第十章 自动监测 (2)精选PPT.ppt

第十章第十章 自动监测自动监测第1页，此课件共94页哦自动监测技术发展概述自动监测技术发展概述l定点、定时人工采样测定难以反映污染物定点、定时人工采样测定难以反映污染物的动态变化。的动态变化。l为及时获取污染物的变化信息，正确评价为及时获取污染物的变化信息，正确评价污染现状，研究污染物迁移和转化规律，污染现状，研究污染物迁移和转化规律，必须采用连续自动监测技术。必须采用连续自动监测技术。第2页，此课件共94页哦自动监测技术发展概述自动监测技术发展概述l美国、英国、日本等饱尝了环境污染的危害，美国、英国、日本等饱尝了环境污染的危害，20 世世纪纪 50 年代年代 开始建立区域性监测网，应用自动监测仪开始建立区域性监测网，应用自动监测仪器。器。l60 年代已初具规模，并引入遥年代已初具规模，并引入遥 测技术。测技术。l70 年代在全国范围形成完整的全天候自动监测网，还年代在全国范围形成完整的全天候自动监测网，还开展了烟气连续自动监测工作。开展了烟气连续自动监测工作。l80 年代进一年代进一 步加强和完善，应用遥感、遥测等先进步加强和完善，应用遥感、遥测等先进技术，进行大范围、大面积的水体和空气污技术，进行大范围、大面积的水体和空气污 染状况染状况监测和预测、预报，自动监测仪器也不断更新、完善监测和预测、预报，自动监测仪器也不断更新、完善和规范化。和规范化。第3页，此课件共94页哦自动监测技术发展概述自动监测技术发展概述l我国在我国在 20 世纪世纪 80 年代开始建立自动监测年代开始建立自动监测站。站。l到到 2000 年，已有年，已有 60 多个城市建立了空气多个城市建立了空气自动监测系统，在主要水系和水域重点断自动监测系统，在主要水系和水域重点断面建立了面建立了 40 个水质自动监测站，并开展了个水质自动监测站，并开展了遥感遥测工作。遥感遥测工作。第4页，此课件共94页哦自动监测技术发展概述自动监测技术发展概述l采用自动监测仪器测定污染物质，具有准确、灵敏、采用自动监测仪器测定污染物质，具有准确、灵敏、选择性或分辨率好等优点，但其结构比较复杂，价格选择性或分辨率好等优点，但其结构比较复杂，价格贵，有的仪器工作条件要求高，维护量大，并需要装贵，有的仪器工作条件要求高，维护量大，并需要装在固定地方，普及应用困难。在固定地方，普及应用困难。l自动监测仪器不适宜农村及边远地区的应急监测，自动监测仪器不适宜农村及边远地区的应急监测，因此还需要发展测定简便快速、价格低廉、便于携因此还需要发展测定简便快速、价格低廉、便于携带的简易监测仪器和技术，促进环境监测工作的广带的简易监测仪器和技术，促进环境监测工作的广泛开展。泛开展。第5页，此课件共94页哦第一节第一节 空气污染连续自动监测系统空气污染连续自动监测系统l一、系统的组成及功能 l二、子站布设及监测项目l三、子站内的仪器装备l四、空气污染自动监测仪器l五、气象观测仪器l六、空气污染监测车第6页，此课件共94页哦一、系统的组成及功能一、系统的组成及功能l自动监测系统组成：自动监测系统组成：一个中心站一个中心站 若干个子站若干个子站 信息传输系统信息传输系统l系统连续运行，无人值守。系统连续运行，无人值守。l子站分两类：子站分两类：一类是评价地区整体污染状况设置的，装备有污染物一类是评价地区整体污染状况设置的，装备有污染物质自质自 动监测仪、气象参数测量仪和环境微机等；动监测仪、气象参数测量仪和环境微机等；另一类是为掌握污染源排放浓度设置的，装备有烟气另一类是为掌握污染源排放浓度设置的，装备有烟气污染组分监测仪、气象参数测量仪和环境微机等。污染组分监测仪、气象参数测量仪和环境微机等。第7页，此课件共94页哦一、系统的组成及功能一、系统的组成及功能第8页，此课件共94页哦（1 1）监测中心站的主要功能：）监测中心站的主要功能：向各个子站发出工作指令，管理子站的工作，如开机、停机、向各个子站发出工作指令，管理子站的工作，如开机、停机、校对检测仪器等；校对检测仪器等；定时收集各子站的监测数据，并进行数据处理和统计检验；定时收集各子站的监测数据，并进行数据处理和统计检验；打印各种报表，绘制污染分布图；打印各种报表，绘制污染分布图；将各种监测数据贮存到磁盘或光盘上，建立数据库，以便随时检索或将各种监测数据贮存到磁盘或光盘上，建立数据库，以便随时检索或调用；调用；当发现污染指数超标时，向有关污染源行政管理部门发出警报，以便当发现污染指数超标时，向有关污染源行政管理部门发出警报，以便采取相应的对策。