第三章空氣與廢氣監(jiān)測

111/27/202223臨汾某化工廠附近11/27/20224武漢上空11/27/20225美國底特律上空11/27/20226錫林郭勒盟地區(qū)7新疆阿圖什市8北京9101112本章教學(xué)目錄第一節(jié)空氣污染根本知識第二節(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)氣態(tài)和蒸氣態(tài)污染物質(zhì)的測定第五節(jié)顆粒物的測定第六節(jié)降水監(jiān)測第七節(jié)污染源監(jiān)測第八節(jié)室內(nèi)環(huán)境主要污染物監(jiān)測131.熟悉大氣污染根本知識；2.掌握如何制訂大氣污染監(jiān)測方案；3.了解大氣樣品的采集方法和采樣儀器；4.掌握SO2、NOx等氣態(tài)污染物的測定方法和原理；5.掌握TSP、PM10等顆粒物的測定方法和原理；6.了解大氣降水、大氣污染生物監(jiān)測；7.掌握污染源監(jiān)測。本章教學(xué)目的、要求14本章重點、難點

重點：大氣污染物及其存在狀態(tài)；氣體體積換算；大氣監(jiān)測網(wǎng)點的布設(shè)；SO2、NO2、TSP、PM10等污染物的測定；空氣污染指數(shù)API計算；固定污染源監(jiān)測；等速采樣。

難點：大氣監(jiān)測布點方法；SO2、NO2、TSP、PM10等污染物的測定；空氣污染指數(shù)API計算；固定污染源監(jiān)測；等速采樣。

15§3-1空氣污染根本知識本節(jié)內(nèi)容：1.了解大氣、空氣和大氣污染的根本概念及大氣污染對人和生物的危害;2.掌握大氣污染物的存在狀態(tài)，大氣污染物的時空分布特點和對大氣監(jiān)測的意義；3.掌握大氣中污染物濃度的表示方法與氣體體積換算。

1617一、大氣、空氣和空氣污染對人類有影響的：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(zhì)：煙塵、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、碳?xì)浠衔锏?8大氣污染大氣中一些物質(zhì)的含量超過正常本底，對人體、生物、物體產(chǎn)生不良影響的大氣狀況。19冰層中250年間CO2濃度變化11/27/202220600年中世界人口增長與甲烷增長的比照21二、空氣污染的危害圖片來源：國家地理雜志空氣污染會對人體健康、動植物產(chǎn)生危害，同時對各種材料產(chǎn)生腐蝕損害。22空氣污染對人類的危害影響人類健康的途徑:通過皮膚、眼睛粘膜的外表直接接觸通過消化道系統(tǒng)食入含大氣污染物的水、食物通過呼吸道系統(tǒng)吸入被污染的空氣產(chǎn)生的危害取決于：污染物的性質(zhì)、成分、濃度、持續(xù)作用時間、作用部位人體的敏感性〔性別、年齡、健康狀況等〕231.大氣顆粒物4.氮氧化物5.光化學(xué)氧化劑3.一氧化碳2.二氧化硫空氣污染對人體健康的危害臭氧對鼻子、咽喉、肺等呼吸器官有刺激作用，運(yùn)動時那么吸入更嚴(yán)重。所有大氣污染物中散布最廣的一種，嚴(yán)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，假設(shè)與SO2共存，那么危害更重。刺激呼吸道，使肺功能受損。且由于SO2常與多種污染物共存，吸入之后產(chǎn)生的復(fù)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(xué)組成決定沉積位置上對組織的影響。粗顆粒物一般沉積在支氣管部位，并可能進(jìn)入血液循環(huán)，導(dǎo)致與心肺功能障礙有關(guān)的疾病。

細(xì)顆粒物沉積到肺葉的可能性更大，尤其是呼吸細(xì)支氣管及肺泡。長期暴露在顆粒物質(zhì)中，對人體呼吸道疾病、眼睛和皮膚過敏等健康問題影響很大，誘發(fā)心肺功能障礙，導(dǎo)致死亡率和發(fā)病率有所增，尤其對于具有慢性肺部疾病和心血管疾病的人而言，影響更大。

11/27/2022246、甲醛：急性中毒：呼吸道強(qiáng)烈刺激，咽喉灼痛、呼吸困難、肺水腫；慢性中毒：眼紅、流淚、眼癢、嗓子枯燥發(fā)癢、咳嗽、氣喘、聲音嘶啞、胸悶、皮膚搔癢；長期低劑量接觸：降低肌體免疫功能；引起神經(jīng)衰弱，記憶力減退；呼吸道長期刺激，引發(fā)慢性呼吸道疾病，肺功能下降。兒童和孕婦對甲醛尤為敏感，長期接觸會引發(fā)妊娠綜合癥，造成新生兒染色體異常、白血病。11/27/2022257、TVOC：揮發(fā)性有機(jī)化合物并非單一的化合物，大體的危害如下：

?

影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)，出現(xiàn)頭暈、頭痛、無力、胸悶等病癥；

?

感覺性刺激，嗅味不舒適，刺激上呼吸道及皮膚；

?

影響消化系統(tǒng)，出現(xiàn)食欲不振、惡心等；

?

疑心性危害：局部組織炎癥反響、過敏反響、神經(jīng)毒性作用。11/27/2022268、氡：高濃度氡會導(dǎo)致機(jī)體血細(xì)胞出現(xiàn)變化。氡對人體脂肪有很高的親和力，特別是氡與神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)合后，危害更大。導(dǎo)致腫瘤。氡子體衰變時放出a射線，轟擊肺細(xì)胞，使其受損，誘發(fā)肺癌。國際癌癥研究機(jī)構(gòu)〔世衛(wèi)組織專門從

事癌癥工作的機(jī)構(gòu)〕以及美國國家毒理學(xué)規(guī)劃把氡分類為一種人類致癌物質(zhì)。世界上每年發(fā)生的肺癌病例中，6%到15%是由氡氣引起的，對吸煙者尤重。11/27/202227危害類型直接危害引起急性中毒。如1952年倫敦?zé)熿F事件，比歷年同期多死亡3000多人誘發(fā)疾患或慢性中毒刺激作用產(chǎn)生三致效應(yīng)。如云南宣威縣，民用煤煙中PAH污染，居民肺癌死亡率居全國之首28英國倫敦?zé)熿F事件〔1952年〕29危害類型間接危害飄塵降低大氣透明度，減弱陽光照度影響生物生長、天氣、氣候(酸雨等)影響建筑物、名勝古跡、設(shè)備器材、腐蝕玷污一定條件下，粉塵引起爆炸30沙塵暴酸雨腐蝕文物雕像

31水稻葉片受SO2污染對照圖32三、空氣污染源

火山爆發(fā)自然源森林火災(zāi)等工業(yè)企業(yè)排放的廢氣人工源室內(nèi)空氣污染源交通運(yùn)輸工具排放的廢氣{{33〔一〕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(xué)纖維廠硫酸廠合成橡膠廠農(nóng)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(nóng)藥等氟化氫等機(jī)械機(jī)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34〔二〕交通運(yùn)輸工具排放的廢氣車內(nèi)環(huán)境，同房屋建筑一樣，也是一種密封環(huán)境。中國室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測中心曾在北京、上海、重慶、太原和廣州五城市隨機(jī)抽檢說明參照室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，有近九成的汽車存在車內(nèi)空氣污染問題。大局部汽車車內(nèi)的有害氣體含量超標(biāo)五六倍，最高到達(dá)十倍。35〔三〕室內(nèi)空氣污染源36室內(nèi)空氣污染分類：化學(xué)性污染：甲醛、總揮發(fā)有機(jī)物〔TVOC〕、O3、NH3、CO、CO2、SO2、NO2等；物理性污染：溫度、濕度、通風(fēng)率、新風(fēng)量；PM10、電磁輻射等；生物性污染：霉菌、真菌、細(xì)菌、病毒等；放射性污染：氡氣及其子體37室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

