《大氣污染監(jiān)測(cè)》PPT課件.ppt

第 3章 大氣污染監(jiān)測(cè) 3.1 概述 一、大氣及其組成 大氣最顯著的特點(diǎn)之一 是溫度隨高度而變化。 因此，常 以溫度特征 來(lái)劃分大氣的層次 ， 將大氣自下而上分為 對(duì)流層；平流層；中 間層和熱成層。 溫度 20 高 度 / 千 米 90 60 120 對(duì)流層 平流層 中間層 熱層 逸散層 大氣是由多種氣體組成的混合物 。 干潔空氣 ： 大氣中除去水汽和雜質(zhì)的空氣稱為 干潔空氣。氮、氧、氬占大氣總體積的 99。 水汽 ：主要來(lái)自海洋、江河、湖泊等的蒸發(fā) 和植物的蒸騰。 固體雜質(zhì) ：懸浮于大氣中的煙粒、 塵埃、鹽粒等。 二、 大氣污染物 由于人類(lèi)活動(dòng)所產(chǎn)生的某些有害顆粒物 和廢氣進(jìn)入大氣層，這些物質(zhì)稱為大氣污 染物。 一、 根據(jù)污染物存在狀態(tài)分類(lèi) 大氣中污染物質(zhì)的存在狀態(tài)是由其自身 的理化性質(zhì)及形成過(guò)程決定的，氣象條件 也起一定的作用。 一般將大氣中的污染物分為以下七類(lèi) ： 1)含硫化合物 ： SO2、 H2S； SO3、 硫酸、硫酸鹽； 2)含氮化合物 ： NO、 NO2、 NH3； 硝酸、硝酸鹽； 3)碳?xì)浠衔?4)碳氧化合物 5)含鹵素化合物： HF、 HCl等； 6）氧化劑： O3、 PAN、過(guò)氧化物等； 7）顆粒物：（包括降塵和飄塵） 顆粒污染物 顆粒物是分散在大氣中的微小固體和液體顆 粒狀物。粒徑多在 0.01-100m 之間，是一個(gè)復(fù) 雜的非均勻體系。 根據(jù)顆粒物在重力作用下的沉降特性 將其分為降塵和飄塵。 1、 降塵：粒徑大于 10m 的顆粒 ， 如水泥粉塵、金屬粉塵、飛塵等。 在重力作 用下，易沉降。 2、 飄塵 ： 粒徑小于 10m 的粒子 . 長(zhǎng)期漂浮在大氣中，因其具有膠體性質(zhì)， 又稱氣溶膠。易隨呼吸進(jìn)入人體，危害健 康 . 也稱可吸入顆粒物（ IP或 PM10）。通常所說(shuō) 的煙 (Smoke)、霧 (Fog)、均是用來(lái)描述飄 塵存在形式的。 根據(jù)污染物的形成過(guò)程 分 一次污染物 二次污染物 直接從各種污染源排放到大氣 中的有害物質(zhì)。 一次污染物在大氣中相互作用 或它們與大氣中正常組分發(fā)生反應(yīng) 所產(chǎn)生的新污染物。 二次污染物的形成 在物理、化學(xué)或生物因素的作用下， 或是與環(huán)境中其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng) 物理、化學(xué)性狀 與一次污染物不同的新污染物 二次污染物 （繼發(fā)性污染物） 一次污染物 由污染源直接排入環(huán)境的、其物理和化學(xué)性狀未發(fā)生變化的污染物 三、大氣污染源 火山爆發(fā) 自然源 森林火災(zāi)等 工礦企業(yè)排放的廢氣 人工源 家庭爐灶、家電排放的廢氣 機(jī)動(dòng)車(chē)排放的廢氣等 1、按存在形式分 固定污染源 流動(dòng)污染源 2、按空間分布分 點(diǎn)源 線源 面源 點(diǎn)源：燃燒化石燃料的發(fā)電廠和大城市的 供暖鍋爐； 線源：汽車(chē)、火車(chē)、飛機(jī)等在公路、鐵路、 跑道或航空線附近構(gòu)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(gòu)成的大氣污染。 3、按排放時(shí)間狀況分 連續(xù)源 間斷源 瞬時(shí)源 4按人類(lèi)活動(dòng)功能分 工業(yè)污染源 能源污染源 交通污染 源 生活污染源等 四、大氣污染監(jiān)測(cè)的任務(wù) 大氣污染監(jiān)測(cè)工作一般可分為三類(lèi)： 1、環(huán)境大氣監(jiān)測(cè) 目的是掌握大氣污染的情況，研究有害物 質(zhì)在大氣中的變化。進(jìn)行大氣質(zhì)量評(píng)價(jià)，并 提出警戒限度，預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。為制（修）定國(guó) 家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)及其他環(huán)境保護(hù)法規(guī)提供信息。 2、大氣污染源監(jiān)測(cè) 鑒定污染源所排放的有害物質(zhì)是否符合 現(xiàn)行排放標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。分析其對(duì)大氣質(zhì)量 的影響，以便對(duì)其加以限制。 3、室內(nèi)空氣污染監(jiān)測(cè) 分析室內(nèi)空氣中有害物質(zhì)的來(lái)源、成分、 數(shù)量、轉(zhuǎn)化和消長(zhǎng)規(guī)律。 以消除污染物的危害，改善室內(nèi)空氣質(zhì) 量，維護(hù)人體健康為目的。 