环境空气和废气监测培训课件.pptx
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1、主要内容n一一空气污染基本知识空气污染基本知识n二二空气污染监测方案的制定空气污染监测方案的制定n三三空气样品的采样方法及采样仪器空气样品的采样方法及采样仪器n四四气态及蒸气态污染物的测定气态及蒸气态污染物的测定n五五颗粒物的测定颗粒物的测定n六六污染源监测污染源监测 第一讲 空气污染基本知识n一、大气、空气、环境空气及空气污染n二、空气污染物n三、空气污染源n四、空气污染的危害n五、环境标准一、基本概念n大气:包围在地球周围的混合气体,其厚度约为1000-1400km。n空气:对人类及生物生存起重要作用的是近地面约12km范围内的气体层,又称对流层,占大气总质量的95%左右。约12km.n环
2、境空气:指人群、植物、动物和建筑物所暴露的室外空气。n空气污染(atmosphere pollution):略二、空气污染物由于人类活动或自然过程产生的并对人和环境产生不利影由于人类活动或自然过程产生的并对人和环境产生不利影响的那些物质称为空气污染物。响的那些物质称为空气污染物。定义定义按空气污染物的形成过程和空气中污染物的存在状态分类按空气污染物的形成过程和空气中污染物的存在状态分类分类分类n直接直接从各种污染源排放到大气中的有害从各种污染源排放到大气中的有害物质,常见的有:物质,常见的有:nSOSO2 2,CO,NO,CO,NOX X(NO,NO(NO,NO2 2)n颗粒物,烟尘、粉尘等,
3、其中包括有毒颗粒物,烟尘、粉尘等,其中包括有毒有害的重金属;有害的重金属;n有机物,有机物,3,4-3,4-苯并芘苯并芘(BaP)(BaP)等。等。一次污染物一次污染物 二次污染物n一次污染物之间以及它们与大气正常组一次污染物之间以及它们与大气正常组分之间的反应产生的分之间的反应产生的新新的污染物。的污染物。n例如:臭氧,醛类,过氧乙酰硝酸酯,硫酸雾,例如:臭氧,醛类,过氧乙酰硝酸酯,硫酸雾,硝酸雾等。硝酸雾等。n例如:例如:硫酸烟雾硫酸烟雾SOSO2 2 SO SO3 3 H H2 2SOSO4 4 (NH (NH4 4)2 2SOSO4 4;光化学烟雾:光化学烟雾:NONOX X、COCO
4、、CHCH化合物在阳光化合物在阳光紫外线照射下形成;氧化剂、自由基,反应活紫外线照射下形成;氧化剂、自由基,反应活性很强,是光化学烟雾引发剂。性很强,是光化学烟雾引发剂。二次污染物特点特点:种类多、毒性大。:种类多、毒性大。气态和蒸汽态污染物n沸点低,以沸点低,以气体分子气体分子形式存在,或者常温下液形式存在,或者常温下液体,但挥发性强,受热时易以蒸汽进入大气中。体,但挥发性强,受热时易以蒸汽进入大气中。n如:如:SO2,CO,NO2,HCN,汞,汞,NH3,H2S,等无等无机气体;机气体;n挥发性有机物以挥发性有机物以VOCS表示表示,如:烷烃、烯烃、如:烷烃、烯烃、苯系物、低分子醛、酮,卤
5、代烃、有机胺、有苯系物、低分子醛、酮,卤代烃、有机胺、有机硫化物(甲硫醇、甲硫醚)等。机硫化物(甲硫醇、甲硫醚)等。颗粒物n是分散在大气中的液态或固态颗粒。粒径大小在0.01-100微米之间,复杂的非均匀体系。n总悬浮颗粒物(TotalSuspendedParticulate):指能悬浮在空气中,空气动力学直径100um的颗粒物,简称TSP。n空气动力学直径小于10um颗粒物,它可以通过呼吸进入人体的呼吸道,故又称可吸入颗粒物,简称PM10,微粒子PM1、PM2.5。n粒径10um称为降尘,仅为参考性指标。三、空气污染源分类:n自然源和人为源。自然源和人为源。n根据污染物的来源、污染源的几何形
6、状、运动形式和根据污染物的来源、污染源的几何形状、运动形式和在大气中的影响范围来划分,可分为以下几种形式:在大气中的影响范围来划分,可分为以下几种形式:n工业企业污染源、生活炉灶污染源、工业企业污染源、生活炉灶污染源、交通运输污染源、农业污染源交通运输污染源、农业污染源、室内污染源。、室内污染源。n点源、线源、面源。点源、线源、面源。n固定源与流动源。固定源与流动源。n高架源与地面源。高架源与地面源。工业企业排放源n煤和石油为燃料,在燃烧过程中排放的烟(粉)尘、SO2、NOX、CO、CO2等n其次是生产过程中排放的多种有机物和无机污染物质。n是空气污染物的主要来源。家庭炉灶与取暖设备排放源 特