①新風(fēng)量要求≥標(biāo)準(zhǔn)值，除溫度、相對濕度外的其它參數(shù)要求≤標(biāo)準(zhǔn)值；

室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)〔GB/T18883－2002〕序號參數(shù)類別參數(shù)單位標(biāo)準(zhǔn)值備注1物理性溫度℃22—28夏季空調(diào)16—24冬季采暖2相對濕度％40—80夏季空調(diào)30－60冬季采暖3空氣流速m／s0.3夏季空調(diào)0.2冬季采暖4新風(fēng)量m3/(h·人)30a5化學(xué)性二氧化硫SO2mg/m30.501小時均值6二氧化氮NO2mg/m30.241小時均值38序號參數(shù)類別參數(shù)單位標(biāo)準(zhǔn)值備注7化學(xué)性一氧化碳COmg/m3101小時均值8二氧化碳CO2％0.10日平均值9氨NH3mg/m30.201小時均值10臭氧O3mg/m30.161小時均值11甲醛HCHOmg/m30.101小時均值12苯C6H6mg/m30.111小時均值13甲苯C7H8mg/m30.201小時均值14二甲苯C8H10mg/m30.201小時均值15苯并[a]芘B(a)Pmg/m31.0日平均值16可吸人顆粒PMl0mg/m30.15日平均值17總揮發(fā)性有機(jī)物TVOCmg/m30.608小時均值18生物性菌落總數(shù)cfu/m32500依據(jù)儀器定19放射性氡222RnBq／立方米400年平均值39居室空氣中甲醛的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制標(biāo)準(zhǔn)住房內(nèi)氡濃度控制標(biāo)準(zhǔn)室內(nèi)空氣中可吸入顆粒物衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)室內(nèi)空氣質(zhì)量衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)文化娛樂場所衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)工作場所有害因素職業(yè)接觸限值室內(nèi)裝飾裝修材料內(nèi)墻涂料中有害物質(zhì)限量

室內(nèi)空氣質(zhì)量驗收相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

40一次污染物〔原發(fā)性〕二次污染物〔繼發(fā)性〕經(jīng)大氣作用四、空氣中的污染物及其存在狀態(tài)SO3、硫酸鹽、硝酸鹽、O3、醛類、過氧乙酰硝酸酯〔PAN〕等

光化學(xué)反響或污染物之間反響煙囪排放的SO2、NO2，汽車排放的二氧化碳、烴等

41空氣中的污染物存在狀態(tài)〔一〕分子狀態(tài)污染物〔二〕粒子狀態(tài)污染物粒徑大于l0μm的顆粒物能較快地沉降到地面上，稱為降塵。粒徑小于10μm的顆粒物(PM10)可長期飄浮在空氣中，稱為可吸入顆粒物或飄塵〔IP〕。粒徑小于100μm的顆粒物，成為總懸浮顆粒物〔TSP〕。42氣態(tài)狀污染物常溫下以氣體和蒸汽的形態(tài)存在于大氣中1.碳?xì)浠衔顲H4,C2H42.碳氧化合物CO,CO23.硫化物：SO2,SO3,H2SO4,H2S4.氮化物：NO,NO2,NH35.氧化劑：O36.苯、苯酚等揮發(fā)性大、熔點低的化合物――蒸汽狀特點1.以分子狀態(tài)分散于大氣中，能與空氣任意混合2.擴(kuò)散速度受氣流和溫度影響，通常與氣流速度根本相同3.擴(kuò)散速度與它們的比重有關(guān)，比重小的上浮，如CH4，比重大的下沉，如Hg43顆粒狀污染物常以多分子“集合體〞存在于大氣中，運(yùn)動時慣性大氣溶膠1.以膠體狀態(tài)懸浮于空氣中的固體或液體微粒，是一種分散體系，其中分散介質(zhì)是空氣，分散相是固體或液體2.煙：固體氣溶膠。高溫下物質(zhì)通過蒸發(fā)或升華以蒸汽狀進(jìn)入大氣，冷凝后以極微細(xì)的固體質(zhì)點散布于空氣中，即固體氣溶膠〔煙〕。如鉛煙、氧化鋅煙等。3.霧：液體氣溶膠。4.煙霧：固、液混合態(tài)氣溶膠。如硫酸煙霧、光化學(xué)煙霧。44五、空氣中污染物的時空分布特點1.時間性某一地點大氣污染物的濃度常隨時間的變化而發(fā)生變化，同一污染源對同一地點所造成的地面濃度隨時間的變化會產(chǎn)生很大的差異。2.空間性在大氣中的污染物隨空氣運(yùn)動而遷移和擴(kuò)散。各種污染物的遷移和擴(kuò)散速度又與氣象條件、地理環(huán)境和污染物的性質(zhì)有關(guān)。因此污染物濃度就存在著空間上的分布不均勻。45大氣污染與氣象的關(guān)系邊界層的風(fēng)和湍流大氣穩(wěn)定度大氣溫度層結(jié)降水輻射和云46六、空氣中污染物濃度表示方法〔一〕單位體積質(zhì)量濃度單位體積質(zhì)量濃度是指單位體積空氣中所含污染物的質(zhì)量數(shù)，常用mg/m3或μg/m3表示。(任何狀態(tài)的污染物都適用〕氣體體積是溫度和大氣壓力的函數(shù)，隨溫度、壓力的不同而發(fā)生變化。為使計算出的污染物濃度具有可比性，將監(jiān)測時的氣體采樣體積應(yīng)換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氣體體積。47

根據(jù)氣體狀態(tài)方程，換算式如下式：

式中：V0——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的采樣體積，L或m3； Vt——現(xiàn)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。氣體體積換算48〔二〕體積比濃度

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(shù)。常用mL/m3〔ppm〕和μL/m3(ppb)表示。(僅適于氣態(tài)或蒸汽態(tài)物質(zhì)，不受空氣溫度、壓力變化的影響。)

49兩種濃度表示方法之間的換算：式中：Cv——以ppm表示的氣體濃度(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)；Cm

——以mg／m3表示的氣體濃度；M

——污染物質(zhì)的分子量，g；22.4——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下(0℃，101.325kPa)氣體的摩爾體積，L。50思考題：1.根據(jù)大氣污染物的形成過程,可將其分為幾類?有什么特點?2.ppm和ppb之間的換算關(guān)系?3.測定某地大氣中NOX時，用裝有5ml吸收液的吸收管采樣，采樣流量為0.30L/min,采樣時間為1h,采樣后用分光光度法測定并計算得知全部吸收液中含2.0μgNOX。采樣點的溫度為5℃，大氣壓力為100kPa，求樣氣中NOX含量。4.P228習(xí)題：251§3-2