采取相应的对策。第9页，此课件共94页哦（2 2）监测子站（两类）的主要功能：）监测子站（两类）的主要功能：计算机按预定的监测项目进行监测；计算机按预定的监测项目进行监测；按一定的时间间隔采集和处理监测数据；按一定的时间间隔采集和处理监测数据；将收集到的数据按不同的需要进行显示、打印和短期将收集到的数据按不同的需要进行显示、打印和短期储存；储存；通过本站的无线电接受总站的工作并按总站的要求向总站通过本站的无线电接受总站的工作并按总站的要求向总站传送检测数据。传送检测数据。第10页，此课件共94页哦二、子站布设及监测项目二、子站布设及监测项目第11页，此课件共94页哦(一一)子站数目和站位选址子站数目和站位选址 监测子站的数目和地址的选择取决于监侧目的、监测子站的数目和地址的选择取决于监侧目的、监测范围和监测地区内的地形条件、气象条件和污染监测范围和监测地区内的地形条件、气象条件和污染物分布情况。通常要求设在地理条件好、交通方便、物分布情况。通常要求设在地理条件好、交通方便、水电设施齐备的地方。数目由水电设施齐备的地方。数目由经验法、统计法、经验法、统计法、模式法、综合优化法确定。模式法、综合优化法确定。第三章介绍的采样点位的选择原则和要求也适第三章介绍的采样点位的选择原则和要求也适用于子站站位的选择。用于子站站位的选择。第12页，此课件共94页哦选择子站位置应满足的条件选择子站位置应满足的条件(1)(1)代表性：数据能反映一定地区范围空代表性：数据能反映一定地区范围空气污染物的浓度水平及其波动范围，周气污染物的浓度水平及其波动范围，周围应无污染源、高大建筑物、树木干扰。围应无污染源、高大建筑物、树木干扰。(2)(2)可比性：各子站的各种工作条件如测定可比性：各子站的各种工作条件如测定方法、仪器、采样参数等，要求标准化、方法、仪器、采样参数等，要求标准化、统一化，使获得的数据可比较。统一化，使获得的数据可比较。(3)(3)满足仪器设备正常运转所需物质条件：满足仪器设备正常运转所需物质条件：如有足够的电力供应；有保暖和散热设如有足够的电力供应；有保暖和散热设施，便于维修等。施，便于维修等。第13页，此课件共94页哦（二）监测项目（二）监测项目l我国我国环境监测技术规范环境监测技术规范规定：空气自动监测系统规定：空气自动监测系统的监测站分为的监测站分为 I 类测点和类测点和 II 类测点。类测点。l I 类测点数据进国家环境数据库，类测点数据进国家环境数据库，II 类测点数据由类测点数据由各省市管理。各省市管理。l I 类测点测定：温度、湿度、大气压、风向、风速类测点测定：温度、湿度、大气压、风向、风速五项气象参数和五项气象参数和 SO2、NOX、TSP、PM10等参数。等参数。l II 类测点的测定项目可根据具体情况确定。类测点的测定项目可根据具体情况确定。第14页，此课件共94页哦（二）监测项目（二）监测项目 第15页，此课件共94页哦 子站内装备有自动采样和预处理系统、污染物自动监测仪器及其校准设备、气象参数测量仪器、环境微机及其外围设备、信息收发及传输系统等。图102为某市地面空气连续自动监测系统子站仪器装备的框图。三、子站内的仪器装备三、子站内的仪器装备第16页，此课件共94页哦三、子站内的仪器装备三、子站内的仪器装备第17页，此课件共94页哦 四、空气污染自动监测仪器四、空气污染自动监测仪器 （一）仪器选型（一）仪器选型 空气污染自动监测仪器必须具有连续运空气污染自动监测仪器必须具有连续运转能力强、灵敏、准确、可靠等性能。转能力强、灵敏、准确、可靠等性能。干法仪器干法仪器:结构简单，测定准确可靠，维护量小，一种仪器结构简单，测定准确可靠，维护量小，一种仪器可以测定两种以上组分等特点可以测定两种以上组分等特点 。湿法仪器湿法仪器:复杂复杂 ;干法仪器取代湿法仪器。