7、点:这类污染源数量大、分布广、排放高度低,排放的气体不易扩散,在气象条件不利的时候会造成严重的大气污染,是低空大气污染不可忽视污染源。主要污染物:烟尘、SO2、CO、CO2等。交通运输排放源n汽车数量大,排放的污染多,主要集中在 大城市。n汽车排气中主要污染物:一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物和含铅化合物、芳烃化合物等。室内污染源n主要污染物及来源:n装饰材料及化学建材中含有的挥发性有机物、甲醛、苯、甲苯、二甲苯等有毒有害物质;n大理石、瓷砖中的放射性元素氡;n建筑材料中的氨气;n民用建筑工程室内环境污染控制规范 GB50325-2001;n室内空气质量标准GB18883-2002四、空气污染的
8、危害n对人体健康的危害n对动植物的危害n对材料的损坏n对大气的影响n全球性大气污染问题对人体健康的危害1.急性危害:在某种特定条件下(谷地,盆地,无风或微风)出现递温层,并且有排出大量污染物的污染源,以使排放污染物扩散不出去,或是发生某种污染物的泄露事故,以使大气污染物浓度骤然增加,造成大气污染急性危害。环境公害事件。2.慢性危害 定义:低浓度污染物长期作用于人体,会产生 慢性远期效应,这种效应对人体的危害叫慢性危害,不易引起人们注意,很难鉴别,潜在性。对动植物的危害n1.701.70年代初,美国空气污染造成经济损失年代初,美国空气污染造成经济损失250250亿美元亿美元/年年n2.2.臭氧使
9、美国每年森林农作物经济损失超过臭氧使美国每年森林农作物经济损失超过3030亿美元亿美元n3.3.哥伦比亚的炼铜厂哥伦比亚的炼铜厂S0S02 2污染,使该厂南部污染,使该厂南部5252英里内英里内3030的树木,南部的树木,南部3333英里内英里内6060的树木的树木死亡或者严重受损。死亡或者严重受损。n4.4.恶风恶风一书的介绍一书的介绍对材料的损坏n是城市地区经济损失的一大原因是城市地区经济损失的一大原因nSO2,H2O,H2SSO2,H2O,H2S使使PbSO4PbS PbSO4PbS 白白黑,油画变黑,油画变黄,腐蚀材料,腐蚀建筑材料,使橡胶制品脆黄,腐蚀材料,腐蚀建筑材料,使橡胶制品脆
10、裂,损坏艺术品,使有色材料退色。颗粒物沉裂,损坏艺术品,使有色材料退色。颗粒物沉积在高压浅色绝缘器件上,高湿度时可变为导积在高压浅色绝缘器件上,高湿度时可变为导体造成短路。比如电视机爆炸。体造成短路。比如电视机爆炸。对大气的影响n大气中的污染物能改变大气的性质和气候大气中的污染物能改变大气的性质和气候n1.CO1.CO2 2吸收地面的辐射,颗粒物对阳光的散射作用能改变吸收地面的辐射,颗粒物对阳光的散射作用能改变 地面温度,使温度上升或者下降;地面温度,使温度上升或者下降;n2.2.细的颗粒物可细的颗粒物可降低大气能见度,降低大气能见度,使降水增加,雾增加;使降水增加,雾增加;n3.3.改变大气
11、的电学性质;改变大气的电学性质;n4.4.酸雨,已使世界上一些地区生态受到明显的伤害;酸雨,已使世界上一些地区生态受到明显的伤害;造成酸雨的原因:造成酸雨的原因:SOSO2 2,NO,NO2 2,我国南方酸雨比较严重,我国南方酸雨比较严重n总之,对整个生态系统,陆地、海洋、森林等,都产生不总之,对整个生态系统,陆地、海洋、森林等,都产生不同程度的危害。同程度的危害。n 全球性大气污染问题:温室效应、酸雨、臭氧层空洞 硫酸硫酸、亚硫酸亚硫酸H2SO4、H2SO3硝酸硝酸、亚硝酸、亚硝酸HNO3、HNO2氮氧化物氮氧化物(NO和和NO2)二氧化硫二氧化硫SO2酸雨酸雨引起酸雨的化学物质引起酸雨的化
12、学物质酸雨使大量植物受损酸雨使大量植物受损湖泊湖泊由于由于水的流水的流动动量量低,湖泊很易低,湖泊很易变变酸酸水体变酸水体变酸,大部份水生,大部份水生物物种种便不能生存,生物便不能生存,生物多多样化会样化会減少減少五 空气中污染物时空分布特点特点:与其他环境要素的其他污染物相比,特点:与其他环境要素的其他污染物相比,空气中的污染具有空气中的污染具有随时间、空间变化大随时间、空间变化大的特点。的特点。指导作用:选择正确的指导作用:选择正确的采样地点和采样时采样地点和采样时间,间,获得有代表性的数据。获得有代表性的数据。n首先要根据监测目的进行调研,收集资料,确定监测项目,设计布点网络,选定采样频