空氣污染監(jiān)測方案的制定空氣污染監(jiān)測過程：現(xiàn)場調(diào)查監(jiān)測計劃合理優(yōu)化合理布點運(yùn)送保存采集樣品綜合評價數(shù)據(jù)處理室內(nèi)分析52制定空氣污染監(jiān)測方案的程序：1.明確監(jiān)測目的2.調(diào)研及收集資料3.確定監(jiān)測工程4.布設(shè)監(jiān)測網(wǎng)〔點〕5.合理安排采樣頻率和采樣時間6.選定采樣方法和分析測定技術(shù)7.建立質(zhì)量保證程序和措施8.提出進(jìn)度安排和對監(jiān)測結(jié)果報告的要求53一、監(jiān)測目的通過對環(huán)境空氣中主要污染物質(zhì)進(jìn)行定期或連續(xù)地監(jiān)測，判斷空氣質(zhì)量是否符合?環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)?或環(huán)境規(guī)劃目標(biāo)的要求，為空氣質(zhì)量狀況評價提供依據(jù)。為研究空氣質(zhì)量的變化規(guī)律和開展趨勢、開展空氣污染的預(yù)測預(yù)報，以及研究污染物遷移轉(zhuǎn)化情況提供根底資料。為政府環(huán)保部門執(zhí)行環(huán)境保護(hù)法規(guī)、開展空氣質(zhì)量管理及修訂空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)提供依據(jù)和根底資料。54空氣污染監(jiān)測的分類1.對空氣質(zhì)量的監(jiān)測：2.對污染源的監(jiān)測：3.職業(yè)暴露監(jiān)測：55二、調(diào)研及資料收集〔一〕污染源分布及排放情況〔二〕氣象資料〔三〕地形資料〔四〕土地利用和功能分區(qū)情況〔五〕人口分布及人群健康情況56三、監(jiān)測工程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(xué)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、異氰酸甲酯等空氣降水監(jiān)測pH、電導(dǎo)率K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH4+、SO42－、NO3－、Cl－空氣污染常規(guī)監(jiān)測工程57必測項目選測項目二氧化硫氮氧化物可吸入顆粒物或總懸浮顆粒物一氧化碳臭氧總碳?xì)浠衔锎髿猸h(huán)境自動監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測工程11/27/202258布設(shè)采樣點的原那么和要求污染物濃度污染源工業(yè)分布人口密度超標(biāo)情況監(jiān)測類型優(yōu)化布點基本原則59四、大氣監(jiān)測網(wǎng)點的布設(shè)布點原那么和要求1.應(yīng)包括整個監(jiān)測范圍內(nèi)高、中、低三種濃度區(qū)2.下風(fēng)向為主要監(jiān)測區(qū)，應(yīng)多布點，上風(fēng)向少設(shè)，作為對照點3.城市、工礦區(qū)多設(shè)，人口密度大及污染物超標(biāo)地區(qū)多設(shè),郊區(qū)農(nóng)村少設(shè)4.采樣點的周圍應(yīng)開闊，采樣口水平線與周圍建筑物高度的夾角應(yīng)不大于30°；5.各采樣點的設(shè)置條件要盡可能一致或標(biāo)準(zhǔn)化，使獲得的監(jiān)測數(shù)據(jù)具有可比性；6.采樣高度根據(jù)監(jiān)測目的而定。60采樣站(點)數(shù)目確實定市區(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表我國空氣環(huán)境污染例行監(jiān)測采樣點設(shè)置數(shù)目表WHO推薦的城市空氣自動監(jiān)測站(點)數(shù)目市區(qū)人口/萬人可吸入顆粒物SO2NOx氧化劑CO風(fēng)向、風(fēng)速≤100221111100～400552222400～800884342>8001010545361采樣站(點)布設(shè)方法經(jīng)驗法統(tǒng)計法模擬法62經(jīng)驗法：1.

功能區(qū)布點法:多用于區(qū)域型常規(guī)監(jiān)測，首先將監(jiān)測區(qū)域按照功能劃分,對污染集中的工業(yè)區(qū)和人口密集的居民區(qū)多設(shè)采樣點2.網(wǎng)格布點法3.同心圓布點法4.扇形布點法63

網(wǎng)格狀布點法確定調(diào)查區(qū)域范圍按地理坐標(biāo)進(jìn)行網(wǎng)格分割(等密度或非等密度)在特定位置布設(shè)一定的控制點適用于存在多個污染源且分布均勻的區(qū)域〔面源或線源〕圖3.1網(wǎng)格布點法64以污染源中心為圓心同心圓半徑――排放物性質(zhì)、氣象條件等主導(dǎo)風(fēng)向主軸、放射線圓周與放射線交點適于多個污染源構(gòu)成污染群且大污染源集中的區(qū)域圖3.2同心圓布點法同心園軸線布點法65扇形布點法a)以點源為定點b)主導(dǎo)風(fēng)向為軸線，在下風(fēng)向地面劃出一個扇形區(qū)〔夾角不能超過90°〕c)適用于孤立的高架點源,且主導(dǎo)風(fēng)向明顯的地區(qū)〔點源〕。圖3.3扇形布點法66〔1〕采用同心圓和扇形布點法時，應(yīng)考慮高架點源排放污染物的擴(kuò)散特點

