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1、LOGO 第三章 空氣和廢氣監(jiān)測第一節(jié)第一節(jié) 空氣污染基本知識空氣污染基本知識第二節(jié)第二節(jié) 空氣污染監(jiān)測方案的制訂空氣污染監(jiān)測方案的制訂第三節(jié)第三節(jié) 空氣樣品的采集方法和采樣儀器空氣樣品的采集方法和采樣儀器第四節(jié)第四節(jié) 氣態(tài)和蒸氣態(tài)污染物質(zhì)的測定氣態(tài)和蒸氣態(tài)污染物質(zhì)的測定第五節(jié)第五節(jié) 顆粒物的測定顆粒物的測定 第六節(jié)第六節(jié) 降水監(jiān)測降水監(jiān)測第七節(jié)第七節(jié) 污染源監(jiān)測污染源監(jiān)測 第八節(jié)第八節(jié) 標準氣體的配制標準氣體的配制對人類有影響的：對人類有影響的：距地面距地面10km地球地球半徑半徑大氣大氣厚度厚度氮氮78.06%氧氧20.95%氬氬0.93% 其他氣體其他氣體0.1%有害物質(zhì)有害物質(zhì)：煙塵、

2、二氧化硫、氮氧煙塵、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、碳氫化物、一氧化碳、碳氫化合物等化合物等 圖片來源：國家地理雜志圖片來源：國家地理雜志 空氣污染對人體的空氣污染對人體的危害途徑：呼吸道吸入；危害途徑：呼吸道吸入；隨食物和飲水攝入；體隨食物和飲水攝入；體表接觸侵入。表接觸侵入。1. 大氣顆粒物大氣顆粒物4. 氮氧化物氮氧化物5. 光化學氧化劑光化學氧化劑3. 一氧化碳一氧化碳2. 二氧化硫二氧化硫空氣污染對人體健康的危害空氣污染對人體健康的危害 臭氧對鼻子、咽喉、肺臭氧對鼻子、咽喉、肺等呼吸器官有刺激作用，運等呼吸器官有刺激作用，運動時則吸入更嚴重。動時則吸入更嚴重。 所有大氣污染物中散布所有

3、大氣污染物中散布最廣的一種，嚴重阻礙血液最廣的一種，嚴重阻礙血液輸氧，引起缺氧中毒。輸氧，引起缺氧中毒。 NO2對呼吸器官有刺激對呼吸器官有刺激性，可引起肺水腫、慢性支性，可引起肺水腫、慢性支氣管炎等疾病，若與氣管炎等疾病，若與SO2共共存，則危害更重。存，則危害更重。 損害肝臟。且由于損害肝臟。且由于SO2通常與多種污染物共存，通常與多種污染物共存，吸入之后產(chǎn)生的復合作用吸入之后產(chǎn)生的復合作用危害更大。危害更大。 顆粒物的大小決定其沉顆粒物的大小決定其沉積于呼吸道中的位置；化學積于呼吸道中的位置；化學組成決定沉積位置上對組織組成決定沉積位置上對組織的影響。的影響。表表3.1 各類工業(yè)企業(yè)向空

4、氣排放的主要污染物各類工業(yè)企業(yè)向空氣排放的主要污染物部門部門企業(yè)類別企業(yè)類別排排 出出 主主 要要 污污 染染 物物電力電力火力發(fā)電廠火力發(fā)電廠煙塵、煙塵、SO2、NOx、CO、苯并芘等、苯并芘等冶金冶金鋼鐵廠鋼鐵廠有色金屬冶煉廠有色金屬冶煉廠焦化廠焦化廠煙塵、煙塵、SO2、CO、氧化鐵塵、氧化錳塵、錳塵等、氧化鐵塵、氧化錳塵、錳塵等煙塵煙塵(Cu、Cd、Pb、Zn等重金屬等重金屬)、SO2等等煙塵、煙塵、SO2、CO、H2S、酚、苯、萘、烴類等、酚、苯、萘、烴類等化工化工石油化工廠石油化工廠氮肥廠氮肥廠磷肥廠磷肥廠氯堿廠氯堿廠化學纖維廠化學纖維廠硫酸廠硫酸廠合成橡膠廠合成橡膠廠農(nóng)藥廠農(nóng)藥廠冰