13、率、采样方法和监测技术,建立质量保证程序和措施,提出监测结果报告要求及计划等。n环境空气质量手工监测技术规范n(HJ/T 194-2005)。n环境空气质量自动监测技术规范 n(HJ/T 193-2005)第二讲 空气污染监测方案的制定 一 监测目的n1.通过对环境空气中主要污染物质进行定期或连续地监测,判断环境质量是否符合国家的质量标准,为编写环境空气质量状况评价报告提供数据n2.为研究大气质量地变化规律和发展趋势,开展大气污染的预测预报工作提供依据n3.为政府部门执行有关环境保护法规,开展环境管理、环境科学研究及修订大气环境质量标准提供基础资料和依据。二 监测项目n优先监测原则:大气中的污
14、染物质多种多样,应选择那些危害大、涉及范围广、已建立成熟的分析方法,并有标准可比的项目进行监测。n1环境空气质量标准中监测项目 环境空气质量标准中规定了十项污染物:二氧化硫、总悬浮颗粒物、可吸入颗粒物、氮氧化物、二氧化氮、一氧化碳、臭氧、铅(Pb)、苯并(a)芘(BaP)、氟化物(以F计)。2 环境空气质量手工监测 必测项目:SO2、NO2、PM10、CO、O3。选测项目:总悬浮颗粒物(TSP)、铅(Pb)、氟化物(F)、苯并a芘(BaP)、有毒有害有机物。居住区大气中有害物质的最高容许浓度 34种。3 空气质量自动监测系统 PM10、SO2、NO2、O3、CO及湿度、温度、风向、风速等。有的
15、还配有挥发性有机物自动监测仪、微粒子PM2.5、PM1,降水自动采样器或监测仪。n济南市环境空气质量监控系统包括SO2、PM10、NO2、CO、O3连续实时监测,定期形成环境空气质量日报、周报、和预报。n PM2.5、,PM1,VOCS,OC、EC,温室气体 三 监测点布设 (一)布设采样点的原则和要求:n1.覆盖全部监测区:采样点应设在整个监测区域的高中低三种不同污染物浓度的地方n2.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,布设较多的采样点;上风向布设少量点作为对照n3.工业集中地区多取点,农村可少些;人口密度大的地区多取点,少的地区可少些n4.采样的
16、周围应开阔,无局地污染源。n5.超标地区多取点,未超标地区少些.n6.采样高度根据监测目的而定.污染物浓度污染物浓度污染源污染源工业分布工业分布人口密度人口密度超标情况超标情况监测类型监测类型优化优化布点布点基本基本原则原则 建成区城市人口(万人)建成区面积(km2)监测点数10300200按每25-30km2建成区面积设1个监测点,并且不少于8个点(二)国家环境空气质量评价点设置数量要求(二)国家环境空气质量评价点设置数量要求济南市环境空气自动监测点位分布图济南市环境空气自动监测点位分布图.jpgn济南市已建16个环境空气自动监测站n泉城广场超级站n全运场馆子站(三)布点方法:1、功能区布点
17、法 2、网格布点法 3、同心圆布点法 4、扇形布点法 5、综合布点法 在实际工作中,常采用一种布点法 为主,兼用其他方法的综合布点法 四 采样时间和频率 监测项目采样时间和频率二氧化硫隔日采样,每天240.5小时,每年12个月氮氧化物同二氧化硫总悬浮颗粒物隔双日采样,每天连续240.5小时,每月56天,每年12个月灰尘自然降尘量每月采样302天,每年12个月硫速盐化速率每月采样302天,每年12个月 五 数据统计的有效性规定 1对环境空气中的 SO2、NO2、NOX、CO、O3、TSP、PM10、Pb、BaP及氟化物,其采样频次及采样时间应根据环境空气质量标准GB3095-1996中各污染物监
18、测数据统计的有效性规定确定;大气废气标准20091118环境空气质量标准.doc2 对其它污染物的监测,其采样频次及采样时间,应根据监测目的、污染物浓度水平及监测分析方法的检出限确定。举例举例 SO2SO2:n1 1小时平均:每小时至少有小时平均:每小时至少有4545分钟的采样时间分钟的采样时间 n日平均:每日至少有日平均:每日至少有1818小时的采样时间小时的采样时间 n年平均:每年至少有分布均匀的年平均:每年至少有分布均匀的144144个日均值个日均值 每月至少有分布均匀的每月至少有分布均匀的1212个日均值个日均值 六 空气污染物浓度的表示方法 n(一)污染物浓度表示方法n(1)单位体积