〔2〕在實際工作中，常采用一種布點法為主，兼用其他方法的綜合布點法〔3〕大氣采樣高度:距地面米〔通常1.5米〕，人的呼吸帶本卷須知67五、采樣頻率和采樣時間采樣頻率系指在一個時段內(nèi)的采樣次數(shù)。1.依濃度分布的時間特性根據(jù)污染源排放規(guī)律及氣象條件變化的特征，應(yīng)包括高、中、低濃度采樣2.依對監(jiān)測數(shù)據(jù)要求的精確程度例如：F日平均濃度，每隔2－4h采樣一次68采樣時間指每次采樣從開始到結(jié)束所經(jīng)歷的時間?？煞譃椋憾唐诓蓸印菜矔r〕長期采樣〔連續(xù)〕間歇性采樣69表3.6國家環(huán)保局公布的城鎮(zhèn)空氣質(zhì)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個月二氧化氮(或氮氧化物)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11/27/202270表3.7污染物監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計有效性的規(guī)定污染物取值時間數(shù)據(jù)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11/27/202271六、采樣方法、監(jiān)測方法和質(zhì)量保證根據(jù)污染物的存在狀態(tài)、濃度、理化性質(zhì)及監(jiān)測方法選擇采樣方法和儀器。(盡可能選擇國家標(biāo)準(zhǔn)方法—?空氣和廢氣監(jiān)測分析方法?〔第四版〕)化學(xué)監(jiān)測——以化學(xué)反響為根底，設(shè)備簡單、經(jīng)濟(jì)、易行，有一定可靠性。國內(nèi)外普遍采用儀器監(jiān)測——建立在儀器分析的根底上，靈敏度高，操作簡便、速度快，易于自動化，但儀器較貴。生物監(jiān)測——利用生物〔動物、植物〕對污染物的反響來監(jiān)測。72思考題：1.簡要說明制定大氣環(huán)境污染監(jiān)測方案的程序和主要內(nèi)容。2.環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)點常用的布設(shè)方法及其適用范圍。3.根據(jù)本節(jié)所掌握的知識點，試對校園空氣環(huán)境制定監(jiān)測方案。73§3-3空氣樣品的采集方法和采樣儀器1〕掌握大氣樣品的采集方法和采樣儀器，方法包括直接采樣法、富集濃縮采樣法〔其中富集濃縮采樣法是重點和難點〕；2〕大氣采樣的儀器，其中大氣顆粒物的采樣儀器是重點和難點；了解采樣效率和采樣記錄；3〕采樣效率的評價方法741.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性常用的采樣方法采樣儀器選擇采樣方法要考慮的因素75一、直接采樣法①被測組分濃度高②分析方法靈敏度高③結(jié)果代表瞬時濃度或短時間內(nèi)平均濃度二、濃縮采樣法①被測組分濃度低②分析方法靈敏度不夠高③結(jié)果代表采樣時段內(nèi)的平均濃度，更能反映空氣污染的真實情況采樣方法76一、直接采樣法：〔一〕注射器采樣〔二〕塑料袋采樣〔三〕采氣管采樣〔四〕真空瓶采樣真空采氣瓶示意圖真空采氣瓶抽真空裝置示意圖采氣管示意圖77注射器78塑料袋79二、富集〔濃縮〕采樣法(一)溶液吸收法(二)填充柱阻留法(三)濾料阻留法(四)低溫冷凝法(五)靜電沉積法(六)自然積集法(七)擴(kuò)散滲透法(八)綜合采樣法80影響吸收效率的因素：吸收液的吸收速度氣體與吸收液的接觸面積〔一〕溶液吸收法81吸收液——水、水溶液、有機(jī)溶劑吸收原理分兩種類型：1.物理作用實例：用水吸收空氣中的HCL和HCHO2.化學(xué)作用實例：用NaOH溶液吸收空氣中的硫化氫，用甲醛緩沖溶液吸收空氣中的二氧化硫821.吸收液的選擇原那么：①對被采集物質(zhì)溶解度要大或與被采集物質(zhì)的化學(xué)反響速度快②穩(wěn)定時間長③有利于下一步分析④毒性小，價格低，易購置，可回收832.常用儀器：1〕氣泡吸收管2〕沖擊式吸收管3〕多孔玻板吸收管要求：氣泡小、上升速度慢、液柱高，采樣效率高11/27/202284氣泡吸收管1.可裝5－10ml吸收液，采樣流量2.適用于采集氣態(tài)和蒸氣態(tài)物質(zhì)85沖擊式吸收管1.有小型和大型兩種規(guī)格2.適用于采集氣溶膠態(tài)物質(zhì)86多孔篩板吸收管〔瓶〕1.有小型和大型兩種規(guī)格2.適用于采集氣態(tài)、蒸氣態(tài)和氣溶膠態(tài)物質(zhì)87〔二〕填充柱阻留法

吸附型填充柱，分配型填充柱，反響型填充柱。。。。。。。。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88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.外表吸附作用物理吸附：由分子間引力引起，吸附力較弱；化學(xué)吸附：由剩余價鍵力引起，吸附力較強(qiáng)。89分配型填充柱1.填充劑外表涂高沸點有機(jī)溶劑的惰性多孔顆粒物，如硅藻土，類似于GC中的固定相2.當(dāng)被采集氣樣通過填充柱時，在有機(jī)溶劑中分配系數(shù)大的組分保存在填充劑上而被富集90反響型填充柱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)外表涂漬能與被測組分發(fā)生化學(xué)反響的試劑制成。也可用純金屬絲毛或細(xì)粒作填充劑2.氣樣通過填充柱時，被測組分在填充劑外表因發(fā)生化學(xué)反響而被阻留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)物質(zhì)有較高的富集效率91采樣實例實例1：許龍福，苯、甲苯和二甲苯氣相色譜超短柱測定，預(yù)防醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)信息，2000，6〔1〕：59用炭管現(xiàn)場采樣，0.2L/min抽取空氣2L，密封帶回實驗室，取出活性炭用2mLCS2解析30min，進(jìn)樣1μL，以保存時間定性，外標(biāo)法定量。92實例2：陳衛(wèi)，用活性炭管吸收和熱解GC測定車間空氣中有毒物質(zhì)的方法探討，中國公共衛(wèi)生2000，17〔1〕：95-96采樣：在采樣現(xiàn)場翻開活性炭管兩端封口，孔徑至少2mm。將炭管與采樣器相連，垂直放置,以0.2L/min流速采集3L空氣，采樣后將管的兩端套上塑料帽,帶回實驗室分析。93〔三〕濾料阻留法圖3.9顆粒物采樣夾和濾料采樣裝置示意圖94〔四〕低溫冷凝法——低沸點氣態(tài)污染物〔有機(jī)物〕實例：顧興梅等，低溫濃縮氣相色譜測定大氣中的有機(jī)硫化物，甘肅環(huán)境研究與監(jiān)測圖3.10低溫冷凝采樣裝置示意圖95〔五〕靜電沉降法〔六〕擴(kuò)散(或滲透)法〔七〕自然積集法－－利用物質(zhì)的重力、空氣動力、濃差擴(kuò)散作用等采集大氣中被測物，如自然采塵量、硫酸化速率等。96〔八〕綜合采樣法圖3.11標(biāo)準(zhǔn)集塵器示意圖圖3.12干法采樣集塵器示意圖1.降塵試樣采集2.硫酸鹽化速率試樣的采集97三、采樣儀器〔一〕組成局部收集器：吸收瓶〔管〕、填充柱、低溫冷凝管等。流量計：常用孔口流量計、轉(zhuǎn)子流量計。抽氣設(shè)備：真空泵、薄膜泵、刮板泵、電磁泵〔二〕專用設(shè)備1.大氣采樣器2.顆粒物采樣器3.個體劑量采樣器98〔一〕組成局部收集器，流量計，采樣動力。圖3.13幾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(zhuǎn)子流量計1.錐形玻璃管；2.轉(zhuǎn)子99〔二〕專用采樣器1.空氣采樣器收集器流量計采樣泵定時器圖3.15大氣采樣器實物照片100用于采集大氣中氣態(tài)和蒸氣態(tài)物質(zhì)，采樣流量為0.5～2.0L/min。可用交、直流兩種電源。工作原理如以下圖1和圖2所示。

圖1攜帶式采樣器工作原理圖2恒溫恒流采樣器工作原理氣態(tài)污染物采樣器1012.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(jié)構(gòu)示意圖102〔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(fēng)分塵器原理示意圖103圖3.19向心式分塵器原理示意圖圖3.20三級向心式分塵器原理示意圖11/27/2022104〔3〕個體劑量器圖3.21撞擊式分塵器示意圖11/27/2022105四、大氣采樣效率采樣效率定義：在規(guī)定的采樣條件〔如采樣流量、采樣時間等〕下所采集到的污染物量占其總量的百分?jǐn)?shù)。一般要求采樣效率大于90％評價方法〔一〕采集氣態(tài)和蒸氣態(tài)污染物質(zhì)效率的方法1.用標(biāo)準(zhǔn)氣測采樣效率——絕比照較法標(biāo)準(zhǔn)氣是與試樣組成近似、組成穩(wěn)定均勻、濃度確知的標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)2.用串聯(lián)采樣管測采樣效率——相比照較法106〔一〕采集氣態(tài)和蒸氣態(tài)污染物質(zhì)效率的評價方法絕比照較法相比照較法

