大氣環(huán)境監(jiān)測習(xí)題與答案

大氣環(huán)境監(jiān)測習(xí)題與答案一、名詞解釋1一次污染物：指直接排放到大氣中的污染物。2二次污染物：指大氣中的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物，如光化學(xué)氧化劑。3飄塵（或PM1）：指大氣中直徑小于等于0微米的顆粒物。4富集（濃縮）采樣法：一種通過增加污染物濃度來提高檢測靈敏度的采樣方法。5總懸浮顆粒物：指大氣中懸浮在空氣中的顆粒物總量。6可吸入顆粒物：指大氣中直徑小于等于10微米的顆粒物，能夠進(jìn)入人體呼吸道。7采樣時(shí)間：指采樣器采集樣品的時(shí)間長度。8采樣效率：指采樣器采集樣品的效率，即采集器中樣品的濃度與環(huán)境中樣品濃度的比值。9硫酸鹽化速率：指SO2在大氣中與水蒸氣和氧氣反應(yīng)生成硫酸的速率。10光化學(xué)氧化劑：指大氣中通過光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的氧化劑，如O3和11總氧化劑：指大氣中所有氧化劑的總量。12總烴與非甲烷烴：指大氣中所有烴類和除甲烷以外的其他烴類的總量。二、問答題1大氣中的污染物以氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)形態(tài)存在。2大氣中污染物的分布具有時(shí)空變化的特點(diǎn)，通常在城市和工業(yè)區(qū)域濃度較高。3制訂大氣環(huán)境污染監(jiān)測方案的程序包括確定監(jiān)測目標(biāo)、制定監(jiān)測計(jì)劃、選擇監(jiān)測方法和設(shè)備、確定監(jiān)測點(diǎn)位和頻次、采樣和分析、數(shù)據(jù)處理和評(píng)價(jià)等步驟。4《環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》要求測定大氣污染物的項(xiàng)目包括SO2、NOx、C、O3、0和5等。5大氣采樣點(diǎn)的布設(shè)包括城市區(qū)域、工業(yè)區(qū)域、交通干線和背景區(qū)域等，主要適用于監(jiān)測不同類型的污染源。6直接采樣法適用于濃度較高的污染物，富集采樣法適用于濃度較低的污染物。提高溶液吸收法的富集效率可以通過增加采樣時(shí)間、增加采樣流量和改變吸收液的性質(zhì)等方式。7吸收液的選擇原則是具有較高的吸收能力和穩(wěn)定性，并且不會(huì)與污染物反應(yīng)生成其他化合物。8填充柱阻留法和濾料阻擋法的富集原理不同，填充柱阻留法是通過填充材料的孔隙來富集污染物，濾料阻擋法是通過濾料的孔隙來阻擋其他物質(zhì)而富集污染物。9用重量法測定大氣中總懸浮顆粒物和飄塵可以通過稱量濾紙前后的重量差來計(jì)算，為提高測定準(zhǔn)確度，應(yīng)該注意控制樣品的濕度和溫度等因素。10鹽酸萘乙二胺分光光度法測定大氣中NOx的原理是NOx與萘乙二胺反應(yīng)生成萘乙二胺鹽酸鹽，再通過分光光度法測定其吸收光強(qiáng)度來計(jì)算NOx的濃度。影響測定準(zhǔn)確度的因素包括采樣器的選擇、樣品的處理和分析儀器的精度等。11.非色散紅外吸收CO分析儀的基本組成部分包括光源樣品室、檢測器和信號(hào)處理系統(tǒng)等。其原理是通過CO與紅外光的吸收作用來測定CO的濃度。12氣相色譜分析流程包括采樣、樣品制備、色譜分離和檢測等步驟。用該方法測定大氣中的CO可以通過采集樣品后，經(jīng)過樣品制備處理后，進(jìn)入氣相色譜儀進(jìn)行分離和檢測。13總氧化劑是指大氣中所有氧化劑的總量，光化學(xué)氧化劑是指大氣中通過光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的氧化劑。測定它們的含量可以通過化學(xué)分析或者光學(xué)方法等進(jìn)行。14用氣相色譜法測定大氣中的總烴和非甲烷烴可以通過采集樣品后，經(jīng)過樣品制備處理后，進(jìn)入氣相色譜儀進(jìn)行分離和檢測。