顯的地區(qū)，或孤立的高架點源。4.扇形布點法表3.550m高煙囪排放污染物最大濃度出現位置與氣象的關系大氣穩(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以上四、采樣點布設的原則1、要考慮高在監(jiān)測區(qū)域的高、中、低不同污染物濃度的地方2、選擇在有代表性的區(qū)域內如工業(yè)排污區(qū)、人口密集區(qū)、郊區(qū)、農村山區(qū)或水面區(qū)。3、選擇在開闊地、上風口，采樣的水平線與周圍建筑物高度的夾角應小于30度，交通密集處高在距人行道邊緣1.5m處。4、各采樣點的設置要盡可能一致或標準化。5、采樣高度要根據具體的監(jiān)測項目而定，如危害人體的高度為1.5-2.0m;降塵5-15m,二氧化硫、氮氧化物、總懸浮物5-10m。五、采樣頻率和采樣時間采樣頻率系指在一個時段內的采樣次數。采樣時間指每次采樣從開始到結束所經歷的時間。二者要根據監(jiān)測目的、污染物分布特征、分析方法靈敏度等確定。表3.6國家環(huán)保局頒布的城鎮(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，每天連續(xù)采樣24±0.5h，每月14～16d，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)采樣24±0.5h，每月5～6d，每年12個月灰塵自然沉降量每月采樣30±2d，每年12個月硫酸鹽化速率每月采樣30±2d，每年12個月表3.7污染物監(jiān)測數據統(tǒng)計有效性的規(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的采樣時間六、采樣方法、監(jiān)測方法和質量保證根據污染物的存在狀態(tài)、濃度、理化性質及監(jiān)測方法選擇采樣方法和儀器。盡可能選擇國家標準方法——《空氣和廢氣監(jiān)測分析方法》（第四版）

按監(jiān)測質量的五性要求在各關鍵環(huán)節(jié)做好質量監(jiān)控與保證評價措施。第三節(jié)空氣樣品的采集方法和

采樣儀器一、直接采樣法（一）注射器采樣（二）塑料袋采樣（三）采氣管采樣（四）真空瓶采樣圖3.5真空采氣瓶示意圖圖3.6真空采氣瓶抽真空裝置示意圖圖3.4采氣管示意圖適用于大氣中被測組分濃度較高或監(jiān)測方法靈敏度高的情況，這時不必濃縮，只需用儀器直接采集少量樣品進行分析測定即可。此法測得的結果為瞬時濃度或短時間內的平均濃度。常用容器有注射器、塑料袋、采氣管、真空瓶等。

一、直接采樣法（1）玻璃注射器采樣：常用100mL注射器采集樣品。采樣時，先用現場氣體抽洗2-3次，然后抽取100mL，密封進氣口，帶回實驗室分析。樣品存放時間不宜長，一般當天分析完。氣相色譜分析法常采用此法取樣。取樣后，應將注射器進氣口朝下，垂直放置，以使注射器內壓略大于外壓。（2）塑料袋采樣：應選不吸附、不滲漏，也不與樣氣中污染組分發(fā)生化學反應的塑料袋，如聚四氟乙烯袋、聚乙烯袋、聚氯乙烯袋和聚酯袋等，還有用金屬薄膜作襯里（如襯銀、襯鋁）的塑料袋。采樣時，先用二聯橡皮球打進現場氣體沖洗2-3次，再充滿樣氣，夾封進氣口，帶回實驗室盡快分析。

（3）采氣管采樣：采氣管容積一般為100-500mL。采樣時，打開兩端旋塞，用二聯球或抽氣泵接在管的一端，迅速抽進比采氣管容積大6-10倍的欲采氣體，使采氣管中原有氣體被完全置換出，關上旋塞，采氣管體積即為采氣體積。（4）采樣瓶采樣：采樣瓶是一種具有活塞的耐壓玻璃瓶，容積一般為500-1000mL。采樣前，先用抽真空裝置把采氣瓶內氣體抽走，使瓶內真空度達到1.33KPa，之后，便可打開旋塞采樣，采完即關閉旋塞，則采樣體積即為真空瓶體積。富集（濃縮）采樣法：是使大量的樣氣通過吸收液或固體吸收劑得到吸收或阻留，使原來濃度較小的污染物質得到濃縮，以利于分析測定。適用于大氣中污染物質濃度較低（ppm-ppb）的情況，直接采樣不能滿足分析測定要求。采樣時間一般較長，測得結果可代表采樣時段的平均濃度，更能反映大氣污染的真實情況。具體采樣方法包括溶液吸收法、固體阻留法、液體冷凝法、自然積集法等。二、富集（濃縮）采樣法（1）溶液吸收法是采集大氣各污染物質的常用方法。采樣時，用抽氣裝置將欲測空氣以一定流量抽入裝有吸收液的吸收管（瓶），使被測物質的分子阻留在吸收液中，以達到濃縮的目的。采樣結束后，倒出吸收液進行測定，根據測得的結果及采樣體積計算大氣中污染物的濃度。圖3.7氣體吸收管（瓶）示意圖

