空气和废气监测.ppt

第七节第七节降水监测降水监测本节内容：本节内容：1）了解大气降水的监测的目的；）了解大气降水的监测的目的；2）了解布设采样点的原则，样品的采集，）了解布设采样点的原则，样品的采集，水样的保存，降水中的主要组分：水样的保存，降水中的主要组分：PH值，值，电导率，硫酸根，硝酸根，氯离子，铵离子，电导率，硫酸根，硝酸根，氯离子，铵离子，钾、钠、钙、镁等离子的测定方法、原理、钾、钠、钙、镁等离子的测定方法、原理、操作要点、注意事项等。操作要点、注意事项等。大气降水监测的目的大气降水监测的目的了解在降雨了解在降雨(雪雪)过程中从大气中沉降到地球表过程中从大气中沉降到地球表面的沉降物的主要组成性质及有关组分的含面的沉降物的主要组成性质及有关组分的含量。量。为分析大气污染状况和提出控制污染途径、方为分析大气污染状况和提出控制污染途径、方法提供基础资料和依据。特别是法提供基础资料和依据。特别是酸雨酸雨对土壤、对土壤、森林和湖泊等生态系统的潜在危害及对器物、森林和湖泊等生态系统的潜在危害及对器物、材料的腐蚀作用。材料的腐蚀作用。大气降水监测大气降水监测一、一、采样点的布设采样点的布设二、二、样品的采集样品的采集三、三、降水组分的测定降水组分的测定 一、采样点的布设一、采样点的布设（一）采样点数目（一）采样点数目人口人口50万以上的城市布三个采样点万以上的城市布三个采样点,50万以万以下的城市布两个点。下的城市布两个点。（二）（二）采样地点的选择采样地点的选择 要兼顾城市，农村或清洁对照区；应考虑要兼顾城市，农村或清洁对照区；应考虑区域的环境特点；采样点尽可能避开排放酸、区域的环境特点；采样点尽可能避开排放酸、碱物质和粉尘的局部污染源、主要街道交通污碱物质和粉尘的局部污染源、主要街道交通污染源的影响，四周应无遮挡雨、雪的高大数目染源的影响，四周应无遮挡雨、雪的高大数目或建筑物。或建筑物。二、样品的采集二、样品的采集（一）采样器（一）采样器（1）采集雨水使用聚乙烯塑料桶或玻璃缸，其上口直）采集雨水使用聚乙烯塑料桶或玻璃缸，其上口直径为径为20cm,高为高为20cm，也可采用自动采样器。，也可采用自动采样器。（2）采集雪水用上口径为采集雪水用上口径为40cm以上的聚乙烯塑料桶。以上的聚乙烯塑料桶。（二）（二）采样方法采样方法（三）（三）水样的保存水样的保存（二）采样方法（二）采样方法（1）每次降雨（雪）开始，立即将清洁的采样器放）每次降雨（雪）开始，立即将清洁的采样器放置在预定的采样点支架上，采集全过程雨置在预定的采样点支架上，采集全过程雨(雪雪)。（2）采样器应高于基础面）采样器应高于基础面m以上。以上。（3）样品采集好后，应贴上标签，编好号，记录采）样品采集好后，应贴上标签，编好号，记录采样地点、日期、采样起止时间、雨量等。样地点、日期、采样起止时间、雨量等。（4）如果遇到连续几天降雨（雪），每天上午）如果遇到连续几天降雨（雪），每天上午8时开时开始，连续采集始，连续采集24h为一次样。为一次样。（三）水样的保存（三）水样的保存降水中的化学组分含量一般都很低，易发生物理降水中的化学组分含量一般都很低，易发生物理变化、化学变化和生物作用，故采样后应尽快测变化、化学变化和生物作用，故采样后应尽快测定，如需要保存，一般不主张添加保存剂，而是定，如需要保存，一般不主张添加保存剂，而是密封后放于冰箱中。密封后放于冰箱中。由于降水中含有尘埃颗粒物、微生物等微粒，所由于降水中含有尘埃颗粒物、微生物等微粒，所以除测定以除测定pH值和电导率的降水样不过滤外，测定值和电导率的降水样不过滤外，测定金属和非金属离子的水样均需要用孔径金属和非金属离子的水样均需要用孔径0.45的滤的滤膜过滤。膜过滤。三、降水中的组分的测定三、降水中的组分的测定（一）测定项目（一）测定项目（二）测定方法（二）测定方法（一）测定项目（一）测定项目我国环境监测技术规范中对大气降水例行监测要求我国环境监测技术规范中对大气降水例行监测要求测定项目如下：测定项目如下：I级测点为：级测点为：PH值、电导率、硫酸根、亚硝酸根和硝酸值、电导率、硫酸根、亚硝酸根和硝酸根、氯离子、氟离子、铵离子、钾离子、钠离子、钙离根、氯离子、氟离子、铵离子、钾离子、钠离子、钙离子、镁离子。