5、晶石廠冰晶石廠SO2、H2S、NOx、氰化物、氯化物、烴類等、氰化物、氯化物、烴類等煙塵、煙塵、NOx、CO、NH3、硫酸氣溶膠等、硫酸氣溶膠等煙塵、氟化氫、硫酸氣溶膠等煙塵、氟化氫、硫酸氣溶膠等氯氣、氯化氫、汞蒸氣等氯氣、氯化氫、汞蒸氣等煙塵、煙塵、H2S、NH3、CS2、甲醇、丙酮等、甲醇、丙酮等SO2、NOx、砷化物等、砷化物等烯烴類、丙烯腈、二氯乙烷、二氯乙醚、乙硫醇、氯化甲烷等烯烴類、丙烯腈、二氯乙烷、二氯乙醚、乙硫醇、氯化甲烷等砷化物、汞蒸氣、氯氣、農(nóng)藥等砷化物、汞蒸氣、氯氣、農(nóng)藥等氟化氫等氟化氫等機械機械機械加工廠機械加工廠儀表廠儀表廠煙塵等煙塵等汞蒸氣、氰化物等汞蒸氣、氰化物等

6、輕工輕工燈泡廠燈泡廠造紙廠造紙廠煙塵、汞蒸氣等煙塵、汞蒸氣等煙塵、硫醇、煙塵、硫醇、H2S等等建材建材水泥廠水泥廠水泥塵、煙塵等水泥塵、煙塵等三、監(jiān)測項目三、監(jiān)測項目類別必測項目按地方情況增加的必測項目選測項目空氣污染物監(jiān)測TSP、SO2、NOx、硫酸鹽化速率、灰塵自然沉降量CO、總氧化劑、總烴、PM10、F2、HF、B(a)P、Pb、H2S、光化學氧化劑CS2、Cl2、氯化氫、硫酸霧、HCN、NH3、Hg、Be、鉻酸霧、非甲烷烴、芳香烴、苯乙烯、酚、甲醛、甲基對硫磷、異氰酸甲酯等 空氣降水監(jiān)測pH、電導率K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH4+、SO42、NO3、Cl表表3.2 空氣污染常

7、規(guī)監(jiān)測項目空氣污染常規(guī)監(jiān)測項目（一）布設采樣站（一）布設采樣站(點點)的原則和要求的原則和要求（二）采樣站（二）采樣站(點點)數(shù)目的確定數(shù)目的確定表表3.3 我國空氣環(huán)境污染例行監(jiān)測采樣點設置數(shù)目我國空氣環(huán)境污染例行監(jiān)測采樣點設置數(shù)目市區(qū)人口市區(qū)人口/萬人萬人SO2、NOx、TSP灰塵自然沉降量灰塵自然沉降量硫酸鹽化速率硫酸鹽化速率400720 3030 40（三）采樣站（三）采樣站(點點)布設方法布設方法 1. 功能區(qū)布點法功能區(qū)布點法 2. 網(wǎng)格布點法網(wǎng)格布點法 3. 同心圓布點法同心圓布點法 4.扇形布點法扇形布點法表表3.4 WHO推薦的城市空氣自動監(jiān)測站推薦的城市空氣自動監(jiān)測站(點點

8、)數(shù)目數(shù)目市區(qū)人口市區(qū)人口/萬人萬人可吸入顆粒物可吸入顆粒物SO2NOx氧化劑氧化劑CO風向、風速風向、風速100221111100 400552222400 80088434280010105453圖圖3.1 3.1 網(wǎng)格布點法網(wǎng)格布點法圖圖3.2 同心圓布點法同心圓布點法表表3.5 50m高煙囪排放污染物最大地面濃度出現(xiàn)位置與氣象條件的關系高煙囪排放污染物最大地面濃度出現(xiàn)位置與氣象條件的關系大氣穩(wěn)定度最大濃度出現(xiàn)位置(相當于煙囪高度的倍數(shù))不穩(wěn)定5 10中性20左右穩(wěn)定40以上表表3.6 國家環(huán)保局頒布的城鎮(zhèn)空氣質(zhì)量采樣頻率和時間國家環(huán)保局頒布的城鎮(zhèn)空氣質(zhì)量采樣頻率和時間監(jiān)測項目采樣時間和

9、頻率二氧化硫隔日采樣，每天連續(xù)采樣240.5 h，每月1416 d，每年12個月二氧化氮(或氮氧化物)同二氧化硫總懸浮顆粒物隔雙日采樣，每天連續(xù)采樣240.5 h，每月56 d，每年12個月灰塵自然沉降量每月采樣302 d，每年12個月硫酸鹽化速率每月采樣302 d，每年12個月表表3.7 污染物監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計有效性的規(guī)定污染物監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計有效性的規(guī)定污染物污染物取值時間取值時間數(shù)據(jù)有效性規(guī)定數(shù)據(jù)有效性規(guī)定SO2、NOx、NO2年平均年平均每年至少有分布均勻的每年至少有分布均勻的144個日均值，個日均值，每月至少有分布均勻的每月至少有分布均勻的12個日均值個日均值TSP、PM10、Pb年平均年平

