资源简介

(共120张PPT)
第四章
大气监测
1空气和废气监测
主要内容
1
2
3
4
大气污染基础知识
大气污染监测方案
大气污染源监测
仪器操作
大气污染的定义
大气污染的定义
大气的功能
氧气？
二氧化碳？
臭氧？
……
大气污染的定义
大气的组成
干洁空气
水汽
固体杂质
大气污染的定义
干洁空气
主要成分为氮气和氧气。
大气污染的定义
水汽
受蒸发影响，含量不固定。
大气污染的定义
固体杂质
自然产生和生活生产排放
TSP(总悬浮微粒)、PM2.5、PM10？
大气污染的定义
二氧化碳？温室气体！
大气中那些吸收和重新放出红外辐射的自然的和人为的气态成分。
主要气体为二氧化碳。
《联合国气候变化框架公约》
《京都议定书》
大气污染的定义
大气污染
大气中有害物质浓度超过环境所能允许的极限并持续一定时间后，会改变大气特别是空气的正常组成，破坏自然的物理、化学和生态平衡体系，从而危害人们的生活、工作和健康，损害自然资源及财产、器物等，这种情况称为大气污染。
思考：二氧化碳排放属于大气污染吗？
大气污染的定义
大气污染源
1、自然源：
2：人为源：
1）、工厂企业排放的废气
2）、交通工具排放的废气
3）、室内污染源(装修、灶具和取暖设施等)
4）、其他
大气污染的定义
大气污染物的分类
依据大气污染物的形成过程分类
一次污染物
直接从各种污染源排放到大气中的有害物质。
二次污染物
一次污染物在大气中相互作用或它们与大气中的正常组分发生反应所产生的新污染物。
大气污染的定义
大气污染的定义
大气污染的定义
思考：一类污染物和二类污染物？
《污水综合排放标准》
第一类污染物：能在环境中或动物体内蓄积，对人体健康产生长远不良影响的污染物质；
第二类污染物 ：长远影响小于第一类污染物质的污染物 。
大气污染的定义
大气污染物存在状态
分两类：粒子状态污染物和分子状态污染物
粒子状态污染物
也称为气溶胶状态污染物或颗粒污染物
粒径：0.01~100μm
包括降尘和飘尘
PM10：环境空气中空气动力学直径小于等于 10 微米的颗粒物。
PM2.5？
大气污染的定义
分子状态污染物
在常温、常压下以分子形式分散于大气中的污染物
根据化学形态，可将其分为五类：
1)含硫化合物：SO2、H2S； SO3、硫酸、硫酸盐；
2)含氮化合物：NO、NO2、NH3； 硝酸、硝酸盐；
3)碳氢化合物：C1-C5化合物； 醛、酮；
4)碳氧化合物：CO、CO2；
5)卤素化合物：HF、HCl。
大气污染的定义
其他分类？
大气污染的定义
大气污染的形成
污染源排放
大气传播
人与物受害
大气污染的定义
大气污染物的时空分布
随时间、空间变化大；
与污染源的分布、排放量及地形、地貌、气象等条件密切相关；
受逆温层、气温、气压等限制，一次污染物在清晨、黄昏浓度较高，中午较低；
二次污染物在中午浓度最高，清晨和夜晚浓度较低。如光化学烟雾，在阳光下才能形成。
大气污染的定义
大气污染物的危害
急性作用和慢性作用
急性作用指人体受到污染的空气侵袭后，短时间内即表现出不适或中毒症状的现象
伦敦烟雾事件
洛杉矶光化学烟雾
大气污染的定义
大气污染物的危害
2015年6月30日上午9时30分，东升镇白鲤村的东升汇力化工厂在生产过程中因遭遇突然停电，引发反应釜温度异常升高，该厂员工因操作不当，导致约150公斤化工材料发生泄漏，大量刺激性气体（主要为苯系物、丙烯酸等挥发性有机污染物VOC）向外排放，距该厂约100米的东升同茂小学有59名师生感到身体不适需送院治疗。
大气污染的定义
慢性作用
人体在低污染物浓度的空气长期作用下产生的危害。
大气颗粒物污染
室内污染
持久性有机污染物
重金属
……
大气污染监测方案
大气监测的目的
1、判断大气质量是否符合国家制订的大气质量标准，并为编写大气环境质量状况评价报告提供数据。
2、为研究大气质量的变化规律和发展趋势，预测预报工作提供依据。
3、为政府部门执行有关环境保护法规，开展环境质量管理，修订大气环境质量标准提供基础资料和依据。
大气污染监测方案
大气监测的程序
首先要根据监测目的进行调查研究,
收集必要的基础资料,
然后经过综合分析，确定监测项目,
设计布点网络,
选定采样频率、采样方法和监测技术,
建立质量保证程序和措施等。
大气污染监测方案
基础资料收集