（1）溶液吸收法吸收效率主要決定于吸收速度和樣氣與吸收液的接觸面積。吸收液的選擇原則：1）與被采集物質發(fā)生不可逆化學反應快或對其溶解度大；2）污染物質被吸收液吸收后，要有足夠的穩(wěn)定時間，以滿足分析測定所需時間的要求；3）污染物質被吸收后，應有利于下一步分析測定，最好能直接用于測定；4）吸收液毒性小，價格低，易于購買，并盡可能回收利用。（1）溶液吸收法常用吸收管:①氣泡式吸收管：適用于采集氣態(tài)和蒸汽態(tài)物質，不宜采氣溶膠態(tài)物質。②沖擊式吸收管：適宜采集氣溶膠態(tài)物質和易溶解的氣體樣品，而不適用于氣態(tài)和蒸汽態(tài)物質的采集。管內有一尖嘴玻璃管作沖擊器。③多孔篩板吸收管（瓶）：是在內管出氣口熔接一塊多孔性的砂芯玻板，當氣體通過多孔玻板時，一方面被分散成很小的氣泡，增大了與吸收液的接觸面積；另一方面被彎曲的孔道所阻留，然后被吸收液吸收。所以多孔篩板吸收管既適用于采集氣態(tài)和蒸汽態(tài)物質，也適于氣溶膠態(tài)物質。（2）填充柱阻留法

吸附型填充柱，分配型填充柱，反應型填充柱。。。。。。。。顆粒狀填充劑抽氣泵﹡﹡﹡﹡﹡﹡組分

空氣圖3.8填充柱阻留法示意圖

（2）填充拄阻流法(固體阻留法)填充柱是用一根6-10cm長,內徑3-5mm的玻璃管或塑料管,內裝顆粒狀填充劑制成。采樣時，讓氣樣以一定流速通過填充柱，則欲測組分因吸附、溶解或化學反應而被阻留在填充劑上，達到濃縮采樣的目的。采樣后，通過加熱解吸，吹氣或溶劑洗脫，使被測組分從填充劑上釋放出來測定。所用填充劑為顆粒狀固體吸附劑，如活性炭、硅膠、分子篩、氧化鋁、素燒陶瓷、高分子多孔微球等多孔性物質，對氣體和蒸氣吸附力強。（2）填充拄阻流法(固體阻留法)一是分配型填充劑：所用填充劑為表面涂有高沸點有機溶劑（如甘油異十三烷）的惰性多孔顆粒物（如硅藻土、耐火磚等），適于對蒸氣和氣溶膠態(tài)物質（如六六六、DDT、多氯聯苯等）的采集。氣樣通過采樣管時，分配系數大的或溶解度大的組分阻留在填充柱表面的固定液上。二是反應型填充柱：其填充柱是由惰性多孔顆粒物（如石英砂、玻璃微球等）或纖維狀物（如濾紙、玻璃棉等）表面涂一層能與被測組分發(fā)生化學反應的試劑制成。也可用能與被測組分發(fā)生化學反應的純金屬（如金、銀、銅等）絲毛或細粒作填充劑。采樣后，將反應產物用適宜溶劑洗脫或加熱吹氣解吸下來進行分析。

固體阻留法優(yōu)點：①用固體采樣管可以長時間采樣，測得大氣中日平均或一段時間內的平均濃度值；溶液吸收法則由于液體在采樣過程中會蒸發(fā)，采樣時間不宜過長；②只要選擇合適的固體填充劑，對氣態(tài)、蒸氣態(tài)和氣溶膠態(tài)物質都有較高的富集效率，而溶液吸收法一般對氣溶膠吸收效率要差些；③濃縮在固體填充柱上的待測物質比在吸收液中穩(wěn)定時間要長，有時可放置幾天或幾周也不發(fā)生變化。所以，固體阻留法是氣污染監(jiān)測中具有廣闊發(fā)展前景的富集方法。（2）濾料阻留法圖3.9顆粒物采樣夾和濾料采樣裝置示意圖（3）濾料采樣法將過濾材料（濾紙、濾膜等）放在采樣夾上，用抽氣裝置抽氣，則空氣中的顆粒物被阻留在過濾材料上，稱量過濾材料上富集的顆粒物質量，根據采樣體積，即可計算出空氣中顆粒物的濃度。常用濾料：一是纖維狀濾料：如定量濾紙、玻璃纖維濾膜（紙）、氯乙烯濾膜等；二是篩孔狀濾料：如微孔濾膜、核孔濾膜、銀薄膜等。各種濾料由不同的材料制成，性能不同，適用的氣體范圍也不同。

（四）低溫冷凝法圖3.10低溫冷凝采樣裝置示意圖（4）低溫冷凝采樣法是借制冷劑的制冷作用使空氣中某些低沸點氣態(tài)物質被冷凝成液態(tài)物質，以達到濃縮的目的。適用于大氣中某些沸點較低的氣態(tài)污染物質，如烯烴類、醛類等。常用制冷劑：冰、干冰、冰-食鹽、液氯-甲醇、干冰-二氯乙烯、干冰-乙醇等。優(yōu)點：效果好、采樣量大、利于組分穩(wěn)定。圖3.11標準集塵器示意圖圖3.12干法采樣集塵器示意圖（5）自然降塵采集法自然沉積法：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。

優(yōu)點：不需動力設備，簡單易行，且采樣時間長，測定結果能較好反映大氣污染情況。三、采樣儀器1、組成部分：收集器，流量計，采樣動力。三種常用的流量計示意圖皂膜流量計孔口流量計1.隔板；2.液柱；3.支架轉子流量計1.錐形玻璃管；2.轉子2、專用采樣器（1）空氣采樣器收集器計時器流量計采樣泵工作原理外觀照片2.顆粒物采樣器