干法仪器取代湿法仪器。下表列出美国、日本和我国采用的主要下表列出美国、日本和我国采用的主要监测方法和监测仪器。监测方法和监测仪器。第18页，此课件共94页哦第19页，此课件共94页哦(二二)二氧化硫监测仪二氧化硫监测仪 紫外荧光监测仪紫外荧光监测仪 恒电流库仑滴定式恒电流库仑滴定式 SOSO2 2 监测仪监测仪 电导式电导式 SOSO2 2 监测仪监测仪 火焰光度法硫化物监测仪火焰光度法硫化物监测仪 比色法硫化物监测仪比色法硫化物监测仪 第20页，此课件共94页哦1.1.紫外脉冲荧光紫外脉冲荧光S0S02 2监测仪监测仪 主要干扰物质主要干扰物质是是水分和芳香烃化合物水分和芳香烃化合物。水的影响。水的影响一方面是由于一方面是由于S0S02 2溶于水造成损失；另一方面由于溶于水造成损失；另一方面由于SOSO2 2遇水遇水发生荧光猝灭造成负误差，可用半透膜渗透法或反发生荧光猝灭造成负误差，可用半透膜渗透法或反应室加热法除去。芳香烃化合物在应室加热法除去。芳香烃化合物在190230 nm190230 nm紫外紫外光激发下也能发射荧光造成正误差，可用装有特殊吸附光激发下也能发射荧光造成正误差，可用装有特殊吸附剂的过滤器预先除去。剂的过滤器预先除去。第21页，此课件共94页哦 2、火焰光度法硫化物自动监测仪、火焰光度法硫化物自动监测仪第22页，此课件共94页哦3、比色法二氧化硫监测仪、比色法二氧化硫监测仪 将二氧化硫的比色测定方法实现了自将二氧化硫的比色测定方法实现了自动化。动化。采用程序控制自动采样装置和自动采用程序控制自动采样装置和自动加液计量装置，量取吸收液，采集定量加液计量装置，量取吸收液，采集定量气样，加入显色剂，进行比色测定。气样，加入显色剂，进行比色测定。第23页，此课件共94页哦(三三)氮氧化物监测仪氮氧化物监测仪化学发光法化学发光法 NONOx x 自动监测仪自动监测仪恒电流库仑滴定法恒电流库仑滴定法 NONOx x自动监测仪自动监测仪比色法比色法 NONOx x 自动监测仪自动监测仪 第24页，此课件共94页哦1 1、化学发光法、化学发光法NOxNOx监测仪的原理监测仪的原理 化学发光反应是指某些化合物分子吸化学发光反应是指某些化合物分子吸收化学能后，被激发到激发态，再由激发收化学能后，被激发到激发态，再由激发态返回基态时，以光量子形式释放出能量态返回基态时，以光量子形式释放出能量的现象。通过测量化学发光强度可对物质的现象。通过测量化学发光强度可对物质进行定量测定，这就是化学发光分析法。进行定量测定，这就是化学发光分析法。第25页，此课件共94页哦2、比色法、比色法 NONOx x 监测仪的工作原理监测仪的工作原理 第26页，此课件共94页哦(四四)臭氧监测仪臭氧监测仪 紫外光度法紫外光度法 O O3 3 监测仪监测仪化学发光法化学发光法 O O3 3 监测仪监测仪 第27页，此课件共94页哦紫外吸收式紫外吸收式 O3 分析仪原理分析仪原理 第28页，此课件共94页哦(五五)一氧化碳监测仪一氧化碳监测仪 非色散红外吸收法非色散红外吸收法 CO CO 监测仪监测仪电导式电导式 CO CO 自动分析仪自动分析仪第29页，此课件共94页哦(六六)总烃监测仪总烃监测仪 气相色谱仪气相色谱仪 第30页，此课件共94页哦间歇式总烃自动测定仪工作原理图间歇式总烃自动测定仪工作原理图 第31页，此课件共94页哦(七七)可吸入颗粒物（可吸入颗粒物（PM10、飘尘）监、飘尘）监测仪测仪 压电石英晶体飘尘测定仪压电石英晶体飘尘测定仪射线飘尘测定仪射线飘尘测定仪光散射飘尘浓度计光散射飘尘浓度计第32页，此课件共94页哦光散射飘尘浓度计原理光散射飘尘浓度计原理 原理：将一束平行可见光通过含有飘尘的原理：将一束平行可见光通过含有飘尘的大气，由于光线受到粒子的阻挡而发生光大气，由于光线受到粒子的阻挡而发生光散射现象，散射光强的变化与飘尘粒子的散射现象，散射光强的变化与飘尘粒子的浓度呈定量关系，当仪器用标样标定后，浓度呈定量关系，当仪器用标样标定后，直接显示飘尘浓度值。直接显示飘尘浓度值。