空气和废气监测12大气.ppt

第三章第三章 空气和废气监测空气和废气监测v本章本章内内容容:3.1 3.1 空空气气污染基本知染基本知识3.2 3.2 空空气气污染染监测方案的制定方案的制定3.3 3.3 空空气气样品的采集方法和采品的采集方法和采样器器3.4 3.4 气气态和蒸和蒸气气态污染物染物质的的测定定3.5 3.5 颗粒物的粒物的测定定3.6 3.6 降水的降水的测定定3.7 3.7 污染源的染源的测定定3.8 3.8 标准准气气体的配置（自体的配置（自学学）v参参考考书：空空气气和和废气气监测分析方法分析方法第四版第四版3.1 3.1 空气和废气基本知识空气和废气基本知识一、大气、空气和空气污染一、大气、空气和空气污染1 1、什么是大气、什么是大气:大气系指包围在地球周围的气体，大气系指包围在地球周围的气体，其厚度达其厚度达约约1400km1400km。2 2、什么是空气、什么是空气：起着重要作用的是近地面：起着重要作用的是近地面约约10km10km内的气体层内的气体层(对流层对流层)，称为，称为空气层空气层。空气的范围比大气范围小的多，但空气层的空气的范围比大气范围小的多，但空气层的质量质量却占大气总质量的却占大气总质量的9595左右。在环境污染领域中，左右。在环境污染领域中，“空气空气”和和“大气大气”常作为常作为同义词同义词使用使用。每人每日平均吸入空气每人每日平均吸入空气l012ml012m3 3。3.1 3.1 空气和废气基本知识空气和废气基本知识3 3、大气的成分和组成、大气的成分和组成 干洁空气含：干洁空气含：氮氮：78.06%78.06%；氧氧：20.95%20.95%；氩氩：0.93%0.93%和不到和不到0.1%0.1%其它其它气体。气体。v湿空气湿空气：实际上空气中：实际上空气中水蒸汽水蒸汽是重要组成部是重要组成部分，其浓度随地理位置和气象条件不同而异，分，其浓度随地理位置和气象条件不同而异，一般在一般在0.01-4%0.01-4%v杂杂 质质：工业、农业、交通、建筑等排放的：工业、农业、交通、建筑等排放的尘和气体，即为空气中的杂质尘和气体，即为空气中的杂质。3.1 3.1 空气和废气基本知识空气和废气基本知识4 4、什么叫空气污染：、什么叫空气污染：当空气中污染物浓度当空气中污染物浓度超过超过环境所能环境所能允许的极限允许的极限并持续一定时间后，就会并持续一定时间后，就会改变改变大气大气 特别是空特别是空气的气的正常组成正常组成，破坏自然的物理、化学和生态，破坏自然的物理、化学和生态平衡体系从而平衡体系从而危害人们的生活、工作和健康危害人们的生活、工作和健康，损害自然资源及财产、器物等。这种情况被称损害自然资源及财产、器物等。这种情况被称为为大气污染大气污染或或空气污染。空气污染。3.1 3.1 空气和废气基本知识空气和废气基本知识二、空气污染带来的危害二、空气污染带来的危害1 1、对人的危害对人的危害：产生急性和慢性中毒。产生急性和慢性中毒。2 2、动植物的危害动植物的危害：影响繁殖、生长或造成死亡。影响繁殖、生长或造成死亡。3 3、对材料的损坏对材料的损坏:腐蚀材料和设备，腐蚀建筑物，使橡腐蚀材料和设备，腐蚀建筑物，使橡胶制品脆裂，损坏艺术品，使有色材料退色等。胶制品脆裂，损坏艺术品，使有色材料退色等。4 4、对大气的影响对大气的影响：污染物能改变大气的污染物能改变大气的性质性质和和气候气候条条件：产生温室效应、造成臭氧层空洞、酸雨等问题。件：产生温室效应、造成臭氧层空洞、酸雨等问题。3.1 3.1 空气和废气基本知识空气和废气基本知识三、空气污染源三、空气污染源1 1、自然污染源：、自然污染源：火山爆发、森林火灾火山爆发、森林火灾等等.2 2、人为污染源：、人为污染源：工业工业：燃烧、工艺、无组织排放等废气等。：燃烧、工艺、无组织排放等废气等。