〔二〕采集顆粒物效率的評價方法一般是同一個采樣效率高的方法同時采樣，或串聯(lián)在它的后面進(jìn)行比較。11/27/2022107五、采樣記錄〔1〕采樣樣品被測污染物名稱及編號?！?〕采樣時間、地點?！?〕采樣流量、采樣體積及t,P?！?〕采樣儀器、吸收液和采樣時天氣狀況以及周圍狀況。〔5〕采樣者、審核者姓名。108§3-4氣態(tài)和蒸氣態(tài)污染物質(zhì)的測定主要監(jiān)測工程：二氧化硫〔sulfurdioxide〕氮氧化物〔nitrogenoxide〕一氧化碳〔carbonmonoxide〕光化學(xué)氧化劑和臭氧〔photochemicaloxidantandozone〕硫酸鹽化速率〔rateofsulfatization〕總烴和非甲烷烴〔TotalhydrocarbonandNon-methanehydrocarbon〕空氣污染指數(shù)計算〔API〕109一、二氧化硫的測定危害：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(jìn)入氣管，對局部組織產(chǎn)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(dāng)它與煙塵等氣溶膠共存時，可加重對呼吸道黏膜的損害。來源：煤和石油等燃料的燃燒、含硫礦石的冶煉、硫酸等化工產(chǎn)品生產(chǎn)排放的廢氣。110111分析方法(一)分光光度法：鹽酸副玫瑰苯胺法、釷試劑分光光度(二)紫外熒光法(三)碘量法(四)庫侖滴定法〔二氧化硫儀〕

112SO2濃度1小時：每小時至少有45min采樣時間日平均：每日至少有18h的采樣時間年平均：每年至少有分布均勻的144個日平均，每月至少有分布均勻的12個日平均113〔一〕分光光度法--鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法根據(jù)選擇吸收液的不同，可分為兩種方法：1.四氯汞鉀溶液吸收－鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法〔GB8970-80〕2.甲醛緩沖溶液吸收－鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法〔GB-/T15262-1992〕1141.四氯汞鉀溶液吸收－鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法原理：二氧化硫與四氯汞鉀生成配合物，再與甲醛、鹽酸副玫瑰苯胺生成紫色配合物，其顏色深淺與SO2含量成正比。反響式如下：115測定：兩種操作方法〔1〕在pH1.6±0.1下顯色，紅紫色548nm測定〔2〕在pH1.2±0.1下顯色，藍(lán)紫色575nm測定方法的優(yōu)缺點及應(yīng)用該方法是國內(nèi)外廣泛采用的測定環(huán)境空氣中SO2的方法，具有靈敏度高、選擇性好的特點，但吸收液毒性較大。該方法常用于瞬時采樣。116測定步驟：采樣數(shù)據(jù)處理分光光度法定量117儀器和附件的檢查把吸收液準(zhǔn)確的移入吸收管正確連接采樣儀開機(jī)，調(diào)節(jié)流量，開始采樣填寫采樣記錄〔包括采樣點溫度、壓力、采樣流量、時間等〕采樣時間到關(guān)機(jī)，完成采樣記錄拆下吸收管，用橡膠管將吸收管的進(jìn)口和出口相接整理采樣儀，將吸收管避光保存，送回實驗室分析〔如果樣品不能當(dāng)天分析，需將樣品放在5℃的冰箱中保存，但存放時間不得超過7d〕采樣器的使用118標(biāo)準(zhǔn)色列的配制測定標(biāo)準(zhǔn)色列的吸光度繪制工作曲線樣品吸光度的測定樣品中二氧化硫的含量分光光度計定量步驟119

用最小二乘法計算標(biāo)準(zhǔn)曲線的回歸方程。采樣體積要換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積。計算公式：數(shù)據(jù)處理120①采樣后放置20min，使O3自行分解消除干擾；②采樣后需參加氨基磺酸銨消除大氣中的NO2對測定產(chǎn)生干擾；③假設(shè)Fe3+含量為30～60μg時，可參加二乙胺四乙酸二鈉鹽掩蔽鐵，消除干擾。用磷酸代替鹽酸配制副玫瑰苯胺溶液，可以掩蔽金屬離子的干擾。④溫度，酸度，顯色時間等因素影響顯色反響；標(biāo)準(zhǔn)溶液和試樣溶液操作條件應(yīng)保持一致干擾因素及消除121改進(jìn)的鹽酸副玫瑰苯胺法用甲醛緩沖溶液吸收，在靈敏度、準(zhǔn)確度方面與四氯汞鉀法相近，且樣品采集后穩(wěn)定，但操作條件嚴(yán)格。122方法原理二氧化硫被甲醛緩沖溶液吸收后，生成穩(wěn)定的羥甲基磺酸加成化合物。在樣品溶液中參加氫氧化鈉使加成化合物分解，釋放出二氧化硫與鹽酸副玫瑰苯胺作用，生成紫紅色化合物，用分光光度計在577nm處進(jìn)行測定。采樣及樣品保存短時間采樣:采用內(nèi)裝5mL吸收液的U形多孔玻板吸收管，以0.5L/min的流量采樣10-20L。吸收液溫度的最正確范圍在23～29℃。24h連續(xù)采樣：用內(nèi)裝50mL吸收液的多孔玻板吸收瓶，以0.2～0.3L／min的流量連續(xù)采樣24h。吸收液溫度須保持在23～29℃范圍。樣品運(yùn)輸和儲存過程中，應(yīng)避光保存。2.甲醛吸收-副玫瑰苯胺分光光度法123取14支10mL具塞比色管，分A、B兩組，每組7支，分別對應(yīng)編號。A組按表配制校準(zhǔn)溶液系列。校準(zhǔn)曲線的繪制管號0123456標(biāo)準(zhǔn)使用液（ml）00.51.02.03.04.05.0吸收液（ml）5.04.54.03.02.01.00SO2含量（μg）00.51.02.03.04.05.0亞硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)色列124B組各管參加0.05%的副玫瑰苯胺溶液0.50mL，A組各管分別參加0.60%的氨磺酸鈉溶液0.25mL(放置10min)和1.5mol／L的氫氧化鈉溶液0.25mL，混勻。迅速將A管溶液一一倒入對應(yīng)編號的B管中，立即具塞混勻后放入恒溫水浴中顯色。顯色溫度與室溫之差應(yīng)不超過3℃。在波長577nm處，用1cm比色皿，以水為參比溶液測量吸光度。用最小二乘法計算校準(zhǔn)曲線的回歸方程，并繪出標(biāo)準(zhǔn)曲線。 Y=bX+a125樣品測定樣品溶液中如有混濁物，那么應(yīng)離心別離除去。樣品放置20min，以使臭氧分解。以下步驟同標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制。結(jié)果計算