第33页，此课件共94页哦KC-1000型大流量型大流量TSP采样器采样器 第34页，此课件共94页哦KC-120E型低噪声中流量型低噪声中流量TSP采样器采样器 第35页，此课件共94页哦KC-120H型智能中流量型智能中流量TSP采样采样 第36页，此课件共94页哦五、气象观测仪器五、气象观测仪器l 分两部分：地面常规气象观测分两部分：地面常规气象观测 梯度观测梯度观测l 常规气象观测：对地面的气象要素进行观常规气象观测：对地面的气象要素进行观测，观测项目有风向、风速、温度、湿度、测，观测项目有风向、风速、温度、湿度、气压、太阳辐射、雨量等。气压、太阳辐射、雨量等。l 梯度观测：在一定高度气层内观测温度、梯度观测：在一定高度气层内观测温度、风向、风速等随高度的变化情况。风向、风速等随高度的变化情况。第37页，此课件共94页哦五、气象观测仪器五、气象观测仪器l子站内部安装有：子站内部安装有：风向、风速、气压、温度、湿度及太风向、风速、气压、温度、湿度及太阳辐射等参数的自动观测仪器阳辐射等参数的自动观测仪器 第38页，此课件共94页哦 六、空气污染监测车六、空气污染监测车 空气污染监测车是是一种流动监测站空气污染监测车是是一种流动监测站我国的空气污染监测车装备的监测仪器有我国的空气污染监测车装备的监测仪器有lSOSO2 2 自动监测仪自动监测仪lNONOx x 自动监测仪自动监测仪lO O3 3 自动监测仪自动监测仪lCO CO 自动监测仪自动监测仪l空气质量专用色谱仪空气质量专用色谱仪 (可测定总烃、甲烷、乙烯、可测定总烃、甲烷、乙烯、乙炔及乙炔及 CO)CO)l测量风向、风速、温度、湿度的小型气象仪测量风向、风速、温度、湿度的小型气象仪l辅助设备有标准气源及载气源辅助设备有标准气源及载气源l采样管及风机等。采样管及风机等。第39页，此课件共94页哦第二节第二节 水污染连续自动监测系统水污染连续自动监测系统l一、水污染连续自动监测系统的组成l二、子站布设及监测项目l三、水污染连续自动监测仪器l四、水质监测船第40页，此课件共94页哦水污染连续自动监测系统水污染连续自动监测系统l水环境中的污染物种类多，成分复杂，基体干扰严重，水水环境中的污染物种类多，成分复杂，基体干扰严重，水污染的自动监测比空气的监测困难。污染的自动监测比空气的监测困难。l要求化学前处理。要求化学前处理。l要求建立提取、分离，富集和痕量分析方法。要求建立提取、分离，富集和痕量分析方法。l根据目前水质污染连续自动监测技术的发展，根据目前水质污染连续自动监测技术的发展，首先监测反映水质污染的一般指标和综合指标首先监测反映水质污染的一般指标和综合指标 然后监测其他污染物指标。然后监测其他污染物指标。第41页，此课件共94页哦 一、水污染连续自动监测系统的组成一、水污染连续自动监测系统的组成水污染连续自动监测系统：水污染连续自动监测系统：l 一个监测中心站一个监测中心站l 若干个固定监测站若干个固定监测站 (子站子站 )l 信息、数据传递系统组成。信息、数据传递系统组成。第42页，此课件共94页哦WL2000多通道污水流量检测仪多通道污水流量检测仪 第43页，此课件共94页哦 二、子站布设及监测项目二、子站布设及监测项目子站布设：子站布设：l首先调查、收集水文、气象、地质和地貌、首先调查、收集水文、气象、地质和地貌、污染源分布及污染现状、水体功能、重点污染源分布及污染现状、水体功能、重点水源保护区等基础资料水源保护区等基础资料l然后综合分析，确定各子站的位置，设置然后综合分析，确定各子站的位置，设置代表性的监测断面和监测点。代表性的监测断面和监测点。第44页，此课件共94页哦子站自动监测水质指标体系示意图子站自动监测水质指标体系示意图 第45页，此课件共94页哦水污染可连续自动监测项目及方法水污染可连续自动监测项目及方法 项项 目目 监监 测测 方方 法法 一一般般指指标标水水 温温pH pH 值值电导率电导率浊浊 度度溶解氧溶解氧 铂电阻法或热敏电阻法铂电阻法或热敏电阻法电位法电位法(pH(pH玻璃电极法玻璃电极法)电导法电导法光散射法光散射法隔膜电极法隔膜电极法(电位法或极谱法电位法或极谱法)综综合合指指标标 