分析（監(jiān)測(cè)）項(xiàng)目 二氧化硫、氮氧化物、總懸 浮顆粒物或可吸入顆粒物PM 10 、一氧化碳 大氣環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目 二氧化硫、氮氧化物、總懸 浮顆粒物、自然降塵量 連續(xù)采樣實(shí)驗(yàn)室分析項(xiàng)目 必測(cè)項(xiàng)目 必測(cè)項(xiàng)目 一氧化碳、可吸入顆粒物PM 10 、 光化學(xué)氧化劑、氟化物、鉛、 苯并（a）芘、總烴及非甲烷烴 臭氧、總碳?xì)浠衔锛胺羌淄?烴 選測(cè)項(xiàng)目 選測(cè)項(xiàng)目 3. 2 大氣監(jiān)測(cè)中的采樣方法 1、直接采樣法： 當(dāng)大氣中分析組分濃度較高或所 用分析方法很靈敏時(shí)，直接采取少量樣品可供分 析使用。 常用的采樣容器： 注射器 ： 100ml 注射器用現(xiàn)場(chǎng)空氣抽洗 2-3次， 然后抽樣 ,密封進(jìn)氣口，將注射器進(jìn)氣口朝下， 垂直放置，避免非現(xiàn)場(chǎng)氣進(jìn)入。帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行 測(cè)定。應(yīng)當(dāng)天分析。 塑料袋 ： 采樣用的塑料袋必須與所采集的物 質(zhì)不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，對(duì)該物質(zhì)不吸附，且 密封性要好，不漏氣。 真空瓶 ： 真空瓶是具有活塞的耐壓玻璃瓶 500-1000ml。先在實(shí)驗(yàn)室抽成真空。將真 空瓶攜帶到現(xiàn)場(chǎng)，打開(kāi)瓶塞，被測(cè)空氣立 即充滿瓶子。關(guān)閉瓶塞，采樣體積即為真 空瓶的體積。 采氣管 ： 采氣管是兩端帶活塞的玻璃管， 采氣時(shí)用置換法充進(jìn)被測(cè)空氣。一端 接抽氣泵或二聯(lián)球，一端通采集空氣。 打開(kāi)兩端活塞使通過(guò)采樣管的空氣量 為采樣管容積的 6-10倍。采樣容積即 為采氣管的體積。 2、濃縮采樣法 ： 大氣中污染物的濃度一般很低，需將 大量的空氣樣品進(jìn)行濃縮以滿足分析 方法的靈敏度。 另外，濃縮采樣法取樣時(shí)間一般都較 長(zhǎng)，分析結(jié)果可代表采樣時(shí)間內(nèi)的平 均濃度。 （ 1）溶液吸收法 用吸收液采集大氣樣中被測(cè)組分的方法 選擇吸收液的原則 ： （ 1）有較高的吸收率 吸收液對(duì)被采集的氣體組分有較大的溶解 度或化學(xué)反應(yīng)速度快。 （ 2）穩(wěn)定時(shí)間較長(zhǎng) （ 3）有利于測(cè)定 （ 4）價(jià)廉、易得，可回收利用。 （ 2）固體阻留法 （填充小柱采樣法） 用一根長(zhǎng) 6 10cm 、內(nèi)徑 3 5cm的玻 璃管或聚丙烯塑料管，內(nèi)裝顆粒狀填 充劑。填充劑可以用吸附劑或在顆粒 狀擔(dān)體上涂以某種化學(xué)試劑。 當(dāng)大氣樣品以一定流速被抽過(guò)此填充管 時(shí)，被測(cè)組分因吸附、溶解或化學(xué)反 應(yīng)等作用，被阻留在固體填充劑上， 從而達(dá)到濃縮采樣的目的。 采樣后，通過(guò)解吸或洗脫被阻留的待測(cè) 組分以進(jìn)行分析測(cè)定。 根據(jù)填充劑作用原理的不同，采樣管（填充柱） 分為吸附型、分配型和反應(yīng)型三種類(lèi)型。 吸附型 ：吸附劑有顆粒狀和纖維狀兩類(lèi)。 顆粒狀吸附劑如硅膠、活性炭、分子篩、氧 化鋁等。它們是多孔物質(zhì)，具有較大的比 表面積，對(duì)氣體有較強(qiáng)的吸附作用。 纖維狀吸附劑如濾紙、濾膜、脫脂棉、玻璃 纖維等。兼有吸附和過(guò)濾作用。主要用于 大氣中顆粒狀污染物的采集。 吸附型主要是 物理性阻留 ，靠塵粒慣性 碰撞、靜電吸附和纖維間的網(wǎng)捕效應(yīng)。 選擇固體吸附劑時(shí)， 不僅要考慮到對(duì)被測(cè)組分吸附作用強(qiáng)， 還應(yīng)考慮到能方便地解吸。 分配型： 原理與氣相色譜同。 采樣管中填充適當(dāng)?shù)墓潭ㄏ?，?dāng)大氣 樣品通過(guò)采樣管時(shí)，在固定相中分配 系數(shù)大的組分被保留在填充劑上，達(dá) 到濃縮目的。 反應(yīng)型 ：當(dāng)氣樣通過(guò)采樣管時(shí)，待測(cè)組 分在填充劑表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而被阻 留。填充劑可選用與待測(cè)組分起反應(yīng) 的金屬絲或細(xì)粒；也可用多孔惰性物 質(zhì)作擔(dān)體，表面涂一層能與被測(cè)物質(zhì) 迅速反應(yīng)的試劑。 采樣后，用溶劑洗脫反應(yīng)物，或加熱、 吹氣解吸。 與溶液吸收法比較，固體阻留法有許多 優(yōu)點(diǎn)： 固體阻留法 可以長(zhǎng)時(shí)間采樣 。 