分別測定它們可以了解大氣中不同類型的烴類物質(zhì)的含量和組成。15硫酸鹽化速率是指SO2在大氣中與水蒸氣和氧氣反應(yīng)生成硫酸的速率。其測定原理可以通過采集樣品后，經(jīng)過處理后，用化學(xué)分析方法測定硫酸的含量來計(jì)算。16壓電晶體振蕩法和β射線吸收法測定飄塵的原理是通過飄塵顆粒對(duì)振蕩頻率和β射線吸收量的影響來測定其濃度。17進(jìn)行降水監(jiān)測可以了解大氣中污染物的沉降情況，一般測定的項(xiàng)目包括pH值、電導(dǎo)率、離子濃度和重金屬含量等。18在煙道氣監(jiān)測中，選擇采樣位置和確定采樣點(diǎn)的數(shù)目需要考慮煙氣流動(dòng)的特點(diǎn)和污染物排放的位置，一般需要進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)測和模擬計(jì)算。19重量法測定煙氣含濕量的原理是通過稱量干燥后的樣品和濕樣品的重量差來計(jì)算含濕量，體積百分含量可以通過將含濕量轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積含量來計(jì)算。20煙塵中主要有害組分包括二氧化硫、氮氧化物、顆粒物和重金屬等，可以通過化學(xué)分析、光學(xué)方法和物理方法等進(jìn)行測定。三、計(jì)算題已知該采樣點(diǎn)的溫度為0℃，大氣壓力為100kPa，采樣流量為n，每次采樣時(shí)間為n，共采集6次。將6次采樣的吸收液定容至，取10.00mL用分光光度法測知含SO222.5μ。求該采樣點(diǎn)大氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的SO2日平均濃度（以3和ppm表示）。解：首先將采樣溫度和壓力轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的值，即273K和101.3kPa。然后根據(jù)采樣流量、采樣時(shí)間和吸收液的體積計(jì)算出吸收液中SO2的質(zhì)量濃度，即：C=(22.5μg/10.00mL)×(50.0mL/6)×(1/30min)×(1/0.5L/min)=0.375mg/m3最后根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氣體體積和質(zhì)量的關(guān)系，計(jì)算出大氣中的SO2日平均濃度為：C'=C×(101.3kPa/100kPa)×(273K/270K)=0.388mg/m3轉(zhuǎn)換為ppm表示為：C''=C'/(molecularweightofSO2/molecularweightofair)×10^6=1.63ppm因此，該采樣點(diǎn)大氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的SO2日平均濃度為83或1.63pp。2、已知某采樣點(diǎn)溫度為17.℃，大氣壓力為102.6kPa，采用重量法測定TSP的濃度，采樣時(shí)間為一小時(shí)，采樣流量為n，濾膜采樣前重量為0.3795g，濾膜采樣后重量為0.3822g。求該采樣點(diǎn)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的TSP濃度為多少3、根據(jù)使用某法測定大氣中CO的含量獲得的6個(gè)數(shù)據(jù)，其中x=0.54mg/m3，s=0.02，求置信水平為9％的置信區(qū)間。答案。1、已知條件為。溫度T=17.℃，大氣壓力P=102.6kPa，采樣時(shí)間h，采樣流量n，濾膜采樣前重量m1=0.3795g，濾膜采樣后重量m2=0.3822g。首先，計(jì)算出采樣過程中TSP的質(zhì)量。2-m1=0.0027g然后，計(jì)算出采樣過程中TSP的體積。