（1）總懸浮顆粒物采樣器圖3.16大流量采樣器結構示意圖（2）可吸入顆粒物采樣器圖3.17TSP采樣器實物照片圖3.18旋風分塵器原理示意圖向心式分塵器原理示意圖三級向心式分器原理示意圖撞擊式分塵器示意圖第四節(jié)標準氣體的配制、大氣采樣效率和氣體體積換算1、教學要求要求掌握標準氣體的配制原理與方法了解大氣采樣效率的評價方法，掌握大氣污染物濃度表示方法和體積換算。2、教學重點掌握大氣污染物濃度表示方法和體積換算。3、教學難點大氣污染物體積換算。圖3.55正壓配氣裝置示意圖一、靜態(tài)配氣法1、注射器配氣法圖3.54配氣瓶配氣裝置示意圖是把一定量的原料氣加入已知容積的容器中，再充入稀釋氣體混勻制得。3、正壓配氣4、高壓鋼瓶配氣法2、配氣瓶配氣法1、連續(xù)稀釋法二、動態(tài)配氣法圖3.56鋼瓶氣源連續(xù)稀釋配氣裝置示意圖2、負壓噴射法圖3.58負壓噴射法配氣原理示意圖使已知濃度的原料與稀釋氣按恒定比例連續(xù)不斷進入混合器混合，此法適合配制低濃度的標準氣。3、滲透管法4、氣體擴散法（1）采集氣態(tài)和蒸氣態(tài)污染物質效率的評價方法

絕對比較法：是精確一個已知濃度C0的標準氣體

用所選的采樣方法采集標準氣體，測定其濃度C1,則其采樣效率為

相對比較法：配制一恒定但不知道待測污染物準確濃度的氣體樣品，用2-3個采樣管串聯起來采集所配樣品，分別測定各采樣管中的污染物濃度，

（2）采集顆粒物效率的評價方法顆粒數比較法：即所采集到的顆粒物數目占總顆粒數目的百分比。K=(N1-N2)/N1*100%質量比較法：即所采集到的顆粒物數質量占總顆粒數質量的百分比。K=m1/M2*100%

三、采樣效率及評價1、采樣效率的概念：采樣效率是指在規(guī)定的采樣條件（如采樣流量、污染物濃度范圍、采樣時間等）下，所采集到的污染物量占其總量的百分數。需要說明的一是在相對比較法中：分別測定各采樣管中的污染物含量,計算第一管含量占總量百分數。第二、三管的污染物濃度越小，采樣效率越高。一般要求K值在90%之上。若K小于90％，應串三個管使用。

二是質量采樣效率中由于小顆粒物的數量總是占大部分，而按質量計算卻只占很小部分，故質量采樣效率總是大于顆粒數采樣效率。由于微米以下顆粒對人體健康影響較大，顆粒采樣效率有著重要作用；在大氣監(jiān)測評價中，評價采集顆粒物方法的采樣效率多用質量采樣效率表示。

四、大氣中污染物濃度表示方法和氣體體積換算

（一）污染物濃度表示方法有兩種：1、單位體積內所包含污染物的質量數

單位：mg/m3或μg/m3，對任何狀態(tài)的污染物都適用。2、污染物體積與氣樣總體積的比值

單位：ppm或ppb，僅適于氣態(tài)或蒸汽態(tài)物質。3、兩種單位換算關系：Cp=22.4×C/M

(二）氣體體積換算：把現場狀態(tài)下的體積換算成標準狀態(tài)下的體積:式中：V0──標準狀態(tài)下的采樣體積，L或m3；Vt──現場狀態(tài)下的采樣體積，L或m3；t──采樣時的溫度，℃；P──采樣時的大氣壓力，kPa。五、采樣記錄被測污染物的名稱及編號；采樣地點和采樣時間；采樣流量和采樣體積；采樣時的溫度、大氣壓力和天氣情況，采樣儀器和所用吸收液；采樣者、審核者姓名。第五節(jié)氣態(tài)和蒸氣態(tài)污染物質的測定1、教學要求：要求了解常見氣態(tài)污染物的測定分析方法,掌握二氧化硫和氮氧化物的測定方法.

2、教學重點：掌握二氧化硫和氮氧化物的測定方法.

3、教學難點：分析方法.大氣中氣態(tài)和蒸汽態(tài)污染物質的測定項目有：二氧化硫、氮氧化物的測定、一氧化碳、臭氧、總烴、氟化物的測定。一、二氧化硫的測定1、概述SO2

是大氣主要污染物之一,為大氣環(huán)境污染例行監(jiān)測的必測項目。

性質：SO2是一種無色、易溶于水、有刺激性氣味的氣體，能通過呼吸進入氣管，對局部組織產生刺激和腐蝕作用，是誘發(fā)支氣管炎等疾病的原因之一，特別是當它與煙塵等氣溶膠共存時，可加重對呼吸道黏膜的損害。污染來源：主要來于煤和石油等燃料的燃燒、含硫礦石的冶煉、硫酸等化工產品生產排放的廢氣。危害：它是一種無色,易溶于水,有刺激性氣味的氣體,能通過呼吸進入氣管,對局部組織產生刺激和腐蝕作用,是誘發(fā)支氣管炎等疾病的原因之一。特別是當它與煙塵等氣溶膠共存時，可加重對呼吸道粘膜的損害。SO2的閾值是0.3ppm,達30-40ppm時,人會感到呼吸困難。2、二氧化硫的測定常用測定方法有：分光光度法、紫外熒光法、電導法、庫侖滴定法、火焰光度法等。國家制定了兩個標準方法：一是GB/T8970-1988四氯汞鹽-鹽酸副玫瑰苯胺比色法；另一是GB/T15262-1994甲醛吸收-副玫瑰苯胺比色法。