選擇合適的填充劑對(duì)于蒸汽和氣溶膠都有 較 高的采樣效率。 濃縮在固體填充物上的污染物一般較穩(wěn)定。 （ 3）低溫冷凝濃縮法（冷阱法） ： 是借致冷劑的致冷作用，使空氣中某些低 沸點(diǎn)物質(zhì)被冷凝成液態(tài)物質(zhì)，以達(dá)到濃縮 的目的。這種方法常用于采集低沸點(diǎn)的有 機(jī)物。 常用的致冷劑 有冰 -鹽水（ -10 ）； 干冰 -乙醇（ -72 ）； 液態(tài)空氣（ -190 ）； 液氮（ -196 ）及半導(dǎo)體致冷裝置等。 例如，測(cè)定大氣中的有機(jī)氟化物，用內(nèi)裝少許 玻璃棉的蛇形管，插入液態(tài)空氣冷阱中，以 200-250ml/min 的流量采樣，阻留率可達(dá)到 97以上。 注意：若把低溫冷凝采樣法與氣相色譜 法分析法聯(lián)用，在樣品進(jìn)入采樣管前， 應(yīng)經(jīng)過(guò)裝有堿石棉、 KOH 等的過(guò)濾器， 以除去空氣中被同時(shí)冷凝下來(lái)的水和 CO2 。 （ 4）自然積集法 ： 利用物質(zhì)的重力，空氣動(dòng)力和濃差擴(kuò)散 作用采集大氣中的被測(cè)物質(zhì)。 不需要?jiǎng)恿υO(shè)備，簡(jiǎn)單易行，采樣時(shí)間 長(zhǎng)，可較好地反映大氣污染的總體平 均情況。 （ 5）靜電沉降法 ： 將空氣樣品通過(guò) 1200-2000伏電壓的電場(chǎng)， 使氣體分子電離所產(chǎn)生的離子附著在 塵粒上，使粒子帶電。此帶電的粒子 在電場(chǎng)作用下沉降到收集電極上，洗 脫即可進(jìn)行分析。 3.3 大氣中常見(jiàn)污染物的分析 空氣污染指數(shù) (API)是定時(shí)通過(guò)新聞媒體向社會(huì) 公眾報(bào)告的一種定量反映和評(píng)價(jià)空氣質(zhì)量狀況 的指標(biāo)。即將常規(guī)監(jiān)測(cè)的幾種空氣污染物濃度 簡(jiǎn)化成單一的數(shù)值形式，并分級(jí)表示空氣受污 染程度和空氣質(zhì)量狀況。 我國(guó)規(guī)定以自動(dòng)監(jiān)測(cè)空氣中 SO2 、 NO2、 PM10 等 作為計(jì)值 API的污染物測(cè)定項(xiàng)目。 空氣污染指數(shù)分級(jí)及濃度限值 按污染指數(shù) API， 分為六級(jí) . 空氣污染指數(shù)分級(jí)濃度限表 污染指數(shù) 污染物濃度 mg/m3 API IP（ 可吸入懸浮物 ） SO2 NO2 50 0.050 0.050 0.080 100 0.150 0.150 0.120 200 0.250 0.700 0.240 300 0.420 1.600 0.565 400 0.500 2.100 0.750 500 0.600 2.600 0.940 空氣污染指數(shù)范圍及相應(yīng)的空氣質(zhì)量級(jí)別 空氣污染指數(shù) 空氣質(zhì) 對(duì)健康 空氣質(zhì)量 （ API ） 量級(jí)別 的影響 適用范圍 0 50 （ 優(yōu) ） 可正?；顒?dòng) 自然保護(hù)區(qū) 風(fēng)景名勝區(qū)等 51 100 （ 良 ） 可正常活動(dòng) 居住區(qū) 、 商業(yè) 、 交通 、 文化 區(qū) 、 一般工業(yè)區(qū) 和農(nóng)村地區(qū) 101 200 輕度污染 長(zhǎng)期接觸易感染 ， 201 300 中度污染 , 心臟病和肺病患者癥 狀顯著加劇 ， 健康人群中普遍出現(xiàn)癥狀 。 300 重度污染 健康人群明顯強(qiáng)烈 癥狀 ， 出現(xiàn)某些疾病 空氣污染指數(shù)的計(jì)算方法 a、 分指數(shù)的計(jì)算 I污染物的分指數(shù) Ii， 可由其實(shí)測(cè)濃度值 Ci， 按 照分級(jí)范圍 ， 根據(jù)內(nèi)插法進(jìn)行計(jì)算： 當(dāng) i污染物濃度 Ci 在 Cij CiCij 1 范圍時(shí) 內(nèi)插法計(jì)算式 ： ijijij ijij iji i IIICC CC I 1 1 ijij iji ijij iji II II CC CC 11 Ii：為 I污染物分指數(shù) 。 Ci：為 I污染物的濃 度監(jiān)測(cè)值 Iij：為 I污染物 j轉(zhuǎn)折點(diǎn)污染分項(xiàng)指數(shù)值 Iij 1：為 I污染物在 j 1轉(zhuǎn)折點(diǎn)的污染分項(xiàng)指數(shù) 值 Cij：為 I污染物在 j轉(zhuǎn)折點(diǎn)的濃度限值 Cij 1：為 I污染物在 j 1轉(zhuǎn)折點(diǎn)的濃度限值 污染指數(shù)計(jì)算值結(jié)果只保為整數(shù) ， 小數(shù)后數(shù) 值全部進(jìn)位 。 