126本卷須知：①用甲醛緩沖液吸收-副玫瑰苯胺分光光度法測定SO2，其優(yōu)點是防止使用毒性大的四氯汞鉀吸收液。在靈敏度、準(zhǔn)確度諸方面均可與四氯汞鉀吸收液法相媲美，樣品采集后相當(dāng)穩(wěn)定，但操作條件要求較嚴(yán)格。②將A組管中的溶液迅速倒入B組管的目的是使堿性溶液在瞬間轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)酸性溶液，到達(dá)顯色反響的酸度要求。A組管中的溶液應(yīng)倒干凈，否那么會引入分析誤差。③除去氮氧化物的干擾，需參加氨磺酸鈉，不能用氨基磺酸銨，因為銨離子會與NaOH結(jié)合為氫氧化銨，不利于分解化合物釋放出SO2。1273.釷試劑分光光度法原理〔間接測定〕SO2+H2O2→H2SO4H2SO4+Ba2+〔過量〕→BaSO4Ba2+〔剩余〕+釷試劑→紫紅色絡(luò)合物(520nm)測定以不同量H2SO4作為標(biāo)準(zhǔn)溶液繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。方法的優(yōu)缺點及應(yīng)用該方法所用(吸收液)無毒，樣品采集相當(dāng)穩(wěn)定，但靈敏度低，所需采樣體積大，適于測定SO2日平均濃度。128〔二〕紫外熒光法熒光：M+hυ1→M*→M+hυ2〔一般υ1>υ2，即λ1<λ2〕熒光分析：利用熒光波長和熒光強(qiáng)度建立起來的定性、定量分析方法SO2的紫外熒光測定：用波長190-230nm的紫外光照射，發(fā)射出波峰為330nm的熒光。即：SO2+hυ1→SO2*SO2*→SO2+hυ2發(fā)射的熒光強(qiáng)度與SO2的濃度成正比，由此測定SO2的濃度。129特點：靈敏度高，選擇性好，適用于連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)。干擾與消除：〔1〕水分：易造成SO2損失和發(fā)生熒光猝滅，可用半透膜滲透法或反響室加熱法除去?！?〕芳香烴化合物：其在190－230nm紫外光激發(fā)下也能發(fā)射熒光造成正誤差，可用裝有吸附劑的過濾器除去。11/27/2022130二、氮氧化物的測定來源天然源：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

存在狀態(tài)NOX:N2O，NO，N2O3，NO2，N2O4，N2O5，NO3－131毒性①呼吸器官：在肺泡外表的水份中成HNO3，HNO2②對肺組織強(qiáng)烈刺激和腐蝕：肺水腫③NO，NO2-進(jìn)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。132NOX測定方法1.鹽酸萘乙二胺分光光度法2.化學(xué)發(fā)光法3.原電池庫侖法4.酸堿滴定法〔高濃度氮氧化物〕1331、鹽酸萘乙二胺分光光度法1〕特點2〕原理3〕酸性高錳酸鉀溶液氧化法4〕三氧化鉻－石英砂氧化法5〕本卷須知1341〕特點：采樣和顯色同時進(jìn)行，操作簡便，靈敏度高，是國內(nèi)外普遍采用的方法。可分別測定NO、NO2、和NOx總量。11/27/20221352〕原理用冰乙酸、對氨基苯磺酸和鹽酸萘乙二胺配成吸收液。采樣時大氣中的NOX經(jīng)氧化管后以NO2的形式被吸收，生成亞硝酸和硝酸。亞硝酸與吸收液中的對氨基苯磺酸起重氮化反響，最后與鹽酸萘乙二胺偶合，生成玫瑰紅色的偶氮化合物，其顏色深淺與氣樣中NO2濃度成正比，可用分光光度法定量。

NO2+H2O→HNO3+HNO2HNO2+對氨基苯磺酸→重氮化產(chǎn)物重氮化產(chǎn)物+鹽酸萘乙二胺→偶氮染料〔紫紅色〕540nm下測定136測定〔1〕

標(biāo)準(zhǔn)溶液：用NaNO2配制〔2〕

NO的氧化：a.酸性高錳酸鉀溶液氧化b.三氧化鉻－石英砂氧化〔3〕

NO2→NO2-轉(zhuǎn)化率：NO2吸收后并不是100%的轉(zhuǎn)化為液相中的NO2-，實驗測得轉(zhuǎn)化率一般為88%〔隨空氣中的NO2濃度大小而變化〕，因此在計算結(jié)果時，要除以轉(zhuǎn)化系數(shù)(f)0.88。方法的優(yōu)缺點靈敏度高，操作簡便，在國內(nèi)外普遍作為氮氧化物的標(biāo)準(zhǔn)方法。1373〕酸性高錳酸鉀溶液氧化法圖3-24空氣中NO2、NO、和NOx采樣流程示意圖138NO2、NO和NOx濃度計算公式：1394〕三氧化鉻－石英砂氧化法該方法是在顯色吸收液瓶前接一內(nèi)裝三氧化鉻—石英砂(氧化劑)管，當(dāng)用空氣采樣器采樣時，氣樣中的NO在氧化管內(nèi)被氧化成N02和氣樣中的N02一起進(jìn)入吸收瓶，與吸收液發(fā)生吸收、顯色反響，于波長540nm處測量吸收度，用標(biāo)準(zhǔn)曲線法進(jìn)行定量測定，其測定結(jié)果為空氣中NO和N02的總濃度。1405〕本卷須知(1)吸收液應(yīng)為無色，宜密閉避光保存；如顯微紅色，說明已被污染，應(yīng)檢查試劑和蒸餾水的質(zhì)量。(2)三氧化鉻—石英砂氧化管適于相對濕度30％－70％條件下使用，發(fā)現(xiàn)吸濕板結(jié)或變成綠色應(yīng)立即更換。(3)空氣中O3濃度超過0.250mg／m3時，會產(chǎn)生正干擾，采樣時在吸收瓶入口端串接一段15—20cm長的硅橡膠管，可排除干擾。1411)原理——吸收化學(xué)能后生成激發(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+O3→NO2*+O2NO2*→NO2+hν〔λ≥600nm〕化學(xué)反響發(fā)光強(qiáng)度與氣樣中NO的濃度成正比，可通過發(fā)光強(qiáng)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.化學(xué)發(fā)光法〔適用于NOX連續(xù)自動監(jiān)測〕1422〕特點：靈敏度高，選擇性強(qiáng)，響應(yīng)快，用于連續(xù)自動監(jiān)測，可測瞬時值。1433.原電池庫侖法測定NOX原理氣樣中的NO2與電解液中的I－反響，將其氧化成I2，生成的I2又立即在鉑網(wǎng)陰極上復(fù)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。144圖3-26原電池庫侖法NOx監(jiān)測儀氣路示意圖145圖3-25原電池庫侖法測定NOx原理示意圖1461.來源：〔1〕自然源——火山爆發(fā)，森林火災(zāi)，礦坑爆炸，地震?！?〕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，形成碳氧血紅蛋白，降低血液送氧的能力，造成缺氧癥。3.測定方法：氣相色譜法(GC)、汞置換法、非色散紅外吸收法。三、一氧化碳的測定1471.氣相色譜法原理：利用ＣＯ、ＣＯ2、ＣＨ4經(jīng)GC柱別離后于一定條件下轉(zhuǎn)化為ＣＨ4，然后用FID檢測。方法特點：簡單、快速、靈敏、準(zhǔn)確，該方法已成為一種成熟的測定方法。148氣相色譜法〔GC〕圖3.25色譜法測定CO流程示意圖1492.汞置換法原理：基于以下反響：CO〔g〕+HgO〔S〕→Hg〔g〕+CO2〔g〕置換出的汞用CVAAS測定，從而間接測定CO。干擾物質(zhì)及消除：塵埃、水、SO2、HCOH、C2H4、C2H2等干擾測定，可以經(jīng)灰塵過濾器、活性碳管、分子篩管及HgSO4硅膠管除去。150汞置換法圖3.26汞置換法CO測定儀工作流程示意圖151該方法在國內(nèi)應(yīng)用最廣，它是目前我國連續(xù)自動監(jiān)測一氧化碳的標(biāo)準(zhǔn)方法。非分散紅外氣體分分析儀的根本工作原理(見圖)。原理：CO對紅外光具有選擇性吸收〔4.65um〕，在一定濃度范圍內(nèi)，其吸光度與CO濃度之間符合朗伯－比爾定律，可根據(jù)吸光度測定CO濃度。3.非分散紅外吸收法152