測定方法一：四氯汞鹽－鹽酸副玫瑰苯胺比色法

（1）特點：該方法是國內廣泛采用的測定環(huán)境空氣中SO2的方法，具有靈敏度高，選擇性好等優(yōu)點。最低檢出濃度為0.4μg/5mL。缺點是吸收液毒性大。(2)原理：用氯化鉀（KCl）和氯化汞（HgCl2）配制成四氯汞鉀溶液，氣樣中的二氧化硫用該溶液吸收，生成穩(wěn)定的二氯亞硫酸鹽絡合物，該絡合物再與甲醛和鹽酸副玫瑰苯胺作用，生成紫色絡合物，其顏色深淺與SO2含量成正比，可用分光光度法測定。3.測定要點：先用亞硫酸鈉（Na2SO3）標準溶液配制標準色列，在最大吸收波長處以蒸餾水為參比測定吸光度，用經試劑空白修正后的吸光度對SO2

含量繪制標準曲線，然后以同樣方法測定顯色后的樣品溶液，經試劑空白修正后，按下式計算樣氣中SO2

含量：

SO2(mg/m3)=W×Vt/Vn×Va。4.注意事項(1)溫度、酸度、顯色時間等因素影響顯色反應；標準溶液和試樣溶液操作條件應保持一致。(2)氮氧化物（NOx）、臭氧（O3）及Mn2+、Fe3+、Cr6+等對測定有干擾。采樣后放置片刻，臭氧可自行分解；加入磷酸和乙二胺四乙酸二鈉鹽可消除或減小某些金屬離子的干擾。（3）為避免四氯汞鉀溶液的毒性，可用甲醛緩沖溶液取代，作為吸收液，之后加入NaOH溶液，使SO2釋放，再與鹽酸副玫瑰苯胺顯色。測定方法二：甲醛吸收－鹽酸副玫瑰苯胺比色法

（1）特點：此法測定環(huán)境空氣中SO2

避免了使用毒性大的四氯汞鉀吸收液，與方法一都具有靈敏度高，選擇性好等優(yōu)點。且樣品采集后相當穩(wěn)定，但操作條件要注高。(2)原理：氣樣中的二氧化硫被甲醛溶液吸收后，生成穩(wěn)定的羥甲基磺酸加成化合物，在樣品溶液中加入氫氧化鈉使加成化合物分解，釋放出SO2與副玫瑰苯胺、甲醛作用生成紫紅色化合物，其顏色深淺與SO2含量成正比，可用分光光度法于波長577nm測定吸光度，（3）操測其吸光度，計算標準曲線的回歸方程，以同樣方法測定顯色后的樣品溶液，經試劑空白校正后按公式計算樣氣中SO2的含量。（4）注意事項：注意掌握顯色溫度和時間，顯色劑的加入方法要正確，否則精密度差。

二、氮氧化物的測定

1、概述：大氣中的氮氧化物有一氧化氮、二氧化氮、氧化二氮、三氧化二氮、四氧化二氮和五氧化二氮等多種形式。主要以前兩者(NO)和(NO2)形式存在。它們主要來源于石化燃料高溫燃燒和硝酸、化肥等生產排放的廢氣,以及汽車排氣。NO為無色、無臭、微溶于水的氣體，在大氣中易被氧化為NO2

。NO2為棕紅色氣體，具有強刺激性臭味，是引起支氣管炎等呼吸道疾病的有害物質。大氣中的NO和NO2

可以分別測定，也可以測定二者的總量。

2、氮氧化物的測定方法由于空氣中氮氧化物的濃度不同，所處的狀態(tài)也不同，國家制定了三個測定氮氧化物的標準。GB8969-88中氮氧化物的測定使用鹽酸萘乙二胺比色法（空氣質量標準）。該方法采樣和顯色同時進行，操作簡便，靈敏度高；GB/T139606-92氮氧化物的測定，用于火炸藥生產過程中排出的硝酸尾氣中的NO、NO2；GB/T15436-1995氮氧化物的測定，即Saltzman法，用于測定環(huán)境空氣中的NOX

。實際工作中常用的測定方法有鹽酸萘乙二胺分光光度法、化學發(fā)光法及恒電流庫侖滴定法。原電池庫侖法測定NOx原理示意圖

監(jiān)測方法之一：鹽酸萘乙二胺分光光度法測定NO2

1

、原理：用冰乙酸、對氨基苯磺酸和鹽酸萘乙二胺配成吸收液?？諝庵械腘O2與吸收液中（采樣時大氣中的NOX

經氧化管后以NO2

的形式被吸收，生成亞硝酸和硝酸）與吸收液中的對氨基苯磺酸起重氮反應，最后與鹽酸萘乙二胺偶合作用，生成玫瑰紅（或粉紅色）的偶氮染料，于波長540-545nm測定其吸光度，其顏色深淺與氣樣中NO2