高锰酸盐指数高锰酸盐指数总需氧量总需氧量(TOD)(TOD)总有机碳总有机碳(TOC)(TOC)生化需氧量生化需氧量(BOD)(BOD)电位滴定法电位滴定法电位法电位法非色散红外吸收法或紫外吸收法非色散红外吸收法或紫外吸收法微生物膜电极法微生物膜电极法(用于污水用于污水)单单项项污污染染指指标标 氟离子氟离子氯离子氯离子氰离子氰离子氨氨 氮氮六价铬六价铬苯苯 酚酚 离子选择电极法离子选择电极法高子选择电极法高子选择电极法离子选择电极法离子选择电极法离子选择电极法离子选择电极法比色法比色法比色法或紫外吸收法比色法或紫外吸收法 第46页，此课件共94页哦三、水污染连续自动监测仪器三、水污染连续自动监测仪器第47页，此课件共94页哦(一一)水温监测仪水温监测仪 第48页，此课件共94页哦(二二)电导率监测仪电导率监测仪第49页，此课件共94页哦(三三)pH 监测仪监测仪 第50页，此课件共94页哦(四四)溶解氧监测仪溶解氧监测仪第51页，此课件共94页哦(五五)浊度监测仪浊度监测仪第52页，此课件共94页哦GD1型光电浊度仪型光电浊度仪第53页，此课件共94页哦(六六)高高 锰锰 酸酸 盐盐 指指 数数 监监 测测 仪仪第54页，此课件共94页哦（七）（七）COD 监测仪监测仪第55页，此课件共94页哦JH-12 型型 COD 恒温测定仪恒温测定仪 第56页，此课件共94页哦(八八)微生物传感器微生物传感器BOD监测仪监测仪l恒电流库仑滴定式恒电流库仑滴定式 BOD BOD 测定仪测定仪l检压式检压式 BOD BOD 测定仪测定仪l微生物膜式微生物膜式 BOD BOD 快速测定仪快速测定仪第57页，此课件共94页哦整机按照下列程序完成一个周期测定：整机按照下列程序完成一个周期测定：(1)(1)将中性磷酸盐缓冲溶液用定量泵以一定流量打人微将中性磷酸盐缓冲溶液用定量泵以一定流量打人微生物传感器下端的发送池，发送池置于生物传感器下端的发送池，发送池置于3030恒温水浴恒温水浴中。因缓冲溶液不含中。因缓冲溶液不含BODBOD物质，故传感器输出信号为物质，故传感器输出信号为一稳态值。一稳态值。(2)(2)将水样以恒定流量将水样以恒定流量(小于缓冲溶液流量的小于缓冲溶液流量的1 110)10)打打人缓冲溶液中，与其混合后进人发送池。因此时的人缓冲溶液中，与其混合后进人发送池。因此时的溶液含有溶液含有BODBOD物质，使传感器输出信号减小，其减少物质，使传感器输出信号减小，其减少值与值与BODBOD物质的浓度有定量关系，经电子系统运算，直物质的浓度有定量关系，经电子系统运算，直接显示接显示BODBOD值。值。(3)(3)一次测定结束后，将清洗水打入发送池，清洗输液一次测定结束后，将清洗水打入发送池，清洗输液管路和发送池。清洗完毕，自动开始第二个周期测定。管路和发送池。清洗完毕，自动开始第二个周期测定。第58页，此课件共94页哦微生物传感器微生物传感器BOD监测仪监测仪第59页，此课件共94页哦(九九)TOC监测仪监测仪lTOC TOC 自动监测仪是根据非色散红外吸收自动监测仪是根据非色散红外吸收法原理设计的法原理设计的l两种类型：单通道两种类型：单通道 和和 双通道。双通道。第60页，此课件共94页哦单通道型单通道型TOC测定仪流程图测定仪流程图第61页，此课件共94页哦(十十)UV(紫外紫外)吸收监测仪吸收监测仪 l由于溶解于水中的不饱和烃和芳香族化合由于溶解于水中的不饱和烃和芳香族化合物等有机物对物等有机物对254nm254nm附近的光有强烈吸收，附近的光有强烈吸收，对可见光吸收甚微；水中的无机物对紫外对可见光吸收甚微；水中的无机物对紫外光的吸收也甚微。光的吸收也甚微。l因此，根据对紫外光的吸光度大小来反映因此，根据对紫外光的吸光度大小来反映被有机物污染的程度，并与被有机物污染的程度，并与BODBOD、CODCOD、TOCTOC、TODTOD有较好的相关性。有较好的相关性。