1、污染源分布及排放：(种类，数量，位置，排放量等);
2、气象资料（风速、风向、气温、气压、降水量、日照时间、相对湿度、垂直梯度和逆温层底部高度等）；
3、地形资料（山区山谷风、河谷逆温、丘陵浓度梯度大、海边海陆风），地形越复杂，监测点布设越多；
大气污染监测方案
基础资料收集
4、土地利用和功能分区（功能不同：工业区、商业区、居民区、混合区）或建筑物密度等）；
5、人口分布及人群健康情况；
6、以往监测资料。
回顾水污染监测方案中的基础资料的收集，对比分析
大气污染监测方案
监测项目的确定
（一）连续采样实验室分析项目
1、必测项目：SO2、NOx、总悬浮颗粒物、硫酸盐化速率、灰尘自然降尘量；
2、选测项目：CO、飘尘、光化学氧化剂、氟化物、Pb、Hg、苯并（a）芘、总烃及非甲烷烃。
（二）大气环境自动监测系统监测项目
1、必测项目：二氧化硫、氮氧化物、总悬浮颗粒物或飘尘、一氧化碳；
2、选测项目：臭氧、总碳氢化合物。
大气污染监测方案
1.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；
2.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，布设较多采样点；
3.工业集中地区多取点，农村可少些；
4.人口密度大的地区多取点，少的地区可少些；
5.超标地区多取点，未超标地区少些。
布设采样点的原则和要求
大气污染监测方案
采样点布设的要求
1、采样点周围应开阔，无局部污染源；
2、交通密集区，距离人行道边缘至少1.5米处；
3、各采样点条件尽量一致，具有可比性；
4、若研究对人体危害：1.5~2米处
大气污染监测方案
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、人口分布及密度、气象、地形及经济条件等因素综合考虑。
大气污染监测方案
采样点的数目
大气污染监测方案
布点方法
功能区布点法
网格布点法
同心圆布点法
扇形布点法
平行布点法
大气污染监测方案
功能区布点法
多用于区域性常规监测。
先将监测区域划分为工业区、商业区、居住区、工业和居住混合区、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，在各功能区分别设置相应数量的采样点。
大气污染监测方案
网格布点法
适用于多个污染源，且污染源分布均匀。
若有主导风向，下风向的采样点应占总采样点的60%。
大气污染监测方案
网格布点法
优点
随机性强，能较好地反应污染物的时空分布；
得到的数据对今后的布点有效，并可为面源的扩散模式提供合理数据。
大气污染监测方案
同心圆布点法
适用于孤立的高架点源，同心圆与放射线的划分要根据实际情况确定，在同一圆上的采样点可平均分布，也可根据风向确定。
大气污染监测方案
扇形圆布点法
适用于孤立的高架点源，且主导风向明显的地区。
以点源所在位置为顶点，主导风向为轴线，在下风向地面上划出一个扇形区作为布点范围。扇形的角度一般为45°，也可更大些，但不能超过90°。采样点设在扇形平面内距点源不同距离的若干弧线上每条弧线上设3-4个采样点，相邻两点与顶点连线的夹角一般取100-200°。在上风向应设对照点。
大气污染监测方案
平行布点法
平行布点法适用于线性污染源。
在距公路两侧1m左右布设监测网点，然后在距公路100m左右的距离布设与前面监测点对应的监测点
大气污染监测方案
污染物是否有最大落地浓度？
污染物迁移受到污染物本身性质、大气状况影响。
大气状况引入一个概念：
大气稳定度
大气污染监测方案
大气稳定度
大气稳定度指整层空气的稳定程度。以大气的气温垂直加速度运动来判定。大气中某一高度的一团空气，如受到某种外力的作用，产生向上或向下运动时，可以出现三种情况：
1．稳定状态。移动后逐渐减速，并有返回原来高度的趋势。
2．不稳定状态。移动后，加速向上向下运动。
3．中性平衡状态。如将它推到某一高度后，既不加速，也不减速而停下来。
大气污染监测方案
污染物是否有最大落地浓度？
污染物地面最大浓度点重点监测
大气污染监测方案
采样时间和采样频率
采样时间：每次采样从开始到结束所经历的时间，也叫采样时段。
a.短期采样（仅适用于事故性污染）
b.长期采样