濃度成正比，即可用分光光度法定量。NO不與吸收液發(fā)生反應，測定NOX總量時必須先使氣樣通過三氧化二鉻砂子氧化管，將NO轉化成NO2后再與吸收液中的對氨基苯磺酸起顯色重氮反應，由此可見，所樣不通過氧化管測的是NO2的含量;通過氧化管測的是NO2和NO的總含量;二者之差是NO的含量;

2、操作要點：用亞硝酸鈉標準溶液配制成標準色列，于波長540nm處測定其吸光度及試劑空白溶液的吸光度，以經試劑空白溶液修正后的標準色列的吸光度，對亞硝根的含量繪制出標準曲線。并計算出標準曲線的回歸方程。采樣后同標準曲線制作方法一樣，測定樣品的吸光度，計算空氣中NO2的濃度。3、特點：采樣和顯色同時進行，操作簡便，靈敏度高，是國內外普遍采用的方法?？煞謩e測定NO、NO2和NOX總量4、注意事項：吸收液盡量避光，也不能長時間暴露在空氣中，以防止光照使吸收顯色或吸收空氣中的NOX而使空白液吸光度增高；亞硝酸鈉妥善保存，防止在空氣中氧化成硝酸鈉，氧化管的顏色如有變化須及時更換。

三、一氧化碳的測定1、污染源：一氧化碳(CO)是大氣中主要污染物之一，它主要來自于石油，煤炭燃燒不充分的產物和汽車排氣；一些自然災害如火山爆發(fā)，森林火災等也是來源之一。2、性質與危害：CO是無色、無味的一種有毒氣體，對人體有強烈的窒息作用，它容易與人體血液中的血紅蛋白結合，形成碳氧血紅蛋白，使血液輸送氧的能力降低，造成缺氧癥，會出現頭痛、惡心、心悸亢進，甚至出現虛脫、昏睡，嚴重時會致人死亡。所以，CO是大氣污染監(jiān)測的最常用指標之一。3、測定方法：非分散紅外吸收法、氣相色譜法、間接冷原子吸收法等圖3.24原電池庫侖法NOx監(jiān)測儀氣路示意圖

國家規(guī)定的測定方法-非分散紅外吸收法1、特點：測定簡便、快速，不破壞被測物質，能連續(xù)自動監(jiān)測。除測定CO外，還可以測定CO2、

SO2、NH4、CH4等氣態(tài)污染

2、原理（154頁圖）：當CO、CO2

等氣態(tài)分子受到紅外輻射（1-25μm）照射時，將吸收各自特征波長的紅外光，引起分子振動能級和轉動能級的躍遷，產生振動-轉動吸收光譜，在一定濃度范圍內，吸收光譜的峰值（吸光度）與氣態(tài)物質濃度成比例關系。因此，測其吸光度即可測定氣態(tài)物質的濃度。由于測量室內有氣體通過，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含量越高光強就減弱越多。根據其變化值即可得知氣樣中CO的濃度。

3、操作要點：先通入純N2氣進行零點校正，再用標準的CO氣體校正，然后通入氣樣

，便可直接顯示記錄氣樣中CO的濃度，以UL/L計，CO=1.25c(1.25o標準狀態(tài)下UL/L換算成mg/m3的換算系數。4、注意事項：注意消除CO2和水蒸氣的干擾；四、臭氧的測定1、概述：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。目前由于碳氫化合物污染大氣破壞了臭氧層，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)生光化學反應形成光化學煙霧，臭氧有強烈的氧化作用，可以起消毒作用。但量大時又會引起支氣管炎和頭痛等癥狀。臭氧的測定的方法有分光光度法、化學發(fā)光法、紫外光度法等。國家標準中測定臭氧含量有兩個標準：一是GB/T15437－1995的靛藍二磺酸鈉分光光度法，另一是GB/T15438-1995的紫外光度法。四、臭氧（O3）的測定（一）靛藍二磺酸鈉分光光度法原理：臭氧在磷酸鹽緩沖劑存在下，與吸收液中藍色的靛藍二磺酸鈉等摩爾反應，褪色生成靛紅二磺酸鈉。在610nm處測量吸光度。本法僅適用于測量高含量環(huán)境空氣中的臭氧當采樣體積為5-30L 時測定范圍為0.030-1.200mg/m3

五、總烴的測定1、概述：總碳氫化合物常以兩種方法表示，一種是包括甲烷在內的碳氫化合物，稱為總烴（THC），另一種是除甲烷以外的碳氫化合物，稱為非甲烷烴（NMHC）。

大氣中的碳氫化合物主要是甲烷，其濃度范圍為2-8ppm。但當大氣嚴重污染時，會大量增加甲烷以外的碳氫化合物，它們是形成光化學煙霧的主要物質之一，甲烷則不參與光化學反應。所以，測定不包括甲烷的碳氫化合物對判斷和評價大氣污染具有實際意義。主要污染來自燒焦、化工等生產過程中排放的氣體和汽車廢氣。測定總方法有：氣相色譜法、光電離檢測法等。測定方法一：氣相色譜法原理：以氫火焰離子化檢測器分別測定氣樣總烴和甲烷含量，兩者之差即為非甲烷烴含量。由于不同物質在相對運動的兩相中具有不同的分配系數，當這些物質隨流動相移動時，就在兩相之間進行反復多次分配，使原來分配系數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，將濃度或質量信號轉換成電信號，經阻抗轉化和放大，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祖分。我們可以根據色譜峰出峰時間進行定性分析，也可根據色譜峰峰高或峰面積進行定量分析。測定步驟：在選定色譜條件下，將大氣試樣、甲烷標準氣樣通過定量管和六通閥分別注入儀器，經GDX-502柱分離到達檢測器，依次得到氣樣中甲烷的峰值和甲烷標準氣樣中的峰值，按相關公式分別計算出總烴、甲烷和非甲烷烴的含量。即要經采樣、制作標準曲線、查出氣樣濃度。