子、镁离子。每月测定不少于一次，每月选一个或几个随机降水样品分每月测定不少于一次，每月选一个或几个随机降水样品分析上述十个项目。析上述十个项目。省、市监测网络中的省、市监测网络中的、级测点视实际需要和可能决定级测点视实际需要和可能决定测定项目。测定项目。（二）测定方法（二）测定方法1、PH值的测定：值的测定：清洁的雨水一般清洁的雨水一般CO2饱和，饱和，pH值在值在5.6-5.7之间。之间。pH玻璃电极法。玻璃电极法。2、电导率的测定：电导率的测定：能够快速推测雨水中溶解物质总量。电导能够快速推测雨水中溶解物质总量。电导率仪测定。率仪测定。3、硫酸根的测定：硫酸根的测定：来源于气溶胶和颗粒物中可溶性硫酸盐及来源于气溶胶和颗粒物中可溶性硫酸盐及气态气态SO2经过催化氧化形成的硫酸雾，反映空气被含硫化和物污染经过催化氧化形成的硫酸雾，反映空气被含硫化和物污染的状况。的状况。铬酸钡二苯碳酰二肼分光光度法、硫酸钡比浊法、粒子色谱法。铬酸钡二苯碳酰二肼分光光度法、硫酸钡比浊法、粒子色谱法。4、亚硝酸根和硝酸根的测定、亚硝酸根和硝酸根的测定：来源于空气，是导致降水来源于空气，是导致降水pHpH值降低的原因之一。离子色谱、盐酸萘乙二胺分光光度法、紫外值降低的原因之一。离子色谱、盐酸萘乙二胺分光光度法、紫外分光光度法分光光度法5、氯离子的测定：氯离子的测定：是衡量空气中的氯化氢导致降水是衡量空气中的氯化氢导致降水pH值降值降低和判断海盐粒子影响的标志。低和判断海盐粒子影响的标志。硫氰酸汞高铁分光光度法、离子色谱法等。硫氰酸汞高铁分光光度法、离子色谱法等。6、氟离子地测定：、氟离子地测定：反映局部地区氟污染的指标。离子选择电反映局部地区氟污染的指标。离子选择电极法、离子色谱法、新氟试剂分光光度法极法、离子色谱法、新氟试剂分光光度法7、铵离子的测定铵离子的测定：纳氏试剂分光光度法次氯酸水杨酸分纳氏试剂分光光度法次氯酸水杨酸分光光度法、离子色谱。光光度法、离子色谱。8、钾、钠、钙、镁等离子的测定：钾、钠、钙、镁等离子的测定：钾、钠常用原子吸收钾、钠常用原子吸收分光光度法、离子色谱法测定。分光光度法、离子色谱法测定。Ca2+是降水中主要阳离子之一。常用原子吸收分光光度法、络合是降水中主要阳离子之一。常用原子吸收分光光度法、络合滴定法滴定法、偶氮氯膦、偶氮氯膦III分光光度法分光光度法Mg2+常用原子吸收分光光度法测定。常用原子吸收分光光度法测定。第八节第八节污染源监测污染源监测一、一、固定污染源监测固定污染源监测二、二、流动污染源监测流动污染源监测 第八节第八节固定污染源监测固定污染源监测（一）（一）监测目的和要求监测目的和要求（二）（二）采样位置和采样点布设采样位置和采样点布设（三）（三）基本状态参数的测定基本状态参数的测定（四）（四）含湿量的测定含湿量的测定（五）（五）烟尘浓度的测定烟尘浓度的测定（六）（六）烟气组分的测定烟气组分的测定固定污染源分类固定污染源分类有组织排放源：烟道、烟囱、排气筒等。有组织排放源：烟道、烟囱、排气筒等。无组织排放源：设在露天环境中的无组织排放无组织排放源：设在露天环境中的无组织排放设施或无组织排放的车间、工棚等。设施或无组织排放的车间、工棚等。（一）监测目的和要求（一）监测目的和要求监测目的监测目的:a.检查污染源排放废气中的有害物质是检查污染源排放废气中的有害物质是否符合排放标准的要求；否符合排放标准的要求；b.评价净化装置性能和运行情况及污染评价净化装置性能和运行情况及污染防治措施的效果；防治措施的效果；c.为大气质量管理与评价提供依据。为大气质量管理与评价提供依据。要求：要求：对有组织排放污染源监测对有组织排放污染源监测：a.a.生产设备处于正常运转状态下；生产设备处于正常运转状态下；b.b.