农业农业：施农药、化肥、秸秆焚烧等。：施农药、化肥、秸秆焚烧等。交通交通：汽车、火车、轮船等尾气。：汽车、火车、轮船等尾气。室内污染室内污染：油漆、胶合板、涂料等含甲醛、挥：油漆、胶合板、涂料等含甲醛、挥发有机物、氨、放射性等污染物。发有机物、氨、放射性等污染物。3.1 3.1 空气和废气基本知识空气和废气基本知识四、污染物及其存在状态：四、污染物及其存在状态：1 1、污染物：造成大气污染的物质。、污染物：造成大气污染的物质。种类很多，在种类很多，在大气大气污染物综合排放标准污染物综合排放标准中列出中列出3333种。种。2 2、污染物存在状态：、污染物存在状态：（1 1）根据污染物形成过程不同，分根据污染物形成过程不同，分一次污染物一次污染物和和二次污二次污染物染物：a a、一次污染物：、一次污染物：直接从污染源排放到空气中的有害直接从污染源排放到空气中的有害物质。如二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、苯乙烯、物质。如二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、苯乙烯、颗粒性物质等。颗粒性物质等。3.1 3.1 空气和废气基本知识空气和废气基本知识b b、二次污染物、二次污染物 是是一次污染物一次污染物在空气中相互作用或它们与大气中的正在空气中相互作用或它们与大气中的正常组分发生反应所常组分发生反应所产生的新污染产生的新污染.二次污染物的化学、物理性质与一次污染物完全不同，二次污染物的化学、物理性质与一次污染物完全不同，多为气溶胶，多为气溶胶，毒性比一般比一次污染物更大毒性比一般比一次污染物更大。常见的二次污染物有常见的二次污染物有：硫酸盐、硝酸盐、臭氧、醛类：硫酸盐、硝酸盐、臭氧、醛类(乙醛和丙烯醛等乙醛和丙烯醛等)、过氧乙酰硝酸酯等。、过氧乙酰硝酸酯等。3.1 3.1 空气和废气基本知识空气和废气基本知识（2 2）根据）根据污染物存在状态分类污染物存在状态分类：分为分为分子状态分子状态和和粒子状态粒子状态污染物。污染物。a a、分子状态污染物、分子状态污染物：常压下以气体分子形式存在于：常压下以气体分子形式存在于空气中，如：空气中，如：SOSO2 2、NONO2 2、COCO、HCLHCL等。这种污染物的等。这种污染物的特点是运动速度快，扩散快，在空气中分散均匀。特点是运动速度快，扩散快，在空气中分散均匀。b b、粒子状态污染物：、粒子状态污染物：是分散在大气中的是分散在大气中的微小液体或微小液体或固体颗粒固体颗粒。粒径多在。粒径多在0.01-100um0.01-100um之间，是一个复杂之间，是一个复杂的非均匀体系。的非均匀体系。3.1 3.1 空气和废气基本知识空气和废气基本知识v粒子状态污染物粒子状态污染物,根据其沉降特性又分为：根据其沉降特性又分为：（1 1）降尘：）降尘：直径直径10um10um为，能较快的沉到地面。为，能较快的沉到地面。（2 2）飘尘（）飘尘（PMPM1010）：）：直径直径10um10um的颗粒物，能长时间的的颗粒物，能长时间的漂浮在空气中，故称为可吸入颗粒物或飘尘。具有胶漂浮在空气中，故称为可吸入颗粒物或飘尘。具有胶体性质，又名气溶胶体性质，又名气溶胶(如雾，烟，灰尘如雾，烟，灰尘)。可随空气吸。可随空气吸入肺部、进入血液输入全身，入肺部、进入血液输入全身，对人体危害较大，是空对人体危害较大，是空气污染监测的常规项目。气污染监测的常规项目。（3 3）总悬浮颗粒物（）总悬浮颗粒物（TSPTSP）：）：直径直径100um100um颗粒物总称。颗粒物总称。3.1 3.1 空气和废气基本知识空气和废气基本知识五、大气污染物五、大气污染物分布的特点分布的特点 在不同的时间和空间，大气污染物变化较大，称为在不同的时间和空间，大气污染物变化较大，称为时空性时空性。