第62页，此课件共94页哦单光程双波长单光程双波长UV吸收自动测定仪工吸收自动测定仪工作原理图作原理图 第63页，此课件共94页哦(十一十一)TOD监测仪监测仪第64页，此课件共94页哦(十一十一)无机化合物监测仪无机化合物监测仪 l无机化合物如氨氮、氟化物、氰化物、金无机化合物如氨氮、氟化物、氰化物、金属离子等属离子等l可用离子选择电极法或比色法进行连续自可用离子选择电极法或比色法进行连续自动测定动测定 第65页，此课件共94页哦 四、水质污染监测船四、水质污染监测船 l水质污染监测船是一种水上流动的水质分析水质污染监测船是一种水上流动的水质分析实验室，它用船作运载工具，装上必要的监实验室，它用船作运载工具，装上必要的监测仪器，可以灵活地开到监测的水域进行监测仪器，可以灵活地开到监测的水域进行监测工作。测工作。l可以方便地追踪寻找污染源，进行污染物扩可以方便地追踪寻找污染源，进行污染物扩散，迁移规律的研究。散，迁移规律的研究。l可以在大水域范围内进行物理、化学、生物、可以在大水域范围内进行物理、化学、生物、底质和水文等参数的综合测量。底质和水文等参数的综合测量。第66页，此课件共94页哦我国设计制造的长清号水质污染监测船已我国设计制造的长清号水质污染监测船已用于长江水系的水质监测用于长江水系的水质监测l船上装备有船上装备有pHpH计、电导率仪、溶解氧测定仪、计、电导率仪、溶解氧测定仪、氧化还原电位测定仪、浊度测定仪、水中油测氧化还原电位测定仪、浊度测定仪、水中油测定仪、总有机碳测定仪、总需氧量测定仪，氟、定仪、总有机碳测定仪、总需氧量测定仪，氟、氯、氰、铵等离子活度计及分光光度计、原子氯、氰、铵等离子活度计及分光光度计、原子吸收分光光度计、气相色谱仪、化学分析法仪吸收分光光度计、气相色谱仪、化学分析法仪器，水文、气象观测仪器及相关辅助设备和设器，水文、气象观测仪器及相关辅助设备和设施等施等l能够较全面地分析监测水体有关物理参数及污能够较全面地分析监测水体有关物理参数及污染物组分，综合进行底质，水生生物等项目的染物组分，综合进行底质，水生生物等项目的考察和测量。考察和测量。第67页，此课件共94页哦第三节第三节 工业企业环境自动监测系统工业企业环境自动监测系统一、自动监测系统简介一、自动监测系统简介二、钢铁企业环境自动监测系统二、钢铁企业环境自动监测系统三、烟气排放连续自动监测系统三、烟气排放连续自动监测系统(CEMS)第68页，此课件共94页哦一、自动监测系统简介一、自动监测系统简介l主要任务：连续监测固定污染源向环境排放的污染物浓度及总量。主要任务：连续监测固定污染源向环境排放的污染物浓度及总量。l系统组成：厂内污染源监测站、厂区周围环境质量监测站、气系统组成：厂内污染源监测站、厂区周围环境质量监测站、气象参数观测站、信息传输系统及监测管理中心组成。象参数观测站、信息传输系统及监测管理中心组成。l 厂内污染源监测：包括烟气监测、废水监测和噪声监测；厂内污染源监测：包括烟气监测、废水监测和噪声监测；l厂区周围环境质量监测：主要监测厂区外一定范围内的空气质厂区周围环境质量监测：主要监测厂区外一定范围内的空气质量；量；l气象观测：测量常规地面气象参数，测量梯度气象参数；气象观测：测量常规地面气象参数，测量梯度气象参数；l信息传输：将监测数据传送给监测管理中心，记录和处理，编信息传输：将监测数据传送给监测管理中心，记录和处理，编制环境质量报告。制环境质量报告。第69页，此课件共94页哦二、钢铁企业环境自动监测系统二、钢铁企业环境自动监测系统（一）厂内检测（一）厂内检测l 烟气监测烟气监测l 排水监测排水监测l 环境噪声监测环境噪声监测l 气象观测气象观测（二）厂外检测（二）厂外检测（三）监测管理中心（三）监测管理中心第70页，此课件共94页哦烟气监测烟气监测l在烧结、焦化、热轧、无缝钢管、自备在烧结、焦化、热轧、无缝钢管、自备电厂等分厂的主要烟气源的烟道上布设电厂等分厂的主要烟气源的烟道上布设监测点，安装紫外脉冲荧光监测仪、化监测点，安装紫外脉冲荧光监测仪、化学发光式监测仪和文丘里管差压计。学发光式监测仪和文丘里管差压计。l测定：二氧化硫、氮氧化物浓度和排气测定：二氧化硫、氮氧化物浓度和排气量。量。l污染物发生量与能源消耗密切相关，还污染物发生量与能源消耗密切相关，还需用流量计测量燃料需用流量计测量燃料(煤气、重油煤气、重油)用量。用量。第71页，此课件共94页哦排水监测排水监测l在工厂的排水口布设监测点，安装温度、在工厂的排水口布设监测点，安装温度、pH、浊度等自动监测仪。