光電離檢測法對總烴的測定原理：有機化合物分子在紫外光照射下可產生光電離現象，用PID離子檢測器收集產生的離子流，其大小與進入電離室的有機化合物的質量成正比。凡是電離能小于PID紫外輻射能（多用10.2ev)的物質（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。

六、氟化物1、概述：大氣中的氣態(tài)氟化物主要是HF，也可能有少量的SiF4

和CF4

，顆粒狀即含氟的粉塵主要是冰晶石（Na3AlF6)、螢石（CaF2)、氟化鋁(AlF3)、氟化鈉（NaF)及磷灰石等。污染來源主要是含氟礦石及其以燃煤為能源的工業(yè)過程：危害：氟化物屬高毒類物質，由呼吸道進入人體，會引起粘膜刺激、中毒等癥狀，并能影響各組織和器官的正常生理功能，嚴重的如氟骨病等，此外對植物的生長、發(fā)育也會產生危害。測定大氣中氟化物的方法有石灰濾膜采樣氟離子選擇電極法、分光光度法、氟離子選擇電極法等。目前廣泛采用后一種方法。測定方法：濾膜采樣-氟離子選擇電極法原理與操作：用磷酸二氫鉀溶液浸漬的玻璃纖維濾膜或碳酸氟鈉-甘油的玻璃纖維濾膜采樣，則大氣中的氣態(tài)氟化物被吸收固定，顆粒狀的氟化物同時被固定在濾膜上，采樣后的濾膜用水或酸浸取后用此法測定。分別測定氣態(tài)、顆粒狀氟化物時，則采樣時需用三層濾膜，第一層為0.8微米的孔徑，經檸檬酸溶液浸漬濾膜使顆粒阻止在其膜上，第二、三層濾膜上為氣態(tài)氟化物，分別處理后測定即可。另取未采樣的濾膜測定其空白值，按相關公式計算。注意事項：測定樣品時的溫度與制作標準曲線時的溫度必須控制上下2度以內，規(guī)范配制好氟離子標準溶液，高濃度鹽類會干擾測定可用鈉鉀鹽來消除等石灰濾紙-氟離子選擇電極法原理：采用浸漬過Ca(OH)2溶液的濾紙采樣，大氣中的氟化物與Ca(OH)2反應，生成氟化鈣或氟硅酸鈣被固定在濾紙上。用總離子強度緩沖液浸取后，氟離子選擇電極法測定。七、硫酸鹽化速率的測定污染源排放到空氣中的SO2、H2S、H2SO4蒸氣等含硫污染物，經過一系列氧化演變和反應，最終形成危害更大的硫酸霧和硫酸鹽霧，這種演變過程的速度稱為硫酸鹽化速率。測定方法：二氧化鉛-重量法、堿片-重量法、堿片-離子色譜法。八、光化學氧化劑的測定總氧化劑是空氣中除氧以外的那些顯示有氧化性質的物質，一般指能氧化碘化鉀析出碘的物質，主要有臭氧、過氧乙酰硝酸酯、氮氧化物等。光化學氧化劑是指除氮氧化物以外的能氧化碘化鉀的物質，二者的關系為：

光化學氧化劑＝總氧化劑－0.269×氮氧化物測定空氣中光化學氧化劑常用硼酸碘化鉀分光光度法。九、汞的測定汞屬極度危害毒物，具有易蒸發(fā)特性，被人體吸入后可引起中毒，危害神經系統(tǒng)。空氣中的汞來源于汞礦開采和冶煉、某些儀表制造、有機合成、染料等工業(yè)生產過程排放和逸散的廢氣和粉塵。測定方法：金膜富集-冷原子吸收法、巰基棉富集-冷原子熒光法。

十一、甲醛的測定酚試劑分光光度法，4-氨基-3-聯氨-5-巰基三氮雜茂(AHMT)分光光度法，氣相色譜法。十、揮發(fā)性有機化合物(VOCs)的測定VOCs是指室溫下飽和蒸氣壓超過133.32Pa的有機物，如苯、鹵代烴、氧烴等。VOCs和甲醛是人們關注的室內空氣污染的主要有機物，具有毒性和刺激性，有的還有致癌作用。冷凍吸附采樣，熱解析進樣，毛細管色譜法。十二、其他污染物質的測定（一）苯系物的測定苯系物包括苯、甲苯、乙苯、鄰二甲苯、對二甲苯、間二甲苯等，可經富集采樣，解吸，用氣相色譜法測定。（二）揮發(fā)酚的測定常用氣相色譜法或4-氨基安替比林分光光度法測定空氣中的揮發(fā)酚(苯酚、甲酚、二甲酚等)。（三）甲基對硫磷和敵百蟲的測定甲基對硫磷(甲基1605)是國內廣泛應用的殺蟲劑，屬高毒物質。常用的測定方法有氣相色譜法和鹽酸萘乙二胺分光光度法。十二、空氣污染指數計算空氣污染指數(API)是一種向社會公眾公布的反映和評價空氣質量狀況的指標。它將常規(guī)監(jiān)測的幾種主要空氣污染物濃度經過處理簡化為單一的數值形式，分級表示空氣質量和污染程度，具有簡明、直觀和使用方便的優(yōu)點。根據我國城市空氣污染的特點，以SO2、NOx和TSP作為計算API的暫定項目，并確定API為50、100、200時，分別對應于我國空氣質量標準中日均值的一、二、三級標準的污染濃度限值，500則對應于對人體健康產生明顯危害的污染水平。某種污染物的污染分指數(Ii)按下式計算：式中：