153四、光化學(xué)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(zhì)的物質(zhì)，一般指能氧化碘化鉀析出碘的物質(zhì)，主要有臭氧、過氧乙酰硝酸酯、氮氧化物等〔其中以O(shè)3為主，約占90%〕。光化學(xué)氧化劑是指除氮氧化物以外的能氧化碘化鉀的物質(zhì)，二者的關(guān)系為：光化學(xué)氧化劑＝總氧化劑－0.269×氮氧化物測定空氣中光化學(xué)氧化劑常用硼酸－碘化鉀分光光度法。154光化學(xué)氧化劑測定方法原理：以硼酸-KI作吸收液，采樣時總氧化劑中的各種成分能氧化KI而析出I2，析出的I2于352nm下比色測定即得知總氧化劑的濃度。測定：以臭氧為例：O3+2KI+H2O=I2+O2+2KOH實際測定時，以H2SO4酸化的KIO3〔準(zhǔn)確稱量〕—KI作O3標(biāo)準(zhǔn)液〔以O(shè)3計〕，其反響為：KIO3+5KI+3H2SO4=3I2+3K2SO4+3H2O155根據(jù)反響式：KIO3︽3O3，根據(jù)這個關(guān)系式和被測物質(zhì)濃度大小，配測含臭氧量不同的等價標(biāo)準(zhǔn)系列，測出標(biāo)液和樣液的A，建立標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程式，按下式計算總化學(xué)氧化劑的含量。[(A-Ao)-a]光化學(xué)氧化劑〔O3,mg/m3〕=——————-0.269C

156五、臭氧的測定臭氧是最強(qiáng)的氧化劑之一，它是空氣中的氧在太陽紫外線的照射下或受雷擊形成的。臭氧具有強(qiáng)烈的刺激性，在紫外線的作用下，參與烴類和NOx的光化學(xué)反響。同時，臭氧又是高空大氣的正常組分，能強(qiáng)烈吸收紫外線，保護(hù)人和生物免受太陽紫外線的輻射。但是，如O3超過一定濃度，對人體和某些植物生長會產(chǎn)生一定危害。測定方法：硼酸碘化鉀分光光度法、靛藍(lán)二磺酸鈉分光光度法。157〔一〕O3的測定—HBO3-KI分光光度法吸收液為Na2S2O3-HBO3-KI大氣中O3等氧化劑將I-氧化為I2，而I2分子又立即被Na2S2O3復(fù)原剩余Na2S2O3參加過量I2標(biāo)液氧化剩余I2于352nm以水為參比測A1，同時采集除去O3的空氣，按同樣方法測A2f[(A1-A2)-a]O3〔mg/L〕=————————b.Vn158〔二〕O3的測定—化學(xué)發(fā)光法測定O3的化學(xué)發(fā)光方法有三種：①羅丹明B〔RhodamineB，RB〕法：大氣樣品通入焦性沒食子酸〔苯三酚〕—RB乙酸溶液，那么焦性沒食子酸被O3氧化產(chǎn)生受激中間體，并迅速與RB作用，使RB激發(fā)而發(fā)光。發(fā)光峰值為584nm，其強(qiáng)度與O3濃度成正比，濃度范圍3-140ppm。②NO法：利用NO與O3接觸發(fā)生化學(xué)發(fā)光反響原理而建立，發(fā)光峰值為1200nm，濃度范圍0.001-50ppm。③乙烯法：O3與過量乙烯反響生成激發(fā)態(tài)甲醛，激發(fā)態(tài)甲醛回到基態(tài)時放出光子，波長范圍為300-600nm，峰值波長為435nm。該反響對O3特效，是較通用的方法。159六、氟化物的測定空氣中的氣態(tài)氟化物主要是氟化氫，也可能有少量氟化硅(SiF4)和氟化碳(CF4)。含氟粉塵主要是冰晶石(Na3A1F6)、螢石(CaF2)、氟化鋁(A1F3)、氟化鈉(NaF)及磷灰石[3Ca3(PO4)2·CaF2]等。氟化物屬高毒類物質(zhì)，由呼吸道進(jìn)入人體，會引起黏膜刺激、中毒等病癥，并能影響各組織和器官的正常生理功能。對于植物的生長也會產(chǎn)生危害。測定方法：濾膜采樣-離子選擇電極法、石灰濾紙采樣-氟離子選擇電極法。160測定：曾經(jīng)用過多種比色法如氟試劑等，但從目前開展來看，已被操作簡便的離子電極法取代。1、濾膜采樣—氟離子選擇電極法用KH2PO4/NaHCO3-甘油溶液浸漬的玻璃纖維濾膜采樣，濾膜用水/酸浸取后，用氟離子選擇電極測定。2、石灰濾紙采樣—氟離子選擇電極法用浸漬Ca(OH)2的濾紙采樣，大氣中的F-被固定，浸取后用氟離子選擇電極測定。11/27/2022161七、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(jīng)過一系列氧化演變和反響，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。1621.

PbO2-重量法大氣中的SO2、硫酸霧、H2S等+PbO2→PbSO4→PbCO3+SO42-↓Ba2+→→BaSO4↓用重量法測定163影響測定結(jié)果的因素1〕PbO2的粒度、純度和外表活性度；2〕PbO2涂層厚度和外表濕度；3〕含硫污染物的濃度及種類；4〕采樣期間的風(fēng)速、風(fēng)向及空氣溫度、濕度等。1642.堿片—重量法K2CO3溶液浸漬過的玻璃纖維膜采樣，SO2Ba2+K2CO3→K2SO4→BaSO4

3.堿片—BaCrO4分光光度法采樣方法同上SO2BaCrO4K2CO3→K2SO4→BaSO4↓+CrO42-4.堿片—離子色譜法

采樣堿片經(jīng)Na2CO3-NaHCO3稀溶液浸取后，獲得樣品溶液，注入IC進(jìn)行測定。11/27/2022165八、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(jīng)系統(tǒng)?？諝庵械墓瘉碓从诠V開采和冶煉、某些儀表制造、有機(jī)合成、染料等工業(yè)生產(chǎn)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。166采樣方法：1、巰基棉捕集法：采樣后用HCl-NaCl飽和溶液解吸。2、金膜捕集法：形成金汞齊，加熱釋放出來。測定方法：