V=Qt=100×60=6000L接下來，將TSP的質(zhì)量和體積轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的質(zhì)量和體積。m'=Δm×(P/101.3)×(273.15/(T+273.15))=0.0027×(102.6/101.3)(273.15/(17.8+273.15))=0.0026gV'=V(P/101.3)×(273.15/(T+273.15))=6000×(102.6/101.3)×(273.15/(17.8+273.15))=5738L最后，計(jì)算出TSP的濃度。C=m'/V'=0.0026/5738×1000=0.45mg/m3因此，在該采樣點(diǎn)大氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的TSP濃度為0.45mg/m3.2、根據(jù)已知數(shù)據(jù)，可使用t分布計(jì)算出置信區(qū)間。樣本均值x=0.54mg/m3，樣本標(biāo)準(zhǔn)差s=0.02，樣本量置信水平為5％。首先，計(jì)算出t值。t=xμ)/(s/√n)=(0.54μ)/(0.02/√6)查t分布表得到t0.025(5)=2.571，因?yàn)橹眯潘綖?5％，所以α=0.05/2=0.025.將t值代入公式，得到。2.571=(0.54μ)/(0.02/√6)解得置信區(qū)間為。0.513mg/m3≤μ≤0.567mg/m3因此，置信水平為9％的置信區(qū)間為3到0.567mg/m3.首先，為了進(jìn)行監(jiān)測，需要進(jìn)行調(diào)查研究并收集必要的基礎(chǔ)資料。然后，進(jìn)行綜合分析，確定監(jiān)測項(xiàng)目，設(shè)計(jì)布點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，確定采樣時(shí)間、頻率、方法和監(jiān)測技術(shù)。接著，建立質(zhì)量保證程序和措施，并提出監(jiān)測結(jié)果報(bào)告要求和進(jìn)度計(jì)劃等。常見的監(jiān)測項(xiàng)目包括二氧化硫、二氧化氮、總懸浮顆粒物、灰塵自然沉降量和硫酸鹽化速率。監(jiān)測布點(diǎn)方法包括功能區(qū)布點(diǎn)法、網(wǎng)格布點(diǎn)法、同心圓布點(diǎn)法和扇形布點(diǎn)法。直接采樣法適用于大氣中污染物濃度較高且測定方法靈敏度高的情況。而富集采樣法則適用于大氣中的污染物質(zhì)濃度一般都比較低(pp—ppb數(shù)量級(jí)，直接采樣法往往不能滿足分析方法檢測限的要求。為提高富集效率，可以采用吸收速率高的吸收液，并增加樣氣與吸收液的接觸面積。在選擇吸收液時(shí)，需要注意以下幾點(diǎn)：（）與被采集的物質(zhì)發(fā)生不可逆化學(xué)反應(yīng)快或?qū)ζ淙芙舛却?；（）污染物質(zhì)被吸收液吸收后，要有足夠的穩(wěn)定時(shí)間，以滿足分析測定所需時(shí)間的要求；（）污染物質(zhì)被吸收后，應(yīng)有利于下一步分析測定，最好能直接用于測定；（）吸收液毒性小，價(jià)格低，易于購買，并盡可能回收利用。填充柱阻留法和濾料阻留法是常用的濃縮采樣方法。填充柱阻留法通過讓氣樣以一定流速通過填充柱，使欲測組分被阻留在填充劑上，達(dá)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。濾料阻留法則是將過濾材料放在采樣夾上，用抽氣裝置抽氣，使空氣中的顆粒物被阻留在過濾材料上，然后根據(jù)采樣體積計(jì)算出空氣中顆粒物的濃度?？倯腋☆w粒的測定方法是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，并將粒徑小于100μm的懸浮顆粒物截留在已恒重的濾膜上。根據(jù)采樣前后濾膜重量之差及采樣體積，即可計(jì)算TSP的質(zhì)量濃度。濾膜經(jīng)處理后可進(jìn)行化學(xué)組分測定。品，將樣品注入樣品瓶中。