Ci，Ii——分別為第i種污染物的濃度值和污染分指數值；ci,j，Ii,j——分別為第i種污染物在j轉折點的極限濃度值和污

染分指數值(查表3.8)；ci,j+1，Ii,j+1——分別為第i種污染物在j+1轉折點的濃度極限值和

污染分指數值。空氣污染指數的計算表3.8空氣污染指數分級濃度限值污染指數污染物濃度/（mg·m-3）APISO2(日均值)NO2(日均值)PM10(日均值）TSP(日均值）SO2(小時均值）NO2(小時均值)CO(小時均值)O3(小時均值)500.0500.0800.0500.1200.250.1250.1201000.1500.1200.1500.3000.500.24100.2002000.8000.2800.2500.5001.601.13600.4003001.6000.5650.4200.6252.402.26900.8004002.1000.7500.5000.8753.203.001201.0005002.6200.9400.6001.0004.003.751501.200

表3.9空氣污染指數范圍及相應的空氣質量級別污染指數質量級別質量描述對健康的影響對應空氣質量的適用范圍0～50Ⅰ優(yōu)可正?；顒幼匀槐Ｗo區(qū)、風景名勝區(qū)和其他需要特殊保護的地區(qū)51～100Ⅱ良可正常活動為城鎮(zhèn)規(guī)劃中確定的居住區(qū)、商業(yè)交通居民混合區(qū)、文化區(qū)、一般工業(yè)區(qū)和農村101～200Ⅲ輕污染長期接觸，易感人群癥狀有輕度加劇，健康人群出現刺激癥狀特定工業(yè)區(qū)201～300Ⅳ中污染一定時間接觸后，心臟病和肺病患者癥狀顯著加劇，運動耐受力降低，健康人群普遍出現癥狀≥300Ⅴ重污染健康人明顯強烈癥狀，降低運動耐受力，提前出現某些疾病謝謝,下次見第五節(jié)顆粒物的測定TSP采樣器1、教學要求要求掌握自然塵降量的測定方法，掌握總懸浮顆粒物和可吸入顆粒物的測定方法.2、教學重點掌握總懸浮顆粒物的測定方法.3、教學難點可吸入顆粒物的測定。一、監(jiān)測項目與自然沉降量的確定1、大氣中顆粒物質的測定項目有：總懸浮顆粒物的測定、可吸入顆粒物（飄塵）濃度及粒度分布的測定、自然降塵量的測定、顆粒物中化學組分的測定。2、自然沉降量簡稱降塵，系指大氣中自然降落于地面上的顆粒物，其粒徑多在10μm以上。降塵是大氣污染的參考性指標，通過其測定結果，可觀察大氣污染的范圍和污染程度。測定大氣中降塵量最常用的方法是

重量法。3、測定步驟：首先按一定原則布點，將一個一定規(guī)格的容器（集塵缸）放置在戶外空曠的地方，大氣中的灰塵自然沉降在集塵缸內，按月收集起來。剔除里面的樹葉、小蟲等異物，其余部分定量轉移到1000mL燒杯中，加熱蒸發(fā)濃縮至10-20mL后，再轉移到已恒重的瓷坩堝中，在電熱板上蒸干后，于105±5℃烘箱內烘至恒重。然后按公式計算降塵量。用具：采集器—內徑15cm高30cm的缸內加入300－500mL蒸餾水，上用尼龍網罩防異物落入。二、總懸浮顆粒物(TSP)的測定濾膜捕集——重量法操作原理：用抽氣動力抽取一定體積的空氣通過已恒重的濾膜，則空氣中的懸浮顆粒物被阻留在濾膜上，根據采樣前后濾膜質量之差及采樣體積，即可計算TSP的濃度。根據采樣流量不同分為大流量、中流量和小流量采樣法。(1)測定方法：