10、均每年至少有分布均勻的每年至少有分布均勻的60個日均值，每個日均值，每月至少有分布均勻的月至少有分布均勻的5個日均值個日均值SO2、NOx、NO2、CO日平均日平均每日至少有每日至少有18 h的采樣時間的采樣時間TSP、PM10、B(a)P、Pb日平均日平均每日至少有每日至少有12 h的采樣時間的采樣時間SO2、NOx、NO2、CO、O31小時平均小時平均每小時至少有每小時至少有45 min的采樣時間的采樣時間Pb季平均季平均每季至少有分布均勻的每季至少有分布均勻的15個日均值，每個日均值，每月至少有分布均勻的月至少有分布均勻的5個日均值個日均值F月平均月平均每月至少采樣每月至少采樣15 d以

11、上以上植物生長季平均植物生長季平均每一個生長季至少有每一個生長季至少有70%個月平均值個月平均值日平均日平均每日至少有每日至少有12 h的采樣時間的采樣時間1小時平均小時平均每小時至少有每小時至少有45 min的采樣時間的采樣時間圖圖3.5 真空采氣瓶示意圖真空采氣瓶示意圖圖圖3.6 真空采氣瓶抽真空裝置示意圖真空采氣瓶抽真空裝置示意圖圖圖3.4 采氣管示意圖采氣管示意圖（一）溶液吸收法（一）溶液吸收法圖圖3.7 氣體吸收管（瓶）示意圖氣體吸收管（瓶）示意圖。 1. 降塵試樣采集降塵試樣采集2. 硫酸鹽化速率試樣的采集硫酸鹽化速率試樣的采集孔口流量計孔口流量計1.隔板；2.液柱；3.支架轉(zhuǎn)子流

12、量計轉(zhuǎn)子流量計1.錐形玻璃管；2.轉(zhuǎn)子%ccK10001 %1003211ccccK 被測污染物的名稱及編號；被測污染物的名稱及編號； 采樣地點和采樣時間；采樣地點和采樣時間； 采樣流量和采樣體積；采樣流量和采樣體積； 采樣時的溫度、大氣壓力和天氣情況，采樣儀采樣時的溫度、大氣壓力和天氣情況，采樣儀器和所用吸收液；器和所用吸收液； 采樣者、審核者姓名。采樣者、審核者姓名。三、一氧化碳的測定三、一氧化碳的測定（一）氣相色譜法（一）氣相色譜法（GC）（二）汞置換法（二）汞置換法 某種污染物的污染分指數(shù)某種污染物的污染分指數(shù)(Ii)按下式計算：按下式計算： 式中：式中： Ci，Ii分別為分別為第第i

13、種污染物的濃度值和污染分指數(shù)值；種污染物的濃度值和污染分指數(shù)值； ci,j，Ii,j 分別為第分別為第i種污染物種污染物在在j轉(zhuǎn)折點的極限濃度值和污轉(zhuǎn)折點的極限濃度值和污染分指數(shù)值染分指數(shù)值(查表查表3.8 )；ci,j+1，Ii,j+1 分別為第分別為第i種污染物在種污染物在j+1轉(zhuǎn)折點的濃度極限值和轉(zhuǎn)折點的濃度極限值和 污染分指數(shù)值。污染分指數(shù)值。 jijijijijijiiiIIIccccI,1,.,1,)()()(表表3.8 空氣污染指數(shù)分級濃度限值空氣污染指數(shù)分級濃度限值污染指數(shù)污染物濃度/（mgm-3）APISO2(日均值)NO2(日均值)PM10(日均值）TSP(日均值）SO2(

14、小時均值）NO2(小時均值)CO(小時均值)O3(小時均值)500.0500.0800.0500.1200.250.1250.1201000.1500.1200.1500.3000.500.24100.2002000.8000.2800.2500.5001.601.13600.4003001.6000.5650.4200.6252.402.26900.8004002.1000.7500.5000.8753.203.001201.0005002.6200.9400.6001.0004.003.751501.200 表表3.9 空氣污染指數(shù)范圍及相應的空氣質(zhì)量級別空氣污染指數(shù)范圍及相應的空氣質(zhì)量級

