空气和废气监测课件.pptx
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1、第一节第一节 大气污染概述大气污染概述第二节第二节 大气环境监测的布点和采样大气环境监测的布点和采样第三节第三节 气态和蒸气态污染物质的测定气态和蒸气态污染物质的测定第四节第四节 颗粒物的测定颗粒物的测定 第五节第五节 大气降水与污染源监测大气降水与污染源监测第1页/共80页第一节第一节 大气污染概述大气污染概述第2页/共80页一、一、大气污染物及其存在状态大气污染物及其存在状态1 1、大气污染物的含义大气污染物的含义大气污染物的含义大气污染物的含义 由于由于由于由于人类活动人类活动人类活动人类活动或者或者或者或者自然过程自然过程自然过程自然过程向大气中排入向大气中排入向大气中排入向大气中排入
2、有害颗粒有害颗粒有害颗粒有害颗粒物或废气物或废气物或废气物或废气,并,并,并,并对人和大气产生有害影响对人和大气产生有害影响对人和大气产生有害影响对人和大气产生有害影响的那些的那些的那些的那些物质物质物质物质。2 2、大气污染物的分类大气污染物的分类大气污染物的分类大气污染物的分类第3页/共80页 常见的一次污染物常见的一次污染物常见的一次污染物常见的一次污染物:二氧化硫(:二氧化硫(:二氧化硫(:二氧化硫(SOSO2 2)、氮氧化)、氮氧化)、氮氧化)、氮氧化物(物(物(物(NONOX X)、一氧化碳()、一氧化碳()、一氧化碳()、一氧化碳(COCO)、碳氢化合物、颗粒)、碳氢化合物、颗粒
3、)、碳氢化合物、颗粒)、碳氢化合物、颗粒性物质(包括苯并芘等强致癌物质、有毒重金属、多性物质(包括苯并芘等强致癌物质、有毒重金属、多性物质(包括苯并芘等强致癌物质、有毒重金属、多性物质(包括苯并芘等强致癌物质、有毒重金属、多种有机和无机化合物等)等。种有机和无机化合物等)等。种有机和无机化合物等)等。种有机和无机化合物等)等。常见的二次污染物常见的二次污染物常见的二次污染物常见的二次污染物:硫酸盐、硝酸盐、臭氧、醛:硫酸盐、硝酸盐、臭氧、醛:硫酸盐、硝酸盐、臭氧、醛:硫酸盐、硝酸盐、臭氧、醛类、过氧乙酰硝酸酯(类、过氧乙酰硝酸酯(类、过氧乙酰硝酸酯(类、过氧乙酰硝酸酯(PANPAN)等。)等。
4、)等。)等。第4页/共80页 分子状态污染物:分子状态污染物:粒子状态污染物:粒子状态污染物:是分散在大气中的微小液体和固体颗粒。粒径大小是分散在大气中的微小液体和固体颗粒。粒径大小是分散在大气中的微小液体和固体颗粒。粒径大小是分散在大气中的微小液体和固体颗粒。粒径大小在在在在0.01100m0.01100m之间,是复杂的非均匀体系。之间,是复杂的非均匀体系。之间,是复杂的非均匀体系。之间,是复杂的非均匀体系。u 粒径粒径粒径粒径10m10m:降尘降尘降尘降尘,能较快地沉降到地面上。,能较快地沉降到地面上。,能较快地沉降到地面上。,能较快地沉降到地面上。u 粒径粒径粒径粒径10m10m:飘尘飘
5、尘飘尘飘尘,长期漂浮于空气中,因具有胶体,长期漂浮于空气中,因具有胶体,长期漂浮于空气中,因具有胶体,长期漂浮于空气中,因具有胶体性质又名性质又名性质又名性质又名气溶胶气溶胶气溶胶气溶胶 。可被吸入人体肺脏,也称。可被吸入人体肺脏,也称。可被吸入人体肺脏,也称。可被吸入人体肺脏,也称可吸入颗可吸入颗可吸入颗可吸入颗粒物粒物粒物粒物(PMPM1010particular matter less than 10mparticular matter less than 10m)。存在)。存在)。存在)。存在形式:雾,烟,尘。形式:雾,烟,尘。形式:雾,烟,尘。形式:雾,烟,尘。沸点低,以气体分子形式