对因生产过程而引起排放情况变化的污染源，应根对因生产过程而引起排放情况变化的污染源，应根据其变化的特点和周期进行系统监测。据其变化的特点和周期进行系统监测。对物组织排放污染源监测：对物组织排放污染源监测：在监控点采集空气样品，捕捉污染物的最高浓度。在监控点采集空气样品，捕捉污染物的最高浓度。采样管采样管抽取烟气抽取烟气有害物质有害物质烟气量烟气量有害物质浓度有害物质浓度烟气流量烟气流量烟气排放量烟气排放量（二）（二）采样位置和采样点布设采样位置和采样点布设采样位置采样位置应选在气流分布均匀稳定的平直管段上，避开弯头、应选在气流分布均匀稳定的平直管段上，避开弯头、变径管、三通管及阀门等易产生涡流的阻力构件。此外，变径管、三通管及阀门等易产生涡流的阻力构件。此外，还应注意操作地点的方便、安全。还应注意操作地点的方便、安全。距离弯头、阀门和其它变径管段下游方向大于距离弯头、阀门和其它变径管段下游方向大于6倍的倍的直径处，在其上游方向大于直径处，在其上游方向大于3倍处。采样断面的气流流速倍处。采样断面的气流流速最好在最好在5m/s以上。以上。采样点布设采样点布设（1）圆形烟道圆形烟道（2）矩形烟道矩形烟道（1）圆形烟道）圆形烟道不同直径圆形烟道不同直径圆形烟道的等面积环数、采的等面积环数、采样点数及采样点距样点数及采样点距离烟道内壁的距离离烟道内壁的距离，见，见168页表页表4-9。（2）矩形烟道）矩形烟道将烟道断面分成一定将烟道断面分成一定数目的等面积矩形小数目的等面积矩形小块，各小块中心即为块，各小块中心即为采样点位置，小矩形采样点位置，小矩形数目可根据烟道断面数目可根据烟道断面面积大小确定。见面积大小确定。见168页表页表4-10。（三）基本状态参数的测定（三）基本状态参数的测定1温度的测量温度的测量2压力的测量压力的测量3流速和流量的计算流速和流量的计算温度的测量温度的测量对直径大、温度高的烟道，要用热电偶对直径大、温度高的烟道，要用热电偶测温毫伏计（或电阻温度计）测量。测温毫伏计（或电阻温度计）测量。Pt=Ps+Pv标准皮托管标准皮托管(适用于含尘量少的烟气适用于含尘量少的烟气)测压管测压管二者可以同时测出全压和静压二者可以同时测出全压和静压S型皮托管型皮托管(适用烟尘含量较高的烟气适用烟尘含量较高的烟气)U形压力计：形压力计：可同时测全压和静压可同时测全压和静压压力计压力计斜管式微压计：斜管式微压计：只能测动压只能测动压压力的测量压力的测量流速和流量的计算流速和流量的计算1、测量状况下烟气流速（、测量状况下烟气流速（Vs）的计算：）的计算：式中：式中：Ms烟气的相对分子量，烟气的相对分子量，Kg/kmolKP皮托管校正系数；皮托管校正系数；ts烟气温度，烟气温度，；Ba大气压力，大气压力，Pa；Ps烟气静压，烟气静压，Pa；Qs烟气流量，烟气流量，m3/h；Xw烟气含湿量体积百分数，烟气含湿量体积百分数，2、标准状况下干烟气流量计算式：、标准状况下干烟气流量计算式：（四）含湿量的测定（四）含湿量的测定从烟道采样点抽取一定体积的烟气，使之通过装有从烟道采样点抽取一定体积的烟气，使之通过装有吸湿剂的吸湿管，则烟气中的水蒸气被吸湿剂吸收，吸湿剂的吸湿管，则烟气中的水蒸气被吸湿剂吸收，吸湿管的增重即为所采烟气中的水蒸气重量，然后吸湿管的增重即为所采烟气中的水蒸气重量，然后代入代入公式计算含湿量公式计算含湿量。含湿量计算公式：含湿量计算公式：（五）烟尘浓度的测定（五）烟尘浓度的测定原理：抽取一定体积烟气通过已知重量的捕尘装置原理：抽取一定体积烟气通过已知重量的捕尘装置（如滤筒），根据捕尘装置采样前后的重量差和采样（如滤筒），根据捕尘装置采样前后的重量差和采样体积计算烟尘的浓度。体积计算烟尘的浓度。1、等速采样法：测定烟气、烟尘浓度必须采用等速、等速采样法：测定烟气、烟尘浓度必须采用等速采样法，即烟气进入采样嘴的速度应与采样点烟气流采样法，即烟气进入采样嘴的速度应与采样点烟气流速相等，否则，过大、过小均会造成测定误差。