15、別污染指數(shù)污染指數(shù)質(zhì)量級別質(zhì)量級別質(zhì)量描述質(zhì)量描述對健康的影響對健康的影響對應空氣質(zhì)量的適用對應空氣質(zhì)量的適用范圍范圍050優(yōu)優(yōu)可正?；顒涌烧；顒幼匀槐Ｗo區(qū)、風景名自然保護區(qū)、風景名勝區(qū)和其他需要特殊勝區(qū)和其他需要特殊保護的地區(qū)保護的地區(qū)51100良良可正?；顒涌烧；顒訛槌擎?zhèn)規(guī)劃中確定的為城鎮(zhèn)規(guī)劃中確定的居住區(qū)、商業(yè)交通居居住區(qū)、商業(yè)交通居民混合區(qū)、文化區(qū)、民混合區(qū)、文化區(qū)、一般工業(yè)區(qū)和農(nóng)村一般工業(yè)區(qū)和農(nóng)村101200輕污染輕污染長期接觸，易感人群癥狀有輕度長期接觸，易感人群癥狀有輕度加劇，健康人群出現(xiàn)刺激癥狀加劇，健康人群出現(xiàn)刺激癥狀特定工業(yè)區(qū)特定工業(yè)區(qū)201300中污染中污染一定時間接

16、觸后，心臟病和肺病一定時間接觸后，心臟病和肺病患者癥狀顯著加劇，運動耐受力患者癥狀顯著加劇，運動耐受力降低，健康人群普遍出現(xiàn)癥狀降低，健康人群普遍出現(xiàn)癥狀300重污染重污染健康人明顯強烈癥狀，降低運動健康人明顯強烈癥狀，降低運動耐受力，提前出現(xiàn)某些疾病耐受力，提前出現(xiàn)某些疾病TSPTSP采樣器采樣器 濾膜捕集濾膜捕集重量法重量法 用抽氣動力抽取一定體積的空氣通過已恒重用抽氣動力抽取一定體積的空氣通過已恒重的濾膜，則空氣中的懸浮顆粒物被阻留在濾膜上，的濾膜，則空氣中的懸浮顆粒物被阻留在濾膜上，根據(jù)采樣前后濾膜質(zhì)量之差及采樣體積，即可計根據(jù)采樣前后濾膜質(zhì)量之差及采樣體積，即可計算算TSP的濃度。的

17、濃度。 根據(jù)采樣流量不同分為大流量、中流量和小流根據(jù)采樣流量不同分為大流量、中流量和小流量采樣法。量采樣法。 可吸入顆粒物主要是指通過人的咽喉進入肺部可吸入顆粒物主要是指通過人的咽喉進入肺部的氣管、支氣管區(qū)和肺泡的那部分顆粒物，具的氣管、支氣管區(qū)和肺泡的那部分顆粒物，具有有D50(質(zhì)量中值直徑質(zhì)量中值直徑)=10m到上截止點到上截止點30m的的粒徑范圍，常用粒徑范圍，常用PM10表示。表示。 測定方法：重量法、壓電晶體差頻法、光散射測定方法：重量法、壓電晶體差頻法、光散射法。法。（二）壓電晶體差頻法（二）壓電晶體差頻法（三）光散射法（三）光散射法（一）重量法（一）重量法 根據(jù)我國大氣降水樣品的

18、采集與保存(GB13580.292)標準中規(guī)定：（1）采樣點數(shù)目，根據(jù)研究的目的和需要來確定。一般常規(guī)監(jiān)測，人口在五十萬以上的城市布三個點，人口在五十萬以下的城市布設二個點，采樣點的布設應兼顧城區(qū)、農(nóng)村和清潔對照點。要盡可能照顧到氣象地形、地貌。（2）采樣點位應盡可能的遠離局部污染源，四周無遮擋雨、雪的高大樹木或建筑物。圖圖3.40 降水采樣器實物照片降水采樣器實物照片圖圖3.39 雨水自動采樣器示意圖雨水自動采樣器示意圖 （1）從每次降雨(雪)開始，要采集全過程(開始到結束)雨(雪)樣。如遇連續(xù)幾天降雨(雪)，每天上午8:00開始，連續(xù)采集24 h為一次樣。 （2）采樣器應高于基礎面1.2m