例：某地區(qū)大氣質(zhì)量某日監(jiān)測(cè)值為 CIP=0.225mg/m3 CSO2=0.238mg/m3 CNO2=0.098mg/m3 計(jì)算 API并發(fā)布空氣質(zhì)量日?qǐng)?bào) 查空氣污染指數(shù)分級(jí)濃度限表 CIP=0.225 在 2-3之間 Iip2=100 CIP2=0.150 I IP3=200 CIP3=0.250 CS02=0.238mg/M3 Iso22=100 Cso22=0.150 Iso23=200 CS023=0.70 175100100200 150.0250.0 150.0225.0 IPI 116100100200 150.070.0 150.0238.0 2 SOI CNO2=0.098 INO21=50 CNO21=0.080 INO22=100 CNO22=0.12 API=Max(175， 116， 73)=175 735050100 080.0120.0 08.0098.0 2 NOI 結(jié)論 ： IP為首要污染物 大氣質(zhì)量 級(jí) ， 輕度污染 ， （ 長(zhǎng)期接觸 ， 健 康人體出現(xiàn)刺激性癥狀 。 ） 一、 SO2 大氣中的 含硫污染物 主要有 SO2、 H2S、 SO3、 CS2、 H2SO4及各種硫酸鹽。它們主要來(lái)源于 煤和石油燃料的燃燒，含硫礦石的冶煉、 硫酸等化工產(chǎn)業(yè)排放的廢氣。 在硫氧化物的監(jiān)測(cè)中常以二氧化硫?yàn)榇恚?作為大氣污染的重要指標(biāo)之一，因?yàn)樗?大氣污染物質(zhì)中分布最廣，影響最大。 SO2的危害 ： SO2的測(cè)定 1、四氯汞鉀溶液吸收 -鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法 （ GB 8970 88） 反應(yīng)原理： HOCH2SO3H + 鹽酸副玫瑰苯胺 紫色絡(luò)合物 在 548 nm 處有最大吸收。 方法特點(diǎn)：靈敏度高，選擇性好； 但吸收液的毒性大。 2、甲醛緩沖溶液吸收 -鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法 （ GB T15262-94） 基本原理： SO2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 NaOH 使加成化合物分解，釋放出的 SO2 與鹽酸副玫瑰苯胺、甲醛作用，生成 紫紅色絡(luò)合物，在 577 nm 處有最大吸收 。 該方法的主要干擾物是氮氧化物、臭氧。 樣品放置一段時(shí)間可使臭氧自動(dòng)分解；加入 氨磺酸鈉溶液可消除氮氧化物的干擾。 3、溶液電導(dǎo)率法 原理 ：將大氣樣通入 H2O2(H2SO4) 氣樣中含 SO2 被吸收生成 H2SO4 。因?yàn)?溶液電導(dǎo)率的 增值與所生成的硫酸量成比例， 用交流電橋法檢測(cè)電導(dǎo)率的變化，就可以求 出空氣中 SO2 的濃度。 該方法最大優(yōu)點(diǎn)是 靈敏度高 。 二、 NOx的測(cè)定 氮的氧化物有 NO、 NO2、 N20、 N2O3、 N2O4和 N2O5 等，統(tǒng)稱 NOx。其中主要為 NO和 NO2。二者是對(duì) 流層中危害最大的氮氧化物。 危害 ： 能引起酸雨。 NOx能使大氣中的 SO2催化氧化成 SO3 NO2 的毒性大約為 NO 的 5倍， NO在大氣中逐 漸氧化為 NO2 ,如被水霧吸收，會(huì)形成亞硝酸和 硝酸。 引發(fā)光化學(xué)煙霧 。 當(dāng) NOx和 CH化合物共存于大氣中，經(jīng)陽(yáng)光紫外 線的照射，會(huì)發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生光化 學(xué)煙霧。由此產(chǎn)生一系列二次污染物，造 成更大危害。 測(cè)定方法 1、 Saltzman 法（ GB T 15435 1995） （ 鹽酸萘乙二胺光度法 ）測(cè) NO2 基本原理： 空氣樣中的 NO2與吸收液中的對(duì)氨基苯 磺酸發(fā)生重氮化反應(yīng)，再與 N-(1-萘基）乙二胺 鹽酸鹽作用，生成粉紅色的偶氮染料 ，在波長(zhǎng) 540 545nm有最大吸收。 。 2、三氧化鉻 -石英砂氧化法 ( 測(cè) NOx ) （ GB T 15436 1995） 基本原理：空氣樣中的氮氧化物經(jīng)過(guò)三氧化 鉻 -石英砂氧化管后，以 NO2的形式與吸收液 中的對(duì)氨基苯磺酸發(fā)生重氮化反應(yīng)，再與 N-(1-萘基）乙二胺鹽酸鹽作用，生成粉紅 色的偶氮染料 ，在波長(zhǎng) 540 545nm測(cè)定吸 光度 計(jì)算 式中 V 吸收液體積， ml V0-換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的采樣體積， L； D 樣品的稀釋倍數(shù) C0 由工作曲線上查得的 NO2濃度， ug ml 0 0 V VDC C 3、化學(xué)發(fā)光法 是一種能連續(xù)測(cè)定瞬時(shí)值的干式法。 