19、质量浓度用Cm 表示,nmg/m3或g/m3,任何状态的污染物都适用。n(2)体积比浓度用 CV表示,mL/m3或L/m3,ppm或ppb,仅适于气态或蒸汽态物质。n(二)气体体积换算 两种单位换算关系:CV=22.4Cm/M 把现场状态下的体积换算成标准状态下的体积:Vo=Vt273P/(273+t)101.325公式中各个符号的意义nM-污染物的摩尔质量,污染物的摩尔质量,g/molnV0-标准状态下的采样体积,标准状态下的采样体积,nVt-采样状态下的采样体积,采样状态下的采样体积,nP-采样状态下大气压力,采样状态下大气压力,kpant-采样状态下大气温度采样状态下大气温度,nVt=Q
20、S Q-气体的流量,气体的流量,L/min,m3/h。S-采样时间,采样时间,min或或h。(三)气体状态方程n P V=n R TnP:大气压KPanV:气体体积LnN:气体摩尔数nR:气体常数8.314kJ/kg.knT;热力学温度K 七 监测技术n1 化学分析法(1)重量分析法n (2)容量分析法 n2 仪器分析法(1)光谱法 n (2)电化学分析法 n (3)色谱分析法 n (4)色谱-质谱联机n3 生物技术n无机物 有机物n化学分析 仪器分析n手工采样-实验室分析 自动监测n单一分析技术 多种检测分析技术n粗粒子 细粒子 源解析n突发性监测技术4 监测技术的发展趋势监测技术的发展趋势
21、八 环境标准n作用n原则n分类n分级n一、质量:GB3095-1996环境空气质量标准n二、排放:nGB16297-1996大气污染物综合排放标准nGB14554-93恶臭污染物排放标准nGB13271-2001锅炉大气污染无排放标准nGB 18483-2001饮食业油烟排放标准n水泥厂、工业炉窑、炼焦炉、火电厂、加油站、储油库、煤层气和电镀、人造革合成革、煤炭及流动源等行业标准。国家标准国家标准山东省地方标准n1 山东省海河流域水污染物综合排放标准 n2 山东省小清河流域水污染物综合排放标准 n3 山东省南水北调沿线水污染物综合排放标准(山东省地方标准DB37/5992006)n4山东省半岛
22、流域水污染物综合排放标准(DB37/676-2007)n造纸、钢铁、淀粉、纺织染整、生活垃圾填埋5个水污染物排放山东省地方标准。n5火电厂大气污染物排放标准(DB37/6642007)6 饮食业油烟排放标准(DB37/5972006)n7 水泥工业大气污染物排放标准(DB37/5322005)n8点燃式发动机轻型汽车排气污染物排放限值(简易瞬态工况法)DB37/657-2006三、监测方法标准1手工采样-实验室分析(短时间、24h连采)n按环境空气质量标准GB3095-1996 中表2各项污染物的分析方法;大气废气标准20091118环境空气质量标准.docn环境空气 二氧化硫的测定 甲醛吸收
23、-副玫瑰苯胺分光光度法HJ 4822009;n环境空气 二氧化硫的测定 四氯汞盐吸收-副玫瑰苯胺分光光度法HJ 4832009。n环境空气 氮氧化物(一氧化氮和二氧化氮)的测定HJ 4792009代替GB/T 15436-1995和GB 8969-88n 2空气质量自动监测系统空气质量自动监测系统nSO2-紫外荧光法;紫外荧光法;nNOX-化学发光法;化学发光法;nCO-非分散红外吸收法;非分散红外吸收法;nO3-紫外吸收法;紫外吸收法;nPM10-射线或石英振荡天平射线或石英振荡天平nDOAS-长光程差分光度法;长光程差分光度法;n可测多组分,可测多组分,SO2、NOX、O3、CO、CO2等
24、等n空气和废气监测方法空气和废气监测方法n目前应用最多的方法是分光光度法和气相色谱。n1990年出版了(第三版),提出了80个监测项目,150多种监测方法;n2003年出版了(第四版),新增无机和物理监测项目20多个,新增有机污染物200余种,新增监测分析方法62个;n2007年出版空气和废气监测方法(第四版增补版);增加应急监测技术及颗粒物源分析、模型等。n技术规范:大气废气监测技术规范00911183 监测方法及技术规范监测方法及技术规范第二讲空气样品的采集方法和空气样品的采集方法和 采样仪采样仪器器选择采样方法要考虑的因素:1.污染物的存在状态 2.污染物的浓度 3.污染物的理化特性 4
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