6、存在,并以分子状态进入大沸点低,以气体分子形式存在,并以分子状态进入大沸点低,以气体分子形式存在,并以分子状态进入大沸点低,以气体分子形式存在,并以分子状态进入大气气气气(如:二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、氯化氢、氯气、臭氧如:二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、氯化氢、氯气、臭氧如:二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、氯化氢、氯气、臭氧如:二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、氯化氢、氯气、臭氧等等等等),或者),或者),或者),或者常温下液体,但挥发性强,受热时易以蒸汽常温下液体,但挥发性强,受热时易以蒸汽常温下液体,但挥发性强,受热时易以蒸汽常温下液体,但挥发性强,受热时易以蒸汽进入大气中进入大气中进入大气
7、中进入大气中(苯、苯酚苯、苯酚苯、苯酚苯、苯酚)。)。)。)。第5页/共80页二、大气污染物浓度表示方法二、大气污染物浓度表示方法1 1、单位体积质量浓度单位体积质量浓度单位体积质量浓度单位体积质量浓度2 2、体积比浓度体积比浓度体积比浓度体积比浓度 单位体积质量浓度是指单位体积空气中所含污染物的质单位体积质量浓度是指单位体积空气中所含污染物的质单位体积质量浓度是指单位体积空气中所含污染物的质单位体积质量浓度是指单位体积空气中所含污染物的质量数。常用量数。常用量数。常用量数。常用mg/mmg/m3 3或或或或g/mg/m3 3表示。表示。表示。表示。这种表示方法对任何状态的污染物都适用这种表示
8、方法对任何状态的污染物都适用这种表示方法对任何状态的污染物都适用这种表示方法对任何状态的污染物都适用。体积比浓度是指体积比浓度是指体积比浓度是指体积比浓度是指100100万体积空气中含污染气体或蒸气的体万体积空气中含污染气体或蒸气的体万体积空气中含污染气体或蒸气的体万体积空气中含污染气体或蒸气的体积数。常用积数。常用积数。常用积数。常用mL/mmL/m3 3和和和和L/mL/m3 3表示。表示。表示。表示。这种表示方法仅适用于气态或蒸汽态物质。这种表示方法仅适用于气态或蒸汽态物质。这种表示方法仅适用于气态或蒸汽态物质。这种表示方法仅适用于气态或蒸汽态物质。两种浓度表示方法之间的换算:两种浓度表
9、示方法之间的换算:两种浓度表示方法之间的换算:两种浓度表示方法之间的换算:式中,式中,式中,式中,C CV V是以是以是以是以mL/mmL/m3 3表示的气体浓度(标准状态下);表示的气体浓度(标准状态下);表示的气体浓度(标准状态下);表示的气体浓度(标准状态下);C Cmm是以是以是以是以mg/mmg/m3 3表示的气体浓度;表示的气体浓度;表示的气体浓度;表示的气体浓度;MM是气态物质的分子量,是气态物质的分子量,是气态物质的分子量,是气态物质的分子量,g g;22.422.4为为为为标准状态下气体的摩尔体积,标准状态下气体的摩尔体积,标准状态下气体的摩尔体积,标准状态下气体的摩尔体积,
10、L L。第6页/共80页二、气体体积换算二、气体体积换算 因为单位体积质量浓度受温度和压力变化的影响,为使因为单位体积质量浓度受温度和压力变化的影响,为使因为单位体积质量浓度受温度和压力变化的影响,为使因为单位体积质量浓度受温度和压力变化的影响,为使计算出的浓度具有可比性,计算出的浓度具有可比性,计算出的浓度具有可比性,计算出的浓度具有可比性,我国空气质量标准我国空气质量标准我国空气质量标准我国空气质量标准采用标准状态采用标准状态采用标准状态采用标准状态(温度为(温度为(温度为(温度为273K273K,压力为,压力为,压力为,压力为101.325kPa101.325kPa)时的体积)时的体积)