②樣品處理將樣品瓶密封，用超聲波器震蕩5分鐘，使樣品中的微粒充分分散。③測定:將樣品瓶插入氣溶膠光散射儀中，測定樣品中氣溶膠的光散射強(qiáng)度，根據(jù)光學(xué)原理計(jì)算出氣溶膠的濃度。注意：在采樣和處理過程中，要避免樣品受到污染或干擾，保證測定結(jié)果的準(zhǔn)確性。另外，氣溶膠光散射儀的使用也需要注意維護(hù)和校準(zhǔn)，以保證測定結(jié)果的可靠性。1實(shí)驗(yàn)方法：首先將空氣樣品通過硅烷化玻璃微珠阻尼色譜柱（或空心色譜柱）分離，并用氫火焰離子化檢測器測定其含有的C1-C8碳?xì)浠衔锏臐舛?。甲烷濃度?jì)可用于測定其濃度。樣品處理過程中，需要進(jìn)行三次置換，然后取樣品用橡皮帽封住針頭送往實(shí)驗(yàn)室待測，當(dāng)天分析完畢。2標(biāo)準(zhǔn)曲線：取標(biāo)準(zhǔn)甲烷氣體，用注射器以氮?dú)鉃榈讱馀渲埔幌盗胁煌瑵舛鹊臉?biāo)準(zhǔn)氣體。分別取一定體積注入氣相色譜儀，得到不同濃度的色譜圖，并測出每個(gè)濃度的峰高。然后，作出峰高與濃度之間的關(guān)系曲線，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線。在與標(biāo)準(zhǔn)曲線同樣操作條件下，向氣相色譜儀注入相同體積的待測樣品，并從色譜圖上測出待測樣品的峰高。最后，通過標(biāo)準(zhǔn)曲線查出空氣中總碳?xì)浠衔锏臐舛取?測定原理：將含有C1-C8碳?xì)浠衔锏目諝鈽悠吠ㄟ^硅烷化玻璃微珠阻尼色譜柱（或空心色譜柱）分離，并用氫火焰離子化檢測器測定其濃度。甲烷濃度計(jì)可用于測定其濃度。4測定方法：先在預(yù)定實(shí)驗(yàn)條件下用定量管加入各組分的標(biāo)準(zhǔn)氣樣，測其峰高，并按下式算定量校正值：K=C/h。然后，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（h），并按下式計(jì)算C（或4、CO2）的濃度（x）：Cx=hx*kx。為保證催化劑的活性，在測定之前，轉(zhuǎn)化爐應(yīng)在36℃下通氣8；氫氣和氮?dú)獾募兌葢?yīng)高于%。當(dāng)進(jìn)樣量為l時(shí)，對(duì)O的檢測限為2·－3.5光化學(xué)氧化劑的測定：光化學(xué)氧化劑是除氮氧化物以外的其它氧化劑。采用硼酸碘化鉀分光光度法進(jìn)行測定。硼酸碘化鉀吸收液吸收O3等氧化劑，反應(yīng)如下：O3+2I—+2H+=I2+O2+H2O。I2在352nm下有特征吸收峰，可用分光光度法測定。實(shí)際測定時(shí)，以硫酸酸化的碘酸鉀－碘化鉀溶液作標(biāo)準(zhǔn)溶液（以O(shè)3計(jì)）配制標(biāo)準(zhǔn)系列，在352nm波長處以蒸餾水為參比測其吸光度，或者用最小二乘法建立標(biāo)準(zhǔn)曲線的回歸方程式。計(jì)算光化學(xué)氧化劑濃度的公式為：光化學(xué)氧化劑（O3，·－3）=[(A1-A)-a。壓電晶體振蕩法是一種測量飄塵濃度的方法，使用石英諧振器作為傳感器。通過測量采樣后兩石英諧振器頻率之差（△），即可得知飄塵濃度。在用標(biāo)準(zhǔn)飄塵濃度氣樣校準(zhǔn)儀器后，可以在顯示屏幕上直接顯示被測氣樣的飄塵濃度。另一種測量方法是β射線吸收法，通過測清潔濾帶（未采塵）和采塵濾帶（已采塵）對(duì)β射線吸收程度的差異來測定采塵量。大氣降水監(jiān)測的目的是了解在降雨（雪）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)及有關(guān)組分的含量。一般測定項(xiàng)目包括pH值、電導(dǎo)率、K+、Na+、Ca2+、Mg2+、SO2-4、NH4、3、Cl。在選擇采樣位置時(shí)，應(yīng)選在氣流分布均勻穩(wěn)定的平直管段上，避開易產(chǎn)生渦流的阻力構(gòu)件。采樣斷面氣流流速最好在·s-1以下，采樣斷面與阻力構(gòu)件的距離不應(yīng)小于管