影响时空性的因素：影响时空性的因素：1 1、气象条件：气象条件：风向、风速、大气稳定度的变化。风向、风速、大气稳定度的变化。2 2、污染源的类型：、污染源的类型：污染物排放规律及污染物的性质污染物排放规律及污染物的性质都影响大气污染的时空性。如排放方式：连续、间断、都影响大气污染的时空性。如排放方式：连续、间断、季节、高空、低排等排放方式都影响污染物污染程度。季节、高空、低排等排放方式都影响污染物污染程度。因此，对大气污染物描述，常采用日均、月均、季均因此，对大气污染物描述，常采用日均、月均、季均和年均值表示检测结果，而不用瞬时值。和年均值表示检测结果，而不用瞬时值。3.1 3.1 空气和废气基本知识空气和废气基本知识六、空气中污染物浓度表示方法六、空气中污染物浓度表示方法 1 1、单位体积质量：如、单位体积质量：如 mg/mmg/m3 3、ug/mug/m3 3 2 2、体积比浓度：、体积比浓度：ml/mml/m3 3、ul/mul/m3 3气体单位的换算：气体单位的换算：V V0 0=V=Vt t.273/(273+t)(P/101.325).273/(273+t)(P/101.325)式中：式中：V V0-0-标准状态下采样体积标准状态下采样体积 M M3 3 V Vt t-采样体积采样体积 M M3 3 t-t-采样现场的温度采样现场的温度 K K P P采样现场气压，采样现场气压，KPaKPa3.2 3.2 监测方案的制定监测方案的制定一、监测目的一、监测目的1.1.主要污染物的主要污染物的定期或连续监测定期或连续监测，以，以判断大气质判断大气质量量是否符合国家制定地大气质量标准，为编写是否符合国家制定地大气质量标准，为编写大气环境质量状况评价报告提供数据大气环境质量状况评价报告提供数据;2.2.为研究大气质量的变化规律为研究大气质量的变化规律和发展趋势，对大和发展趋势，对大气污染的预测提供依据气污染的预测提供依据;3.3.为政府部门执行有关环境保护法规、为政府部门执行有关环境保护法规、开展环境质开展环境质量管理、环境科学研究量管理、环境科学研究及修订大气环境质量标及修订大气环境质量标准等提供基础资料和依据。准等提供基础资料和依据。3.2 3.2 监测方案的制定监测方案的制定二、调研和收集资料二、调研和收集资料 1 1、污染源分布及排放情况、污染源分布及排放情况：类型、数量、位置、主要：类型、数量、位置、主要污染物、消耗的主要原材料、低架源、高架源等情况，污染物、消耗的主要原材料、低架源、高架源等情况，布点时充分考虑低架源和二次污染物。布点时充分考虑低架源和二次污染物。2 2、气象资料：、气象资料：风向、风速、气温、气压、降水、逆温风向、风速、气温、气压、降水、逆温层高等，进行预测时考虑。一般采用近三年气象资料。层高等，进行预测时考虑。一般采用近三年气象资料。3 3、地形资料：、地形资料：河谷、丘陵、山地、平原等地形。同样河谷、丘陵、山地、平原等地形。同样的情况不同地形评价等级不同，采样点数也不同。的情况不同地形评价等级不同，采样点数也不同。4 4、功能分区：、功能分区：工业、商业、混合、居民区等。功能不工业、商业、混合、居民区等。功能不同同标准不同，布点要求也不同。标准不同，布点要求也不同。5 5、人口分布、人口分布和人群健康情况调查。和人群健康情况调查。3.2 3.2 监测方案的制定监测方案的制定 三、三、确定监测项目确定监测项目 我国要求的空气常规监测项目，见表我国要求的空气常规监测项目，见表3-23-2：1 1、空气质量标准、空气质量标准1111项：项：SOSO2 2、NONO2 2、TSPTSP等等。2 2、污染物排放标准、污染物排放标准3333项：项：SO SO2 2、NONO2 2、TSPTSP、甲醛、非甲烷烃、氯气、氯化氢等。