原理：利用氣樣中 NO與 O3 發(fā)生化學(xué)發(fā)光反 應(yīng)，可測(cè)得 NO 的濃度。 將另一份等量的氣樣通過(guò)還原轉(zhuǎn)化器使 NO2 轉(zhuǎn)化為 NO 后，再測(cè) NOx 總量，用差減法求 得氣樣中 NO2 濃度。 化學(xué)發(fā)光法的 特點(diǎn)：靈敏度高；選擇性好； 響應(yīng)速度快 化學(xué)發(fā)光分析法簡(jiǎn)介 利用火焰熱能或化學(xué)反應(yīng)釋放出的能量使試樣中 被測(cè)物分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為新的化合物， 并發(fā)光，產(chǎn)生分子光譜。 一般， 化學(xué)發(fā)光由三個(gè)過(guò)程所引發(fā) ： （ 1）通過(guò)化學(xué)反應(yīng)生成高能中間產(chǎn)物； （ 2）中間產(chǎn)物不穩(wěn)定， 在轉(zhuǎn)化為生成物的同時(shí)，將過(guò)剩的化學(xué)能轉(zhuǎn) 化為生成物的電子能； （ 3）激發(fā)態(tài)生成物退激，發(fā)生熒光。 化學(xué)發(fā)光法定量分析的依據(jù) 化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度與反應(yīng)物濃度成正比 ： xI xRkI CL CL 三、 CO的測(cè)定 CO主要來(lái)自于汽車(chē)尾氣、采暖爐、煉 焦、煉油等工業(yè)廢氣。 CO無(wú)色無(wú)味， 是有毒氣體，對(duì)人體有強(qiáng)烈的窒息作 用。 CO中毒時(shí)，使紅血球的血紅蛋白 不能與氧結(jié)合，妨礙了機(jī)體各組織的 輸氧功能，造成缺氧癥，嚴(yán)重者會(huì)導(dǎo) 致死亡。 （ 1）氣相色譜法測(cè)定 CO： CO在氫氣流中，經(jīng)分子篩和碳多孔小球串 聯(lián)柱分離后，在鎳催化劑存在下于 380 轉(zhuǎn) 化成甲烷，用氫火焰離子化檢測(cè)器測(cè)定，根 據(jù)保留時(shí)間定性，以峰高定量。 （ 2）檢氣管法測(cè)定 CO： 將 CO注入裝有 I2O5和三氧化硫的檢氣管內(nèi)， 根據(jù)檢氣管生成綠色絡(luò)合物的長(zhǎng)度，確定 氣樣中的 CO的含量。 檢氣管有兩種基本類(lèi)型： 比色型；比長(zhǎng)度型。 比長(zhǎng)型因使用方便，并具有較好定量性 而被廣泛使用。商品檢氣管在出廠前就已 作過(guò)標(biāo)定，濃度標(biāo)尺直接刻在管上。在使 用時(shí)只需根據(jù)說(shuō)明書(shū)中指定的抽氣速度和 進(jìn)樣體積進(jìn)行操作，即可直接獲得分析結(jié) 果。 檢氣管一般是內(nèi)徑為 2.5 2.6mm 、長(zhǎng)度 為 120 180mm 的玻璃管。 管內(nèi)填充的載體常用硅膠、素陶瓷、活 性氧化鋁等。 其 特點(diǎn)是化學(xué)惰性 ， 機(jī)械強(qiáng)度大 ，又便 于制成大小均一的顆粒。用于浸漬載 體的化學(xué)試劑因被測(cè)項(xiàng)目的不同而異。 例如測(cè) CO2 的檢氣管以 NaOH+百里酚酞 為試劑浸漬在氧化鋁載體上。 四、氟化物的測(cè)定 大氣中的氟主要來(lái)自陶瓷、磚瓦、冶 煉、玻璃等工業(yè)排放的廢氣以及煤的 燃燒。 氟化物對(duì)人體及動(dòng)植物均能形成危害。 測(cè)定方法： 濾膜 -氟離子選擇電極法 （ GB T 15434 95） 五、空氣中總烴的測(cè)定 大氣中碳?xì)浠衔锏?主要來(lái)源 ：石油煉制、 化工生產(chǎn)、機(jī)動(dòng)車(chē)輛排放尾氣、燃料的不 完全燃燒和溶劑的蒸發(fā)等。 危害 ： 影響空氣質(zhì)量，危害人體健康 。 大氣中的碳?xì)浠衔镏饕羌淄?，甲烷?度的增加會(huì) 強(qiáng)化溫室效應(yīng) 。 揮發(fā)性碳?xì)浠衔锍Ｅc NOx協(xié)同作用，產(chǎn) 生 光化學(xué)煙霧。 測(cè)定方法 目前，普遍采用氣相色譜法測(cè)定大氣中 總烴的含量。 （ GB T15263 94) 總烴是指氫火焰檢測(cè)器所測(cè)出的碳?xì)浠?合物，以甲烷計(jì) 。 六、大氣中苯并 芘的測(cè)定 大氣中的苯并芘主要來(lái)自熱電工業(yè)、 煉焦、催化裂解烹調(diào)的油煙、車(chē)輛排 放的尾氣等。 危害： 測(cè)定方法 ：熒光分光光度法 （ GB8971 1988） 紫外分光光度法 高效液相色譜法（ GB T15439 1995) 由于高效液相色譜法具有分離效能好，靈敏度 高、測(cè)定速度快等特點(diǎn)，是較為普遍采用的方 法。 基本原理：將采集在玻璃纖維濾膜上的 顆粒物中的苯并 芘及有機(jī)溶劑可 溶物，用環(huán)己烷在水浴上以索氏提取 器連續(xù)加熱提取。