速相等，否则，过大、过小均会造成测定误差。移动采样移动采样定点采样定点采样2、烟气浓度计算烟气浓度计算：（六）烟气组分的确定（六）烟气组分的确定1、烟气样品的采集：不需多点采样，只要在靠、烟气样品的采集：不需多点采样，只要在靠近烟道中心的任何一点采样即可。也不用等速近烟道中心的任何一点采样即可。也不用等速采样。采样。2、烟气主要组分的测定：可采用奥氏气、烟气主要组分的测定：可采用奥氏气体分析器吸收法和仪器分析法测定。体分析器吸收法和仪器分析法测定。3、烟气中有害组分的测定、烟气中有害组分的测定第九节、流动污染源监测之一汽车尾气监测第九节、流动污染源监测之一汽车尾气监测（一）（一）汽车怠速汽车怠速CO、CH的测定的测定（二）（二）汽车尾气中汽车尾气中NOx的测定的测定（三）柴油车排气烟度的测定（三）柴油车排气烟度的测定汽车尾气测试照片汽车尾气测试照片汽车尾气测试照片汽车尾气测试照片排气样品的采集排气样品的采集内燃机的采集方法有直接法、定容法、全量法、内燃机的采集方法有直接法、定容法、全量法、和比例法四种。和比例法四种。（一）汽车怠速（一）汽车怠速CO、CH的测定的测定1、怠速工况的条件：发动机旋转；离合器处于结合位置；、怠速工况的条件：发动机旋转；离合器处于结合位置；油门（脚踏板和手油门）位于松开位置；变速器位于空挡位油门（脚踏板和手油门）位于松开位置；变速器位于空挡位置；风门全开。置；风门全开。2、测定方法：用非色散红外气体分析仪进行测定。测定时，、测定方法：用非色散红外气体分析仪进行测定。测定时，先将汽车发动机由怠速加速至额定转速，维持先将汽车发动机由怠速加速至额定转速，维持30秒再降至秒再降至怠速状态，插入取样探头，维持怠速状态，插入取样探头，维持10秒，在秒，在30秒内读取最高秒内读取最高和最低值。如为多个排气管，应取各排气管测定值的算术平和最低值。如为多个排气管，应取各排气管测定值的算术平均值。均值。3、排放标准（、排放标准（GB14761.5-93）污染物污染物CO(体积分数体积分数)/%HC（体积分数）（体积分数）/10-6车别车别轻型车轻型车重型车重型车四冲程四冲程二冲程二冲程轻型车轻型车重型车重型车轻型车轻型车重型车重型车1995年年7月月1日前的定型汽车日前的定型汽车3.54.09001200650070001995年年7月月1日前的新生产汽车日前的新生产汽车4.04.510001500700078001995年年7月月1日前生产的在用汽车日前生产的在用汽车4.55.012002000800090001995年年7月月1日起的定型汽车日起的定型汽车3.03.5600900600065001995年年7月月1日起的新生产汽车日起的新生产汽车3.54.07001000650070001995年年7月月1日起生产的在用汽车日起生产的在用汽车4.54.5900120075008000汽油车怠速污染物排放限量汽油车怠速污染物排放限量（摘自（摘自GB14761.593）（二）汽车尾气中（二）汽车尾气中NOx的测定的测定在汽车尾气排气管处用取样管将废气引出（用采样在汽车尾气排气管处用取样管将废气引出（用采样泵），经冰浴（冷凝除水）、玻璃棉过滤器（除油泵），经冰浴（冷凝除水）、玻璃棉过滤器（除油污、烟尘），抽取到污、烟尘），抽取到100mL注射器中，然后将抽注射器中，然后将抽取的气样经氧化管注入冰乙酸取的气样经氧化管注入冰乙酸-对氨基苯磺酸对氨基苯磺酸-盐酸盐酸萘乙二胺吸收显色液，显色后用分光光度法测定，萘乙二胺吸收显色液，显色后用分光光度法测定，测定方法同大气中测定方法同大气中NOx的测定。的测定。（三）柴油机汽车烟度的测定。（三）柴油机汽车烟度的测定。测定柴油机排气烟度的装置称为烟度计。主要应用的有滤纸测定柴油机排气烟度的装置称为烟度计。主要应用的有滤纸式烟度计和消光烟度计。式烟度计和消光烟度计。