19、以上。 （3）樣品采集后，應貼上標簽，編好號，記錄采樣地點、日期、采樣起止時間、雨量等。 采樣后應盡快測定；如需要保存，一般不主張?zhí)砑颖４鎰?，水樣密封后放于冰箱中?（一）測定項目和測定頻次（一）測定項目和測定頻次采樣頭采樣頭濾筒濾筒玻璃纖維濾筒采樣管玻璃纖維濾筒采樣管剛玉濾筒采樣管剛玉濾筒采樣管 在測出煙氣的溫度、壓力等參數(shù)后，按下式計算各測點的煙氣流速(vs)： vps2pKv式中：vs煙氣流速，m/s；Kp皮托管校正系數(shù)；pv煙氣動壓，Pa；煙氣密度，kg/m3。煙道斷面上各測點煙氣平均流速按下式計算： nvvvvn21s煙氣流量按下式計算： SvQs 3600s式中：Qs煙氣流量，m3

20、/h；S測定斷面面積，m2。ssawsnd2732731013251tppxQQ式中：Qnd 標準狀態(tài)下煙氣流量，m3/h；ps煙氣靜壓，Pa；pa大氣壓力，Pa；xw煙氣含濕量體積分數(shù)，%。標準狀態(tài)下干煙氣流量按下式計算：在采樣裝置的流量計前裝有冷凝器和干燥器的情況下，干煙氣的采樣體積按下式計算：ttMppQV)273(27.0rsdrand式中：Vnd標準狀態(tài)下干煙氣體積，L；Q 采樣流量，L/min；Msd干煙氣氣體相對分子質(zhì)量，/kmol；tr 轉(zhuǎn)子流量計前氣體溫度，；t采樣時間，min。煙塵濃度計算：根據(jù)采樣類型不同，用不同的公式計算。移動采樣時： 6nd10VG式中：煙氣中煙塵濃度

21、，mg/m3；G測得煙塵質(zhì)量，g；Vnd標準狀態(tài)下干煙氣體積，L。nnnnnSvSvSvSvSvSv2211222111式中： 煙氣中煙塵平均濃度，mg/m3；v1, v2、, vn各采樣點煙氣流速，m/s； 1, 2, ,n各采樣點煙氣中煙塵濃度，mg/m3； S1 , S2 , , Sn各采樣點所代表的截面積，m2。定點采樣時： 排放速率（/h）=6sn10Q式中：煙塵（或氣態(tài)污染物）的濃度，mg/m3；Qsn標準狀態(tài)下干煙氣流量，m3/h。圖圖3.47 用林格曼煙氣黑度計用林格曼煙氣黑度計觀測煙氣示意圖觀測煙氣示意圖圖圖3.48 林格曼煙氣黑度圖林格曼煙氣黑度圖圖圖3.49 吸收法采樣裝

22、置示意圖吸收法采樣裝置示意圖圖圖3.50 注射器采樣裝置示意圖注射器采樣裝置示意圖污染物CO(體積分數(shù))/ %HC（體積分數(shù)）/10-6車別輕型車重型車四沖程二沖程輕型車重型車輕型車重型車1995年7月1日前的定型汽車3.54.09001200650070001995年7月1日前的新生產(chǎn)汽車4.04.510001500700078001995年7月1日前生產(chǎn)的在用汽車4.55.012002000800090001995年7月1日起的定型汽車3.03.5600900600065001995年7月1日起的新生產(chǎn)汽車3.54.07001000650070001995年7月1日起生產(chǎn)的在用汽車4.54

23、.5900120075008000HC（碳氫化合物）體積濃度值以正己烷計。表表3.10 汽油車怠速污染物排放限量汽油車怠速污染物排放限量（摘自（摘自GB14761.593）3mi10VVMVb3m0i010VVppMVbp圖圖3.55 正壓配氣裝置示意圖正壓配氣裝置示意圖圖圖3.56 鋼瓶氣源連續(xù)稀釋配氣裝置示意圖鋼瓶氣源連續(xù)稀釋配氣裝置示意圖圖圖3.57 氣體混合器示意圖氣體混合器示意圖圖圖3.58 負壓噴射法配氣原理示意圖負壓噴射法配氣原理示意圖圖圖3.59 SO2滲透管示意圖滲透管示意圖圖圖3.60 滲透管法配氣裝置示意圖滲透管法配氣裝置示意圖圖圖3.61 甲醛擴散管示意圖甲醛擴散管示意圖圖圖3.62 甲醛標準氣體配氣裝置示意圖甲醛標準氣體配氣裝置示意圖濾筒濾筒玻璃纖維濾筒采樣管玻璃纖維濾筒采樣管剛玉濾筒采樣管剛玉濾筒采樣管