提取液注入高效液 相色譜，通過(guò)色譜柱的苯并 芘與其 它組分分離，然后用熒光檢測(cè)器進(jìn)行 定量測(cè)定。 七 、臭氧的測(cè)定 1、靛藍(lán)二磺酸鈉分光光度法 （ GB/T 15438 95 ） 方法基本原理：大氣中的臭氧在磷酸鹽 緩沖劑存在下，與吸收液中藍(lán)色的靛藍(lán)二 磺酸鈉反應(yīng)，褪色生成靛紅二磺酸鈉。 在 610 nm處測(cè)定吸光度。 2、紫外分光光度法 （紫外臭氧分析儀） 臭氧對(duì) 254nm 波長(zhǎng)的紫外光有特征吸收 。 3、化學(xué)發(fā)光法 臭氧能與多種烯烴產(chǎn)生化學(xué)發(fā)光反應(yīng)。 乙烯為首選反應(yīng)氣體，與臭氧反應(yīng)過(guò)程中 生成甲醛激發(fā)態(tài)分子，當(dāng)該激發(fā)態(tài)分子返 回基態(tài)時(shí)發(fā)出光量子。 其化學(xué)發(fā)光光譜在 450nm 附近有最大發(fā)射。 此反應(yīng)對(duì) O3是特效的。 NOx 、 SO2 、 CO 、 CH4 等均不干擾測(cè)定。 七、大氣中顆粒鉛的測(cè)定 大氣中鉛的來(lái)源 ： 自然因素：地殼浸蝕、火山爆發(fā)、海嘯等 將地殼中的鉛釋放到大氣中。 非自然因素：主要指來(lái)自工業(yè)、交通方面 的鉛排放。 非自然性排放是鉛污染的主要來(lái)源。 危害 ：大氣中的鉛大部分顆粒直徑為 0.5um或更小，因此可以長(zhǎng)時(shí)間地漂浮在 空氣中（鉛塵）。長(zhǎng)期吸入低濃度的含 鉛大氣可引起慢性中毒癥狀。 測(cè)定方法 ： 火焰原子吸收分光光度法 (GB T15264 94） 八、可吸入顆粒物 (PM10 )的測(cè)定 顆粒物是指大氣中大于分子尺寸的固體 或液體顆粒狀物質(zhì)。 是大氣污染物中數(shù)量最大、成分復(fù)雜、 危害較大的一類(lèi)。 大氣中 顆粒物質(zhì)的 檢測(cè)項(xiàng)目 有： 總懸浮顆粒物 (TSP)的測(cè)定；可吸入顆粒 物濃度 PM10的測(cè)定；降塵量的測(cè)定；顆 粒中化學(xué)組分的測(cè)定。 大氣中 粒徑小于 10um 的顆粒物稱為可 吸入顆粒物 。它以氣溶膠的形式長(zhǎng)期 漂浮在空中，故又稱為 飄塵。 飄塵主要污染源是工業(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。 危害 飄塵可被人體吸入 ,通過(guò)呼吸道直接到肺積 累 ,并能進(jìn)入血液循環(huán)危害健康； 降低大氣能見(jiàn)度； 參加大氣反應(yīng)。 測(cè)定方法有：。 重量法測(cè)定原理 ： 使一定體積的空氣樣進(jìn)入切割器，將粒徑 10 um以上的顆粒分離，小于該粒徑的微粒隨著 氣流經(jīng)分離器的出口被阻留在已恒重的濾膜上。 根據(jù)采樣前后濾膜的質(zhì)量差及采樣體積，計(jì)算 PM10濃度 1 0 0 0 )( 12 rV GG C PM10自動(dòng)測(cè)定裝置 按其工作原理可分為多種形式。 主要有壓電天平式；光散射式； 射線吸收式等。 射線吸收式 PM10自動(dòng)測(cè)定儀測(cè)定原理 ： 將大氣中 PM10顆粒捕集在濾紙上，根據(jù)濾 紙和疊加其上的粒子層對(duì) 射線的吸收 程度求 PM10的濃度。 由 射線源輻射的 射線，一部分被粒子層 吸收，其余部分透過(guò)。穿透的 射線強(qiáng)度 與捕集的集塵之間存在如下關(guān)系式： )ln(l n 0 0 II tQ A C eII m X mm 式中 Q 為進(jìn)氣流量 (m3/min)， t 為取樣時(shí)間 （ min ）。 A為濾紙面積（ cm2 ）； m為質(zhì) 量吸收系數(shù)（ cm2/g ） 所以通過(guò)測(cè)定取樣前后的 射線透過(guò)強(qiáng)度，就 可測(cè)出大氣中 PM10的 值。 自動(dòng)測(cè)定裝置由大粒子切割器、樣品捕集器、 放射源、程序控制器、監(jiān)測(cè)記錄器等部件組成。 射線源可根據(jù)測(cè)定范圍和所要求靈敏度等因素 加以選擇。如 14 C 、 35S、 95Sr 等，其中 14 C 因其半衰期長(zhǎng)，質(zhì)量吸收系數(shù)大而被優(yōu)先采用。 九、降塵的測(cè)定 一般指 粒徑在 10um以上的顆粒物 ， 靠重力作用能自然降落于地面。 采用重量法（ GB/T 15265 94 ）測(cè)定。 。 1、降塵采集： 我國(guó)規(guī)定集塵器用 150mm內(nèi)徑、 300mm高 的玻璃缸或塑料缸。 采樣點(diǎn)不要接近高大建筑物或顯著污染 源。為避免揚(yáng)塵的影響，集塵器離地 面的高度為 5-15m。 若在建筑物頂采樣，相對(duì)高度應(yīng)為 1-1.5m 2、降塵量的測(cè)定 十、大氣中的總懸浮物 (TSP) 一般是指粒徑 100um的顆粒物。 測(cè)定 TSP主要用重量法（ GB T15432-1995), 原理和操作過(guò)程同 PM10 的測(cè)定。 