11、时的体积)时的体积。非标准状态下的气体体积可用气体状态方程换算成标准非标准状态下的气体体积可用气体状态方程换算成标准非标准状态下的气体体积可用气体状态方程换算成标准非标准状态下的气体体积可用气体状态方程换算成标准状态下的体积,换算式如下:状态下的体积,换算式如下:状态下的体积,换算式如下:状态下的体积,换算式如下:式中,式中,式中,式中,V V0 0为标准状态下的采样体积,为标准状态下的采样体积,为标准状态下的采样体积,为标准状态下的采样体积,L L或或或或mm3 3;V Vt t为现场为现场为现场为现场状态下的采样体积,状态下的采样体积,状态下的采样体积,状态下的采样体积,L L或或或或mm
12、3 3;t t为采样时的温度,为采样时的温度,为采样时的温度,为采样时的温度,0 0C C;P P为采为采为采为采样时的大气压力,样时的大气压力,样时的大气压力,样时的大气压力,kPakPa。第7页/共80页第二节第二节第二节第二节 大气环境监测的布点和采样大气环境监测的布点和采样大气环境监测的布点和采样大气环境监测的布点和采样第8页/共80页一、采样点的布置一、采样点的布置(一)布设采样点的原则和要求(一)布设采样点的原则和要求11、覆盖全部监测区:采样点应设在整个监测区域的覆盖全部监测区:采样点应设在整个监测区域的覆盖全部监测区:采样点应设在整个监测区域的覆盖全部监测区:采样点应设在整个监
13、测区域的高、中、低三种不同污染物浓度的地方。高、中、低三种不同污染物浓度的地方。高、中、低三种不同污染物浓度的地方。高、中、低三种不同污染物浓度的地方。22、在污染源比较集中,主导风向比较明显的情况下,在污染源比较集中,主导风向比较明显的情况下,在污染源比较集中,主导风向比较明显的情况下,在污染源比较集中,主导风向比较明显的情况下,应将污染源的下风向作为主要监测范围,布设较多的采样应将污染源的下风向作为主要监测范围,布设较多的采样应将污染源的下风向作为主要监测范围,布设较多的采样应将污染源的下风向作为主要监测范围,布设较多的采样点;上风向布设少量点作为对照。点;上风向布设少量点作为对照。点;上
14、风向布设少量点作为对照。点;上风向布设少量点作为对照。3 3、工业集中地区多取点,郊区和农村可少些。工业集中地区多取点,郊区和农村可少些。工业集中地区多取点,郊区和农村可少些。工业集中地区多取点,郊区和农村可少些。4 4、人口密度大的地区多取点,少的地区可少些。人口密度大的地区多取点,少的地区可少些。人口密度大的地区多取点,少的地区可少些。人口密度大的地区多取点,少的地区可少些。5 5、超标地区多取点,未超标地区少些。超标地区多取点,未超标地区少些。超标地区多取点,未超标地区少些。超标地区多取点,未超标地区少些。第9页/共80页污染物浓度污染源工业分布人口密度超标情况监测类型优化布点基本原则第
15、10页/共80页(二)采样点的数目(二)采样点的数目 应根据监测范围大小、污染物的空间分布特征、应根据监测范围大小、污染物的空间分布特征、应根据监测范围大小、污染物的空间分布特征、应根据监测范围大小、污染物的空间分布特征、人口分布及密度、气象、地形及经济条件等因素综合人口分布及密度、气象、地形及经济条件等因素综合人口分布及密度、气象、地形及经济条件等因素综合人口分布及密度、气象、地形及经济条件等因素综合考虑。考虑。考虑。考虑。我国空气环境污染例行监测采样点设置数目我国空气环境污染例行监测采样点设置数目市区人口市区人口/万人万人SO2、NOx、TSP灰尘自然沉降量灰尘自然沉降量硫酸盐化速率硫酸盐