GB/T15432-1995中測定總懸浮顆粒物的方法，適合于大流量或中流量總懸浮顆粒物采樣器進行空氣中總懸浮顆粒物的測定。(2)測定原理:通過具有一定切割特性的采樣器，以恒速抽取一定體積的空氣，則空氣中粒徑小于100μm的懸浮顆粒物被截留在已恒重的濾膜上，根據采樣前后濾膜重量之差及采樣體積，即可計算TSP的質量濃度。濾膜經處理后，可進行化學組分測定。(3)主要儀器：大流量或中流量采樣器、流量計、濾膜、恒溫恒濕箱、分析天平。注意：所使用的每張玻璃纖維濾膜在使用前均需用X光片機進行光照檢查，不得使用有針孔或任何缺陷的濾膜采樣。（4）計算公式：C(mg/m3）＝（W1-W0)×1000/VW0──采樣前濾膜的質量，g；W1──采樣后濾膜的質量，g；Vn──換算成標準狀態(tài)下采樣體積，m3。(5)測定步驟：①用X光機檢查濾膜,不得有針孔或任何缺陷。②在選定的濾膜光滑表面的兩個對角上打印編號，濾膜袋上打印同樣編號備用。③將濾膜放入恒溫恒濕箱內平衡24小時，平衡溫度15~30℃，記錄平衡溫度和濕度。④在平衡條件下稱量平衡后的濾膜，大流量采樣器精確到1mg，中流量采樣器精確至0.1mg。⑤將濾膜放入濾膜夾，安裝采樣頭頂蓋，設置采樣時間開始采樣。⑥采樣結束后取出濾膜，若無損壞采樣面向里，將濾膜對折放入號碼相同的濾膜袋中，在恒溫恒濕箱內，與采樣前濾膜相同的平衡條件下，平衡24小時，稱量測定。⑦濾膜增中，大流量濾膜不小于1001mg，中流量濾膜不小于10mg(6)注意事項①方法的再現性：兩臺采樣器安放在不大于4m、不小于2m的距離內，同時采樣測定總懸浮顆粒物含量，相對偏差不大于15%。②認真準備，謹慎使用濾膜和標準孔口流量計。③注意測定時平衡條件的一致性。（三）可吸入顆粒物(PM10)的測定一般將空氣動力學當量直徑≦10μm的顆粒物稱為可吸入顆粒物，主要是指通過人的咽喉進入肺部的氣管、支氣管區(qū)和肺泡的那部分顆粒物，具有D50(質量中值直徑)=10μm到上截止點30μm的粒徑范圍，常用PM10表示。監(jiān)測方法采用重量法GB6921-1986.首先使一定體積的大氣通過采樣器，將粒徑大于10μm的顆粒物分離出去，小于10μm的顆粒物被收集在預先恒重的濾膜上，根據采樣前后濾膜重量之差及采樣體積，即可計算出飄塵的濃度(mg/m3)。C＝〔(G2-G1)×1000〕/Vt測定方法：重量法、壓電晶體差頻法、光散射法。（二）壓電晶體差頻法（三）光散射法（一）重量法注意：

1）使用時，應定期清掃切割器內的顆粒物；

2）采樣時必須將采樣頭及入口個部件旋緊，以免空氣從旁側進入采樣器造成測定誤差。三、灰塵自然沉降量及其組分的測定1、灰塵自然沉降量的測定該指標系指在空氣環(huán)境條件下，單位時間靠重力自然沉降落在單位面積上的顆粒物量(簡稱降塵)?；覊m自然沉降量用重量法測定。有時還需要測定降塵中的可燃性物質、可溶性和非水溶性物質、灰分以及某些化學組分。（三）降塵中其他組分的測定（二）降塵中可燃物的測定四、總懸浮顆粒物(TSP)中污染組分的測定1、金屬和非金屬化合物的測定：顆粒物中常常有許多金屬元素需要測定，由于它們的含量很低，需選擇靈敏度高的方法來測定。樣品預處理方法：常用濕式酸解法和干式灰化法。測定方法與金屬元素測定法相似。2、有機化合物的測定：顆粒物中有機組分復雜，但受到普遍重視的是多環(huán)芳香烴如蒽、菲、芘等，其中許多有致癌作用。測定步驟分采樣、提取、分離、檢測四步。多環(huán)芳烴的分離高效液相色譜分析流程圖謝謝,下次見一、采樣點的布設根據我國《大氣降水樣品的采集與保存》(GB13580.2—92)標準中規(guī)定：（1）采樣點數目，根據研究的目的和需要來確定。一般常規(guī)監(jiān)測，人口在五十萬以上的城市布三個點，人口在五十萬以下的城市布設二個點，采樣點的布設應兼顧城區(qū)、農村和清潔對照點。要盡可能照顧到氣象地形、地貌。（2）采樣點位應盡可能的遠離局部污染源，四周無遮擋雨、雪的高大樹木或建筑物。第六節(jié)大氣降水監(jiān)測二、樣品的采集（一）采樣器降水采樣器實物照片（二）采樣方法（1）從每次降雨(雪)開始，要采集全過程(開始到結束)雨(雪)樣。如遇連續(xù)幾天降雨(雪)，每天上午8:00開始，連續(xù)采集24h為一次樣。（2）采樣器應高于基礎面1.2m以上。（3）樣品采集后，應貼上標簽，編好號，記錄采樣地點、日期、采樣起止時間、雨量等。（三）水樣的保存采樣后應盡快測定；如需要保存，一般不主張?zhí)砑颖４鎰?，水樣密封后放于冰箱中。（一）測定項目和測定頻次I級測點為：pH、電導率、K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH4+、SO42－、NO2－、NO3－、F－、Cl－。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項目；省、市監(jiān)測網絡中的Ⅱ、Ⅲ級測點視實際需要和可能決定測定項目。三、降水組分的測定（二）測定方法1.pH的測定

2.電導率的測定3.硫酸根的測定

4.亞硝酸根和硝酸根的測定5.氟離子的測定

6.氯離子的測定7.銨根離子的