只是選用的采樣器的切割性能不同。 十一、顆粒物化學(xué)組分的測(cè)定 1、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。 2、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。 3、主要測(cè)定項(xiàng)目：重金屬、砷、硫酸鹽、硝 酸鹽等。 34 室內(nèi)空氣監(jiān)測(cè) 室內(nèi)空氣污染物的來(lái)源 來(lái)自室外空氣的污染； 來(lái)自室內(nèi)本身的污染。以建筑材料、裝修及生 活用品等化工產(chǎn)品在室內(nèi)的使用為主。也包括 燃料及煙葉的不完全燃燒等因素。 室內(nèi)空氣污染物的類(lèi)型 可分為可吸入顆粒物；生物活性粒子污染物；氣 態(tài)化學(xué)污染物三類(lèi)。 生物活性粒子有細(xì)菌、病毒、花粉等，是大 多數(shù)呼吸道傳染病和過(guò)敏性疾病的元兇。 氣態(tài)化學(xué)污染物包括多種揮發(fā)性物質(zhì)。 揮發(fā)性有機(jī)物常見(jiàn)的有甲苯、甲醛、苯、多 種烴類(lèi)，酯類(lèi)、酮類(lèi)等。 無(wú)機(jī)氣體通常有 CO、 CO2 、 NOx、 SO2 、 O3 、 放射性氡等。 放射性氡污染 氡是從放射性元素鐳衰變而來(lái)的一種無(wú)色、無(wú) 味的放射性惰性氣體。氡及其子體在衰變時(shí) 釋放出 、 、 等射線，可通過(guò)呼吸過(guò)程進(jìn)入 人體。由于氡與人體的脂肪有很高的親和力， 能在脂肪組織、神經(jīng)系統(tǒng)、網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)和 血液中廣泛分布，對(duì)細(xì)胞造成損傷，誘發(fā)癌 變。 室內(nèi)空氣中氡的來(lái)源主要有： （ 1）地基土壤 （ 2）地下水 （ 3）建筑材料和裝修材料 一、氡的檢測(cè) 氡與空氣作用時(shí) ， 能使空氣電離 ， 因 而可用 電離型探測(cè)器 通過(guò)測(cè)量電離電 流測(cè)定其濃度 ， 測(cè)量時(shí)可采用活性炭 吸附法濃縮樣品中的氡；也可用閃爍 探測(cè)器通過(guò)測(cè)量由氡及其子體衰變時(shí) 所放出的 粒子測(cè)定其濃度 。 環(huán)境放射性檢測(cè)的基本原理： 是利用射線與物質(zhì)的相互作用。這種作用包 括：電離、發(fā)光、熱效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)和能 產(chǎn)生次級(jí)粒子的核反應(yīng)等。 最常用的檢測(cè)器有三類(lèi)： 1、 電離型檢測(cè)器 ：是利用射線通過(guò)氣體介質(zhì) 時(shí)使氣體發(fā)生電離的原理制成的探測(cè)器。 2、 閃爍檢測(cè)器 ：具有一個(gè)閃爍體，當(dāng)射線進(jìn) 入其中時(shí)產(chǎn)生閃光，用光電倍增管將閃光 訊號(hào)放大，記錄。其工作原理與以下三個(gè) 過(guò)程相關(guān)聯(lián)： （ 1）射線使某些熒光體分子激發(fā)，當(dāng)分子重 返低能級(jí)時(shí)，即發(fā)出光子。 （ 2）光敏物質(zhì)受光后發(fā)出光電子。 （ 3）光電子經(jīng)倍增放大后得到可測(cè)量的輸出 脈沖。 3、 半導(dǎo)體檢測(cè)器 檢測(cè)元件是固態(tài)半導(dǎo)體，當(dāng)其接受射線后， 產(chǎn)生電子 -空穴對(duì)，從而得到可測(cè)量的脈沖 電流。 二、室內(nèi)空氣中苯（苯系物）的檢測(cè)方法 室內(nèi)空氣中苯系物的來(lái)源：各種油漆、涂料、膠、 防水材料等的廣泛使用是造成室內(nèi)苯系物污染 的主要原因。 危害： 檢測(cè)方法： 毛細(xì)管氣相色譜法 基本原理 ：空氣中的苯用活性炭管采集，然后用 CS2 提取出來(lái)，用帶氫火焰離子化檢測(cè)器的氣相 色譜儀分析。以保留時(shí)間定性，峰高定量。 二、室內(nèi)空氣中總揮發(fā)性有機(jī)物的分析 總揮發(fā)性有機(jī)物（ TVOC)：指可以在空氣中 揮發(fā)的有機(jī)化合物總量。 室內(nèi)的 TVOC主要是建筑材料、裝飾材料中的 油漆、涂料、黏合劑等；家用燃料、吸煙； 化妝品、洗滌劑等。辦公用品主要指油墨、 復(fù)印機(jī)等。 室外的工業(yè)廢氣、汽車(chē)尾氣、光化學(xué)污染也 是影響室內(nèi) TVOC含量的重要因素。 危害 ：暴露在高濃度 TVOC污染的環(huán)境中，可導(dǎo) 致人體中樞神經(jīng)系統(tǒng)、肝、腎和血液中毒。 2001年我國(guó)頒布的 民用建筑室內(nèi)環(huán)境污染控制 規(guī)范 （ GB 50325 2001）中，室內(nèi)空氣中 TVOC 的含量已成為評(píng)價(jià)居住室內(nèi)空氣質(zhì)量是 否合格的一個(gè)重要指標(biāo)。 