、甲醛、非甲烷烃、氯气、氯化氢等。3.2 3.2 监测方案的制定监测方案的制定四、监测点的布设四、监测点的布设（一）大气布点原则（一）大气布点原则 1 1、采样点分布：、采样点分布：应设在监测区域的应设在监测区域的高、中、低高、中、低三种污染浓度处。三种污染浓度处。2 2、方、方 位：位：主导风向主导风向污染源污染源的下风向的下风向作为主要监测范围，布设作为主要监测范围，布设较较多多的采样点，上风向布设少量点作为对照。的采样点，上风向布设少量点作为对照。3 3、工业密集、工业密集区、人口密度大及污染物超标地区，要区、人口密度大及污染物超标地区，要适适当增设当增设采样点。采样点。3.2 3.2 监测方案的制定监测方案的制定4 4、采样点周围应开阔、采样点周围应开阔，采样，采样口水平线口水平线与周围与周围建筑物建筑物高高度的夹角应度的夹角应不大于不大于3030度度，交通密集区的采样点应设，交通密集区的采样点应设在距人行道边缘至少在距人行道边缘至少1.5m1.5m远处。远处。5 5、采样口高度根据监测目的而定：、采样口高度根据监测目的而定：v研究大气污染研究大气污染对人体的危害时，对人体的危害时，离地面离地面1.52m1.52m。v研究对植物研究对植物或器物的影响，高度应与植物或器物高或器物的影响，高度应与植物或器物高度相近。度相近。v连续采样例行监测连续采样例行监测采样口高度应距地面采样口高度应距地面3-15m3-15m；若置；若置于屋顶采样，采样口应于屋顶采样，采样口应与与基础面有基础面有1.5m1.5m以上以上的相对的相对高度。高度。3.2 3.2 监测方案的制定监测方案的制定（二）采样点数目的确定：（二）采样点数目的确定：根据监测范围、污染物的空根据监测范围、污染物的空间分布、人口分布、地形地貌等因素综合考虑确定。我间分布、人口分布、地形地貌等因素综合考虑确定。我国对国对采样点设置数目根据城市人口多少而定采样点设置数目根据城市人口多少而定，见表，见表3636 3.2 3.2 监测方案的制定监测方案的制定（三）采样点布设（三）采样点布设 采样点总数确定后，可根据下面方法布设：采样点总数确定后，可根据下面方法布设：功能区布点法、功能区布点法、网格布点法、网格布点法、同心园布点法、同心园布点法、扇形布点法。扇形布点法。3.2 3.2 监测方案的制定监测方案的制定1 1功能区布点法：功能区布点法：该方法多用于该方法多用于区域性常规监测。布设方法为：区域性常规监测。布设方法为：第一步：第一步：划分划分功能区功能区：工业区、商业区、居住区、工业区、商业区、居住区、工业工业-居住混合区、交通稠密区等不同区域。居住混合区、交通稠密区等不同区域。第二步：第二步：根据具体污染情况和监测条件，根据具体污染情况和监测条件，在各功能在各功能区设置适当数量的采样点区设置适当数量的采样点 。各功能区的采样点数不要求平均，在污染较集中各功能区的采样点数不要求平均，在污染较集中的工业区和人口较密集的居住区多设采样点。的工业区和人口较密集的居住区多设采样点。3.2 3.2 监测方案的制定监测方案的制定2 2网格布点法：网格布点法：有多个污染源，并且污染源分布较均匀的地区。有多个污染源，并且污染源分布较均匀的地区。（1 1）布点方法：）布点方法：在在地图上地图上将将监测区监测区域划分成域划分成若干个均匀若干个均匀网状方格，采样点设在两条直线的网状方格，采样点设在两条直线的交点处或方格中心交点处或方格中心。网格网格大小大小根据污染源强度、人口分布及监测条件而定。根据污染源强度、人口分布及监测条件而定。主导风向明显的，在下风向应多设一些，主导风向明显的，在下风向应多设一些，约占约占60%60%。网格布点的优点：网格布点的优点：能较好地反能较好地反映污染物的空间分布情况。映污染物的空间分布情况。