、浊度等自动监测仪。l测定：水温、测定：水温、pH值、浊度等。值、浊度等。第72页，此课件共94页哦环境噪声监测环境噪声监测l在不同方位的厂界布设噪声监测点，安装在不同方位的厂界布设噪声监测点，安装噪声计监测厂界噪声。噪声计监测厂界噪声。第73页，此课件共94页哦气象观测气象观测由两部分组成：由两部分组成：l一是在开阔的地带设置地面常规气象观测一是在开阔的地带设置地面常规气象观测站，安装风向、风速、温度、湿度、日照站，安装风向、风速、温度、湿度、日照量和雨量测量仪，测量常规气象参数；量和雨量测量仪，测量常规气象参数；l二是在烧结厂二是在烧结厂200 m的高架烟囱的高架烟囱6个不同高个不同高度上安装温度、风向、风速仪，进行上空度上安装温度、风向、风速仪，进行上空气象参数的梯度观测。气象参数的梯度观测。第74页，此课件共94页哦三、烟气排放连续自动监测系统三、烟气排放连续自动监测系统(CEMS)lCEMS：连续测定固定污染源排放烟气中污：连续测定固定污染源排放烟气中污染物浓度和排放率的全部设备。染物浓度和排放率的全部设备。l组成：由烟气样品采集、参量测定、数据组成：由烟气样品采集、参量测定、数据采集和处理三部分组成。采集和处理三部分组成。l功能：对烟气中污染物浓度和排放率进行功能：对烟气中污染物浓度和排放率进行连续、实时的跟踪测定。连续、实时的跟踪测定。第75页，此课件共94页哦第76页，此课件共94页哦烟气主要参数连续测定方法烟气主要参数连续测定方法第77页，此课件共94页哦第四节第四节 遥感监测技术遥感监测技术l利用仪器对物体进行监测，一种不接触物利用仪器对物体进行监测，一种不接触物体收集信息，进行识别、分析、判断的自体收集信息，进行识别、分析、判断的自动化监测手段。动化监测手段。l对污染物进行遥感监测方法有：对污染物进行遥感监测方法有：摄影摄影 红外扫描红外扫描 相关光谱遥测相关光谱遥测 激光雷达探测激光雷达探测第78页，此课件共94页哦一、摄影遥感技术一、摄影遥感技术l原理原理:因土地利用、植被、水体、大气污染状况因土地利用、植被、水体、大气污染状况对电磁波的反射特性有差异，用感光胶片对电磁波的反射特性有差异，用感光胶片感光记录就会得到不同颜色或色调的照片。感光记录就会得到不同颜色或色调的照片。第79页，此课件共94页哦一、摄影遥感技术一、摄影遥感技术第80页，此课件共94页哦一、摄影遥感技术一、摄影遥感技术l感光胶片乳胶所能感光的电磁波波长范围感光胶片乳胶所能感光的电磁波波长范围 0.30.9m，包括近紫外、可见和近红外光，包括近紫外、可见和近红外光区区.l在无外来辐射的情况下，照相摄影技术可在无外来辐射的情况下，照相摄影技术可在白天借助于天然光源进行。在白天借助于天然光源进行。l航空、卫星摄影在高空飞行状态下进行。航空、卫星摄影在高空飞行状态下进行。第81页，此课件共94页哦二、红外扫描遥测技术二、红外扫描遥测技术 l地球可视为一个黑体，平均温度约地球可视为一个黑体，平均温度约 3000K，表面所发，表面所发射的电磁波波长在射的电磁波波长在 430m 范围内，介于中红外范围内，介于中红外(1.55.5m)和远红外和远红外(5.51000m)区域。区域。l电磁波在由地球表面向外发射中，首先被低层大气中的电磁波在由地球表面向外发射中，首先被低层大气中的水蒸气、二氧化碳、氧等组分吸收，只剩下水蒸气、二氧化碳、氧等组分吸收，只剩下 4.05.5m 和和 814m 的光可透过的光可透过“大气窗大气窗 射向高射向高层空间，所以遥测热红外电磁波范围就在这两个波段。层空间，所以遥测热红外电磁波范围就在这两个波段。l地球连续发射红外线，遥测系统可以日夜监测。地球连续发射红外线，遥测系统可以日夜监测。第82页，此课件共94页哦二、红外扫描遥测技术二、红外扫描遥测技术l地球表面的各种物体具有不同的温度，辐地球表面的各种物体具有不同的温度，辐射能量不同。射能量不同。l温度愈高，辐射功率越强，辐射峰值的波温度愈高，辐射功率越强，辐射峰值的波长越短。长越短。