16、化速率400720303040uu总悬浮颗粒物总悬浮颗粒物总悬浮颗粒物总悬浮颗粒物(TSPtotal suspended particularTSPtotal suspended particular):指能悬浮在空):指能悬浮在空):指能悬浮在空):指能悬浮在空气中,粒径气中,粒径气中,粒径气中,粒径100100mm的颗粒物。的颗粒物。的颗粒物。的颗粒物。第11页/共80页(三)布点方法(三)布点方法 布点方法主要有:布点方法主要有:布点方法主要有:布点方法主要有:扇形布点法、同心圆布点法、网扇形布点法、同心圆布点法、网扇形布点法、同心圆布点法、网扇形布点法、同心圆布点法、网格布点法、功能区
17、布点法格布点法、功能区布点法格布点法、功能区布点法格布点法、功能区布点法。1 1、扇形布点法、扇形布点法、扇形布点法、扇形布点法适用于孤立的高架点源,且主导风向明显的地区。适用于孤立的高架点源,且主导风向明显的地区。适用于孤立的高架点源,且主导风向明显的地区。适用于孤立的高架点源,且主导风向明显的地区。风向(1)(1)(1)(1)顶点:点源所在位置顶点:点源所在位置顶点:点源所在位置顶点:点源所在位置(2)(2)(2)(2)轴线:主导风向(烟云方向)轴线:主导风向(烟云方向)轴线:主导风向(烟云方向)轴线:主导风向(烟云方向)(3)(3)(3)(3)范围:扇形区(下风向地面)范围:扇形区(下风
18、向地面)范围:扇形区(下风向地面)范围:扇形区(下风向地面)(4)(4)(4)(4)扇形角度:扇形角度:扇形角度:扇形角度:45604560,相邻夹角,相邻夹角,相邻夹角,相邻夹角10201020(5)(5)采样点:设在扇形平面内距点源不采样点:设在扇形平面内距点源不同距离的若干弧线上同距离的若干弧线上 ;每条弧线:;每条弧线:34个点个点并在上风向应设对照点并在上风向应设对照点并在上风向应设对照点并在上风向应设对照点第12页/共80页2 2、同心圆布点法、同心圆布点法、同心圆布点法、同心圆布点法 主要用于多个污染源构成污染群,且大污染源比较集主要用于多个污染源构成污染群,且大污染源比较集主要
19、用于多个污染源构成污染群,且大污染源比较集主要用于多个污染源构成污染群,且大污染源比较集中的地区。中的地区。中的地区。中的地区。(1)(1)(1)(1)找出污染源中心,以此为找出污染源中心,以此为找出污染源中心,以此为找出污染源中心,以此为圆心画同心圆圆心画同心圆圆心画同心圆圆心画同心圆(2)(2)(2)(2)从圆心作若干条放射从圆心作若干条放射从圆心作若干条放射从圆心作若干条放射线,射线与圆的交叉线,射线与圆的交叉线,射线与圆的交叉线,射线与圆的交叉点为采样点位置点为采样点位置点为采样点位置点为采样点位置(3)(3)不同圆周上的采样点不同圆周上的采样点数目不一定相等或均匀数目不一定相等或均匀
20、分布,常年主导风向的分布,常年主导风向的下风向比上风向多设一下风向比上风向多设一些点。些点。例如:同心圆的半径分例如:同心圆的半径分例如:同心圆的半径分例如:同心圆的半径分别取别取别取别取4 4 4 4,10101010,20202020,40km40km40km40km,从里向外各圆周上分别设从里向外各圆周上分别设从里向外各圆周上分别设从里向外各圆周上分别设4 4 4 4,8 8 8 8,8 8 8 8,4 4 4 4个采样点个采样点个采样点个采样点第13页/共80页3 3、网格布点法、网格布点法、网格布点法、网格布点法适用于多个污染源,且污染源分布较均匀的地区。适用于多个污染源,且污染源分