3.2 3.2 监测方案的制定监测方案的制定 3 3同心团布点法同心团布点法 用于用于多个污染源构成的污染群，且大污染源比较集多个污染源构成的污染群，且大污染源比较集中的地区中的地区。布点方法：布点方法：(1(1)找找出污染群的出污染群的中心中心，以此为圆心，以此为圆心画同心圆画同心圆；(2)(2)再从圆心上作若干条再从圆心上作若干条放射线放射线，将射线与圆的，将射线与圆的交叉点为交叉点为采样点采样点位置位置(射线至少五条射线至少五条)。不同圆周上采样点不一定相同。不同圆周上采样点不一定相同。3.2 3.2 监测方案的制定监测方案的制定4 4、扇形布点法：、扇形布点法：适用于适用于孤立的高架点源孤立的高架点源，且主导风向明显的地区。，且主导风向明显的地区。布点方法：布点方法：(1)(1)以以点源点源所在位置为所在位置为顶点顶点(2)(2)以以烟云方向烟云方向为轴线，为轴线，在下风向地面上在下风向地面上划扇形，为布点范围划扇形，为布点范围(3)(3)扇形夹角一般扇形夹角一般454560(60(不能超过不能超过90)90)(4)(4)采样点放在扇形内，距点源不采样点放在扇形内，距点源不同距离的弧线上同距离的弧线上(近密远疏近密远疏)，(5)(5)每条弧线上设每条弧线上设3 34 4个点，相邻个点，相邻两点与顶点夹角一般取两点与顶点夹角一般取10102020（6 6）在上风向设对照点。）在上风向设对照点。对对照照3.2 3.2 监测方案的制定监测方案的制定五、采样频率和时间五、采样频率和时间1 1、采样频率、采样频率：指在一定时间范围内采样的次数。：指在一定时间范围内采样的次数。2 2、采样时间、采样时间：指每次采样：指每次采样从开始到结束所经历的时间从开始到结束所经历的时间。这要根据监测目的和监测项目确定。这要根据监测目的和监测项目确定。例如：例如：一级环境影响评价一级环境影响评价，监测要求不得少于夏、冬，监测要求不得少于夏、冬两期两期监测，每期应取得有代表性的监测，每期应取得有代表性的7 7天天监测数据，每天监测数据，每天不少于不少于6 6次。次。城镇空气质量采样频率和时间规定城镇空气质量采样频率和时间规定见表见表3-63-6 污染物监测数据统计有效性规定污染物监测数据统计有效性规定见表见表3-73-7 3.2 3.2 监测方案的制定监测方案的制定表表3-6 3-6 城镇空气质量采样频率和采样时间城镇空气质量采样频率和采样时间 3.2 3.2 监测方案的制定监测方案的制定表表3-73-7监测数据统计有效性规定监测数据统计有效性规定污染物污染物取值时间取值时间数据有效性规定数据有效性规定SO2、NOX、NO2年平均年平均每年至少有分布均匀的每年至少有分布均匀的144个日均个日均值值每月至少有均匀的每月至少有均匀的12个日均个日均值值TSP、PM10、Pb年平均年平均每年至少有分布均匀每年至少有分布均匀60个日均个日均值值每月至少有分布均匀的每月至少有分布均匀的5个日均个日均值值SO2、NOX、NO2、CO日平均日平均每天至少有每天至少有18个小时个小时采样时间采样时间TSP、PM10、Pb、B（a）日平均日平均每天至少有每天至少有12个小时个小时采样时间采样时间SO2、NOX、NO2、CO1小时平均小时平均每小时至少要有每小时至少要有45分钟分钟采样时间采样时间Pb季平均季平均季至少有分布均匀的季至少有分布均匀的15个日均个日均值，值，每月至少有均匀的每月至少有均匀的5个日均个日均值值 3.2 3.2 监测方案的制定监测方案的制定六、采样方法、监测方法、质量保证六、采样方法、监测方法、质量保证 在监测方案中也要明确上述内容，以后章节在监测方案中也要明确上述内容，以后章节中分别讲述。中分别讲述。基本知识和监测方案基本知识和监测方案作业：作业：P228P228第第2 2、3 3、4 4、5 5题题