滤纸式烟度计整体工作原理示意图滤纸式烟度计整体工作原理示意图滤纸式烟度计整体工作原理示意图滤纸式烟度计整体工作原理示意图烟度计光电检测系统示意图烟度计光电检测系统示意图烟度计光电检测系统示意图烟度计光电检测系统示意图附附标准气体的配制标准气体的配制内容：内容：熟练掌握熟练掌握标准气体的制取标准气体的制取和和标准气体的标准气体的配制方法配制方法，主要包括：，主要包括：静态配气法、动态配静态配气法、动态配气法的具体配气方法。气法的具体配气方法。由于复杂的自然因素影响，污染源的多样由于复杂的自然因素影响，污染源的多样性以及气体保存上的困难，标准气体在自然性以及气体保存上的困难，标准气体在自然条件下很难取得，必须人工配制。制取方法条件下很难取得，必须人工配制。制取方法因物质的性质不同而异。对挥发性较强的液因物质的性质不同而异。对挥发性较强的液态物质，可利用其挥发作用制取；不能用挥态物质，可利用其挥发作用制取；不能用挥发法制取的可使用化学反应法制取，但这样发法制取的可使用化学反应法制取，但这样制取的气体常含有杂质，要用适当的方法加制取的气体常含有杂质，要用适当的方法加以净化。以净化。一、标准气体的制取一、标准气体的制取1.静态配气法静态配气法（1 1）注射器配气法）注射器配气法（2 2）配气瓶配气法配气瓶配气法（3 3）高压钢瓶配气法）高压钢瓶配气法2.动态配气法动态配气法（1 1）连续稀释法连续稀释法（2 2）负压喷射法负压喷射法（3 3）渗透管法渗透管法二、标准气体配制方法二、标准气体配制方法1、静态配气法、静态配气法定义：定义：静态配气法是把一定量的气态或蒸气态静态配气法是把一定量的气态或蒸气态的原料气加入到已知容积的容器中，再充入稀释气的原料气加入到已知容积的容器中，再充入稀释气体混匀制得。其原料可以是纯气，也可以是已知浓体混匀制得。其原料可以是纯气，也可以是已知浓度的混合气。度的混合气。特点：特点：设备简单，操作容易。但因有些气体化设备简单，操作容易。但因有些气体化学性质较活泼，长时间与容器壁接触可能发生化学学性质较活泼，长时间与容器壁接触可能发生化学反应，同时，容器壁也有吸附作用，故会造成配制反应，同时，容器壁也有吸附作用，故会造成配制气体浓度不准确或其浓度随放置时间而变化，特别气体浓度不准确或其浓度随放置时间而变化，特别是配制低浓度标准气，常引起较大的误差。是配制低浓度标准气，常引起较大的误差。适用范围：适用范围：对活泼性较差且用量不大的标准气，对活泼性较差且用量不大的标准气，用该方法配制较简便。用该方法配制较简便。（2 2）配气瓶配气法）配气瓶配气法常压配气、正压配气常压配气、正压配气2、动态配气法、动态配气法动态配气法：动态配气法：使已知浓度的原料气与稀释气按一定比例使已知浓度的原料气与稀释气按一定比例连续不断地进入混合器混合，从而可以不间断地配制并连续不断地进入混合器混合，从而可以不间断地配制并供给一定浓度的标准气，两股气流的流量比即稀释倍数，供给一定浓度的标准气，两股气流的流量比即稀释倍数，根据稀释倍数计算出标准气的浓度。根据稀释倍数计算出标准气的浓度。特点：特点：动态配气法不但能提供大量标准气，而且可通过动态配气法不但能提供大量标准气，而且可通过调节原料气和稀释气的流量比获得所需浓度的标准气，调节原料气和稀释气的流量比获得所需浓度的标准气，尤其适用于配制低浓度的标准气。但这种方法所用仪器尤其适用于配制低浓度的标准气。但这种方法所用仪器设备较静态配气法复杂，不适合配制高浓度的标准气。设备较静态配气法复杂，不适合配制高浓度的标准气。适用范围：适用范围：标准气用量较大或通标准气时间较长的试验标准气用量较大或通标准气时间较长的试验工作工作（1 1）连续稀释法）连续稀释法以以高压钢瓶为气源高压钢瓶为气源，将原料气以恒定小流量送入混合器，将原料气以恒定小流量送入混合器，被较大量的净化空气稀释，用流量计准确测量两种气体被较大量的净化空气稀释，用流量计准确测量两种气体的流量，然后计算标准气的浓度。的流量，然后计算标准气的浓度。（2 2）负压喷射法）负压喷射法