此標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定 TVOC 允許最高含量為： 類(lèi)民用建筑工程 0.5mg / m3 ， 類(lèi)民用建筑工程 0.6mg /m3。 分析空氣中的 TVOC主要用熱解吸 /毛細(xì)管氣相色 譜法。 分析過(guò)程：用內(nèi)裝吸附劑的吸收管采集 一定體積的空氣樣品后，將吸附管加 熱、解吸揮發(fā)性有機(jī)化合物。待測(cè)樣 品隨惰性載氣進(jìn)入毛細(xì)管氣相色譜儀 測(cè)定。 該法檢測(cè)空氣中 TVOC的濃度范圍為 0.5 100ug 三、室內(nèi)空氣中菌落總數(shù)的測(cè)定 室內(nèi)空氣生物污染來(lái)源具有多樣性的特點(diǎn)。 主要來(lái)源于患有呼吸道疾病的病人、小動(dòng)物、 空調(diào)器等。 室內(nèi)空氣生物污染主要包括細(xì)菌、真菌、病毒、 花粉、生物體有機(jī)成分等。 目前普遍采用 撞擊法 檢測(cè)室內(nèi)空氣中菌落總數(shù)。 基本原理： 撞擊法是采用撞擊式空氣微生物采樣器采樣。 通過(guò)抽氣、動(dòng)力作用，使空氣通過(guò)狹縫或小孔 而產(chǎn)生高速氣流，使懸浮在空氣中的帶菌粒子 撞擊到營(yíng)養(yǎng)瓊脂平板上。經(jīng) 37 ， 48小時(shí)培養(yǎng) 后，根據(jù)采樣器的流量和采樣時(shí)間，換算成每 立方米空氣中的菌落數(shù)。 采樣、選點(diǎn)要求參見(jiàn)（ GB/T 18883 2002）。 大氣監(jiān)測(cè)的新技術(shù) 一 、便攜式儀器 射線法和激光法測(cè)定顆粒物。 1、傳感器式快速煙塵測(cè)試儀： 應(yīng)用 射線通過(guò)物質(zhì)時(shí)進(jìn)行電離吸收的正比 關(guān)系，并結(jié)合電離室結(jié)構(gòu)研制成具有無(wú)動(dòng) 力等速采樣功能的煙塵傳感器探頭，進(jìn)行 煙塵濃度的測(cè)定。 2、激光可吸入塵分析儀 是根據(jù)米氏散射原理設(shè)計(jì)而成的。 以氦、氖激光器作為光源，通過(guò)氣泵采樣裝 置，將懸浮在空氣中的可吸入塵隨氣流泵 入精密光學(xué)檢測(cè)腔。由光電轉(zhuǎn)換器件將不 同粒徑的粒子轉(zhuǎn)換成與之對(duì)應(yīng)的電信號(hào)， 此信號(hào)經(jīng)微機(jī)進(jìn)行自動(dòng)分類(lèi)處理。 測(cè)定氣態(tài)污染物的便攜式儀器包括電化學(xué)傳 感器、催化燃燒傳感器、紅外氣體傳感器、 光離子化檢測(cè)器等。 例如，便攜式火焰離子化檢測(cè)器（ FID ）已 廣泛應(yīng)用于碳?xì)浠衔锏臏y(cè)定。 現(xiàn)場(chǎng)在線監(jiān)測(cè) 空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 是自動(dòng)采樣技術(shù)、自動(dòng)分析技術(shù)、計(jì)算機(jī)技 術(shù)和數(shù)據(jù)通訊技術(shù)組合而成的空氣質(zhì)量監(jiān) 測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 污染源在線監(jiān)測(cè) 例如煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可分為五部分： 煙氣采樣系統(tǒng)；煙氣分析系統(tǒng)；煙氣流量測(cè)量 系統(tǒng)；數(shù)據(jù)接收處理系統(tǒng)及后備輔助設(shè)備系統(tǒng)。 大氣環(huán)境遙測(cè)技術(shù) 環(huán)境遙測(cè)是一種測(cè)量?jī)x器與監(jiān)測(cè)對(duì)象在空間上 分開(kāi)的，借助傳感物理參數(shù)來(lái)判斷環(huán)境質(zhì)量的 技術(shù)。通常，環(huán)境遙測(cè)是 借助傳感系統(tǒng)對(duì)電磁 波的探測(cè)而實(shí)現(xiàn)其監(jiān)測(cè)目的。 遙測(cè)系統(tǒng)基本上由數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析兩部 分組成。 數(shù)據(jù)采集：利用傳感器記錄從監(jiān)測(cè)對(duì)象發(fā)射 或反射的電磁波。 數(shù)據(jù)分析：將傳感器得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析， 并將分析結(jié)果以文件或圖表形式匯集。 遙測(cè)技術(shù)在大氣監(jiān)測(cè)中主要用于 NOx 、 SOx、 O3 等污染物的測(cè)定，以及確定煙羽擴(kuò)散的 范圍和透明度等。