21、布较均匀的地区。适用于多个污染源,且污染源分布较均匀的地区。适用于多个污染源,且污染源分布较均匀的地区。将监测区域划分将监测区域划分将监测区域划分将监测区域划分成若干均匀网状方格,成若干均匀网状方格,成若干均匀网状方格,成若干均匀网状方格,采样点设在两条直线采样点设在两条直线采样点设在两条直线采样点设在两条直线的交点处或方格中心。的交点处或方格中心。的交点处或方格中心。的交点处或方格中心。网格大小视污染源网格大小视污染源网格大小视污染源网格大小视污染源强度、人口分布及人力、强度、人口分布及人力、强度、人口分布及人力、强度、人口分布及人力、物力条件等确定。若主物力条件等确定。若主物力条件等确定。
22、若主物力条件等确定。若主导风向明显,下风向设导风向明显,下风向设导风向明显,下风向设导风向明显,下风向设点应多一些(约占采样点应多一些(约占采样点应多一些(约占采样点应多一些(约占采样点总数的点总数的点总数的点总数的60%60%60%60%)。)。)。)。第14页/共80页4 4、功能区布点法、功能区布点法、功能区布点法、功能区布点法多用于区域性的常规监测。多用于区域性的常规监测。多用于区域性的常规监测。多用于区域性的常规监测。先将监测区域划分成工业区、商业区、居住区、工业和先将监测区域划分成工业区、商业区、居住区、工业和先将监测区域划分成工业区、商业区、居住区、工业和先将监测区域划分成工业区
23、、商业区、居住区、工业和居住混合区、交通稠密区、清洁区等。居住混合区、交通稠密区、清洁区等。居住混合区、交通稠密区、清洁区等。居住混合区、交通稠密区、清洁区等。再根据具体污染情况和人力、物力条件,在每个功能再根据具体污染情况和人力、物力条件,在每个功能再根据具体污染情况和人力、物力条件,在每个功能再根据具体污染情况和人力、物力条件,在每个功能区设若干采样点(各功能区的采样点数不要求平均,在污染区设若干采样点(各功能区的采样点数不要求平均,在污染区设若干采样点(各功能区的采样点数不要求平均,在污染区设若干采样点(各功能区的采样点数不要求平均,在污染源集中的工业区和人口密集的居住区多设采样点)。源
24、集中的工业区和人口密集的居住区多设采样点)。源集中的工业区和人口密集的居住区多设采样点)。源集中的工业区和人口密集的居住区多设采样点)。第15页/共80页布点注意事项布点注意事项布点注意事项布点注意事项 (1)(1)(1)(1)采用同心圆和扇形布点法时,应考虑高架点源排采用同心圆和扇形布点法时,应考虑高架点源排采用同心圆和扇形布点法时,应考虑高架点源排采用同心圆和扇形布点法时,应考虑高架点源排放污染物的扩散特点放污染物的扩散特点放污染物的扩散特点放污染物的扩散特点(点源脚下的污染物浓度最低,随着距离增加,(点源脚下的污染物浓度最低,随着距离增加,(点源脚下的污染物浓度最低,随着距离增加,(点源
25、脚下的污染物浓度最低,随着距离增加,很快出现浓度最大值,然后按指数规律下降。因此,同心圆或弧线不宜等距很快出现浓度最大值,然后按指数规律下降。因此,同心圆或弧线不宜等距很快出现浓度最大值,然后按指数规律下降。因此,同心圆或弧线不宜等距很快出现浓度最大值,然后按指数规律下降。因此,同心圆或弧线不宜等距离划分,而是靠近最大浓度值的地方密一些,以免漏测最大浓度的位置)离划分,而是靠近最大浓度值的地方密一些,以免漏测最大浓度的位置)离划分,而是靠近最大浓度值的地方密一些,以免漏测最大浓度的位置)离划分,而是靠近最大浓度值的地方密一些,以免漏测最大浓度的位置)。(2)(2)(2)(2)在实际工作中,常采
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