1、CVAAS2、CVAFS167圖3.27金膜富集-冷原子吸收法測汞流程示意圖〔一〕金膜富集-冷原子吸收法〔二〕巰基棉富集-冷原子熒光法168九、總烴及非甲烷烴的測定污染環(huán)境空氣的烴類一般指具有揮發(fā)性的碳?xì)浠衔?C1～C8)，常用兩種方法表示：一種是包括甲烷在內(nèi)的碳?xì)浠衔?，稱為總烴(Totalhydrocarbon，THC)，另一種是除甲烷以外的碳?xì)浠衔铮Q為非甲烷烴(Non-methanehydrocarbon，NMHC)?？諝庵械奶?xì)浠衔镏饕獊碜允蜔捴?、焦化、化工等生產(chǎn)過程中逸散和排放的廢氣及汽車尾氣，局部地區(qū)也來自天然氣、油田氣的逸散。測定方法：氣相色譜法、光電離檢測法。169圖3.28色譜法測定總烴流程示意圖〔一〕氣相色譜法170圖3.29除烴凈化裝置示意圖11/27/2022171圖3.30用除烴凈化空氣作載氣色譜流程示意圖172〔二〕光電離檢測法原理：有機(jī)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(jìn)入電離室的有機(jī)化合物的質(zhì)量成正比。但凡電離能小于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(jìn)行連續(xù)監(jiān)測，所檢測的非甲烷烴是指四碳以上的烴。173十、揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)和甲醛的測定VOCs是指室溫下飽和蒸氣壓超過133.32Pa的有機(jī)物，如苯、鹵代烴、氧烴等。VOCs和甲醛是人們關(guān)注的室內(nèi)空氣污染的主要有機(jī)物，具有毒性和刺激性，有的還有致癌作用。174〔二〕甲醛的測定酚試劑分光光度法，4-氨基-3-聯(lián)氨-5-巰基三氮雜茂(AHMT)分光光度法，乙酰丙酮分光光度法，氣相色譜法?！惨弧硴]發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)的測定冷凍吸附采樣，熱解析進(jìn)樣，毛細(xì)管色譜法。圖3.31熱解析進(jìn)樣色譜分析流程示意圖11/27/2022175十一、其他污染物質(zhì)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(jīng)富集采樣，解吸，用氣相色譜法測定?！捕硴]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(nèi)廣泛應(yīng)用的殺蟲劑，屬高毒物質(zhì)。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。176十二、空氣污染指數(shù)計算空氣污染指數(shù)(API)是一種向社會公眾公布的反映和評價空氣質(zhì)量狀況的指標(biāo)。它將常規(guī)監(jiān)測的幾種主要空氣污染物濃度經(jīng)過處理簡化為單一的數(shù)值形式，分級表示空氣質(zhì)量和污染程度，具有簡明、直觀和使用方便的優(yōu)點。根據(jù)我國城市空氣污染的特點，以SO2、NOx和TSP作為計算API的暫定工程，并確定API為50、100、200時，分別對應(yīng)于我國空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中日均值的一、二、三級標(biāo)準(zhǔn)的污染濃度限值，500那么對應(yīng)于對人體健康產(chǎn)生明顯危害的污染水平。177API的計算內(nèi)插法計算各污染物的分指數(shù)InAPI＝max(I1,I2…Ii,…In)該指數(shù)所對應(yīng)的污染物即為該區(qū)域或城市的首要污染物。178某種污染物的污染分指數(shù)(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(shù)值；ci,j，Ii,j——分別為第i種污染物在j轉(zhuǎn)折點的極限濃度值和污

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

污染分指數(shù)值。11/27/2022179表3.8空氣污染指數(shù)分級濃度限值污染指數(shù)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)500.0500.0800.0500.1200.250.1250.1201000.1500.1200.1500.3000.500.24100.2002000.8000.2800.2500.5001.601.13600.4003001.6000.5650.4200.6252.402.26900.8004002.1000.7500.5000.8753.203.001201.0005002.6200.9400.6001.0004.003.751501.20011/27/2022180

表3.9空氣污染指數(shù)范圍及相應(yīng)的空氣質(zhì)量級別污染指數(shù)質(zhì)量級別質(zhì)量描述對健康的影響對應(yīng)空氣質(zhì)量的適用范圍0～50Ⅰ優(yōu)可正?；顒幼匀槐Ｗo(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)和其他需要特殊保護(hù)的地區(qū)51～100Ⅱ良可正?；顒訛槌擎?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(nóng)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(xiàn)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(yùn)動耐受力降低，健康人群普遍出現(xiàn)癥狀≥300Ⅴ重污染健康人明顯強(qiáng)烈癥狀，降低運(yùn)動耐受力，提前出現(xiàn)某些疾病11/27/2022181§3-5顆粒物的測定TSP采樣器11/27/2022182一、總懸浮顆粒物(TSP)的測定濾膜捕集——重量法用抽氣動力抽取一定體積的空氣通過已恒重的濾膜，那么空氣中的懸浮顆粒物被阻留在濾膜上，根據(jù)采樣前后濾膜質(zhì)量之差及采樣體積，即可計算TSP的濃度。根據(jù)采樣流量不同分為大流量、中流量和小流量采樣法。183圖3.32采樣器流量校準(zhǔn)示意圖11/27/2022184二、可吸入顆粒物(PM10)的測定可吸入顆粒物主要是指通過人的咽喉進(jìn)入肺部的氣管、支氣管區(qū)和肺泡的那局部顆粒物，具有D50(質(zhì)量中值直徑)=10μm到上截止點30μm的粒徑范圍，常用PM10表示。測定方法：重量法、壓電晶體差頻法、光散射法。185〔二〕壓電晶體差頻法〔三〕光散射法圖3.33石英晶體PM10測定儀工作原理示意圖〔一〕重量法11/27/2022186三、灰塵自然沉降量及其組分的測定該指標(biāo)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(zhì)、可溶性和非水溶性物質(zhì)、灰分以及某些化學(xué)組分。187〔一〕灰塵自然沉降量的測定〔二〕降塵中可燃物的測定圖3.34光散射法PM10監(jiān)測儀工作原理示意圖188〔三〕降塵中其他組分的測定圖3.35降塵組分分析過程示意圖189四、總懸浮顆粒物(TSP)中污染組分的測定〔一〕某些金屬元素和非金屬化合物的測定1.樣品預(yù)處理方法2.測定方法〔二〕有機(jī)化合物的測定1902.多環(huán)芳烴的別離1.多環(huán)芳烴的提取圖3.36真空升華法提取裝置

示意圖圖3.37紙層析示意圖1913.苯并(a)芘的測定圖3.38高效液相色譜分析流程示意圖192一、采樣點的布設(shè)根據(jù)我國?大氣降水樣品的采集與保存?(GB13580.2—92)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：〔1〕采樣點數(shù)目，根據(jù)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(shè)二個點，采樣點的布設(shè)應(yīng)兼顧城區(qū)、農(nóng)村和清潔對照點。要盡可能照顧到氣象地形、地貌?！?〕采樣點位應(yīng)盡可能的遠(yuǎn)離局部污染源，四周無遮擋雨、雪的高大樹木或建筑物?！?-6降水監(jiān)測193二、樣品的采集〔一〕采樣器圖3.40降水采樣器實物照片圖3.39雨水自動采樣器示意圖194〔二〕采樣方法〔三〕水樣的保存〔1〕從每次降雨(雪)開始，要采集全過程(開始到結(jié)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?！?〕采樣器應(yīng)高于根底面1.2m以上?！?〕樣品采集后，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。采樣后應(yīng)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?95〔一〕測定工程和測定頻次I級測點為：pH、電導(dǎo)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(jī)降水樣品分析上述工程。省、市監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)中的Ⅱ、Ⅲ級測點視實際需要和可能決定測定工程。三、降水組分的測定196〔二〕測定方法1.pH的測定2.電導(dǎo)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.銨根離子的測定8.鉀、鈉、鈣、鎂離子的測定197§3-7污染源監(jiān)測11/27