l利用红外扫描仪接受监测对象的热辐射能，利用红外扫描仪接受监测对象的热辐射能，转换成电信号后测量，获得波长和强度，转换成电信号后测量，获得波长和强度，判断不同物质及其污染程度。例如，水体判断不同物质及其污染程度。例如，水体热污染、石油污染情况，森林火灾和病虫热污染、石油污染情况，森林火灾和病虫害，环境生态等。害，环境生态等。第83页，此课件共94页哦二、红外扫描遥测技术二、红外扫描遥测技术第84页，此课件共94页哦 三、相关光谱遥测技术三、相关光谱遥测技术 l相关光谱技术是基于物质分子对光吸收的相关光谱技术是基于物质分子对光吸收的原理并辅以相关技术的遥测方法。原理并辅以相关技术的遥测方法。l在吸收光谱技术基础上配合相关技术是为在吸收光谱技术基础上配合相关技术是为了排除测定中非受检组分的干扰。了排除测定中非受检组分的干扰。l这种技术采用的吸收光为紫外光和可见光，这种技术采用的吸收光为紫外光和可见光，可利用自然光做光源。可利用自然光做光源。第85页，此课件共94页哦 三、相关光谱遥测技术三、相关光谱遥测技术 l测定过程是：测定过程是：自然光源由上而下透过大气层后，相继自然光源由上而下透过大气层后，相继进入望远镜和分光器，随后穿过由一排狭进入望远镜和分光器，随后穿过由一排狭缝组成的与待测气体分子吸收光谱相匹配缝组成的与待测气体分子吸收光谱相匹配的相关器，从相关器透射出的光的光谱图的相关器，从相关器透射出的光的光谱图是气体分子的特征吸收光谱，加以测量后，是气体分子的特征吸收光谱，加以测量后，便可知道气体中污染物含量。便可知道气体中污染物含量。第86页，此课件共94页哦 三、相关光谱遥测技术三、相关光谱遥测技术 第87页，此课件共94页哦 三、相关光谱遥测技术三、相关光谱遥测技术 第88页，此课件共94页哦四、激光雷达遥测技术四、激光雷达遥测技术 l 激光具有单色性好、方向性强和能量集中等优点，利激光具有单色性好、方向性强和能量集中等优点，利用激光与物质作用产生的信息制作的传感器，具有灵用激光与物质作用产生的信息制作的传感器，具有灵敏度高、分辨率好、分析速度快。敏度高、分辨率好、分析速度快。l自自 20 世纪世纪 70 年代初以来，运用激光对空气污染和水体年代初以来，运用激光对空气污染和水体污染进行遥测的技术和仪器发展很快。污染进行遥测的技术和仪器发展很快。l激光雷达遥测环境污染物质是利用测定激光与监测对激光雷达遥测环境污染物质是利用测定激光与监测对象作用后发生散射、发射、吸收等现象来实现的。象作用后发生散射、发射、吸收等现象来实现的。第89页，此课件共94页哦四、激光雷达遥测技术四、激光雷达遥测技术l原理：原理：将激光雷达装置的望远镜瞄准由烟囱口将激光雷达装置的望远镜瞄准由烟囱口冒出的烟气，对发射后经米氏散射折返并冒出的烟气，对发射后经米氏散射折返并聚焦到光电倍增管窗口的激光作强度检测，聚焦到光电倍增管窗口的激光作强度检测，就可对烟气中的烟尘量作出实时性遥测。就可对烟气中的烟尘量作出实时性遥测。第90页，此课件共94页哦四、激光雷达遥测技术四、激光雷达遥测技术第91页，此课件共94页哦五、用五、用 3S 技术研究全球环境问题技术研究全球环境问题 l 3S 技术：技术：遥感遥感(RS)全球定位系统全球定位系统(GPS)地理信息系统地理信息系统(GIS)第92页，此课件共94页哦五、用五、用 3S 技术研究全球环境问题技术研究全球环境问题l卫星遥感技术可以连续、大范围对不同空间的环境变卫星遥感技术可以连续、大范围对不同空间的环境变化问题进行动态观测。化问题进行动态观测。l全球定位系统可提供高精度的地面定位方法，用于野外全球定位系统可提供高精度的地面定位方法，用于野外采样点定位，特别是海洋大面积水体及沙漠地区的野外采样点定位，特别是海洋大面积水体及沙漠地区的野外定点。定点。l地理信息系统是一种对各种空间信息在计算机上进行处理地理信息系统是一种对各种空间信息在计算机上进行处理及综合分析的工具。及综合分析的工具。l三种技术相结合，形成了对地球环境进行空间观测、空三种技术相结合，形成了对地球环境进行空间观测、空间定位及空间分析的完整技术体系。间定位及空间分析的完整技术体系。第93页，此课件共94页哦本章结束本章结束谢谢同学们！谢谢同学们！第94页，此课件共94页哦