c.间歇性采样
采样频率：一定时间范围内的采样次数。
这两个参数要根据监测目的、污染物分布特征、分析方法灵敏度及人力物力等因素决定。
大气污染监测方案
如何增加采样时间
增加采样频率。
通过2、8、14、20四个小时值监测得出日平均值。
使用自动采样仪器进行连续自动采样。
大气污染监测方案
采样时间和采样频率
大气污染监测方案
大气污染监测方案
在《大气环境质量标准》中要求测定日平均浓度和最大一次浓度。若采用人工采样测定，应满足下列要求：
１、应在采样点受污染最严重的时期采样测定。
２、最高日平均浓度全年至少监测２０天；最大一次浓度样品不得少于２５个。
３、每日监测次数不少于３次。
采样时间和采样频率
大气污染监测方案
方法选择要求参考第一章1.5
监测方法
根据监测方法确定采样方法
作业:P160 2
第四章
大气监测
2 大气检测方案和方法
90min
温故而知新
列举三个大气监测布点方法？
功能区布点法
网格布点法
同心圆布点法
扇形布点法
平行布点法
温故而知新
非甲烷总烃属于大气监测连续采样实验室必测项目？
不属于
温故知新
监测项目的确定
（一）连续采样实验室分析项目
1、必测项目：SO2、NOx、总悬浮颗粒物、硫酸盐化速率、灰尘自然降尘量；
2、选测项目：CO、飘尘、光化学氧化剂、氟化物、Pb、Hg、苯并（a）芘、总烃及非甲烷烃。
（二）大气环境自动监测系统监测项目
1、必测项目：二氧化硫、氮氧化物、总悬浮颗粒物或飘尘、一氧化碳；
2、选测项目：臭氧、总碳氢化合物。
大气污染监测方案
直接采样法
富集采样法
采样方法
大气污染监测方案
直接采样法
适用于大气中被测组分浓度较高或监测方法灵敏度高的情况，这时不必浓缩，只需用仪器直接采集少量样品进行分析测定即可。此法测得的结果为瞬时浓度或短时间内的平均浓度。
大气污染监测方案
直接采样法
注射器采样
塑料袋采样
真空瓶采样
大气污染监测方案
注射器采样
常用100mL玻璃针筒
适用项目：甲烷、总烃、非甲烷总烃
大气污染监测方案
塑料袋采样
常用聚乙烯、
聚氯乙烯，
金属衬里的袋子
适用项目：甲烷、总烃、非甲烷总烃
大气污染监测方案
真空瓶采样
分两类：玻璃真空瓶、苏玛罐
适用项目
玻璃真空瓶：恶臭浓度
苏玛罐：VOC
大气污染监测方案
玻璃真空瓶
大气污染监测方案
苏玛罐
大气污染监测方案
富集（浓缩采样法）
富集（浓缩）采样法是使大量的样气通过吸收液或固体吸收剂得到吸收或阻留，使原来浓度较小的污染物质得到浓缩，以利于分析测定。
适用于大气中污染物质浓度较低（ppm-ppb）的情况。采样时间一般较长，测得结果可代表采样时段的平均浓度，更能反映大气污染的真实情况。
大气污染监测方案
富集（浓缩采样法）
溶液吸收法
固体阻留法
滤料过滤法
低温冷凝法
自然沉降法
分类
大气污染监测方案
溶液吸收法
当大气以气泡的形式通过吸收液，在气-液界面上被测气体的溶解作用或与吸收液发生化学反应，同时，气泡内的分子因本身的快速运动而扩散到表面，继续发生溶解作用或化学反应，从而很快地完成气泡中被测物质的吸收过程。
大气污染监测方案
溶液吸收法
吸收液的选择原则
1.对被采集物质溶解度要大或与被采集物质的化学
反应速度要快；
2.惰性、稳定时间长；
3.有利于下一步分析；
4.吸收试剂毒性小，价格低且易于购买。
大气污染监测方案
溶液吸收法采样瓶
气泡吸收管
冲击式气泡吸收管
多孔筛板吸收管
大气污染监测方案
溶液吸收法采样瓶
大气污染监测方案
气泡吸收管
大气污染监测方案
冲击式吸收管
大气污染监测方案
多孔筛板吸收管
大气污染监测方案
多孔筛板吸收管
大气污染监测方案
实际图片
大气污染监测方案
思考：是否区分进气口和出气口？
大气污染监测方案
固体阻留法（填充柱阻留法）
填充柱是用一根玻璃管或塑料管,内装颗粒状填充剂制成。采样时，让气样以一定流速通过填充柱，则欲测组分因吸附、溶解或化学反应而被阻留在填充剂上，达到浓缩采样的目的。采样后，通过加热解吸，吹气或溶剂洗脱。
大气污染监测方案
固体阻留法（填充柱阻留法）
。。。。。。。
颗粒状填充剂
抽气泵
﹡ ﹡ ﹡ ﹡ ﹡ ﹡
组分
空气
填充柱阻留法示意图
大气污染监测方案
固体阻留法优点
浓缩在固体填充柱上的待测物质比在吸收液中稳定时间要长，而且固体填充剂比吸收液稳定；
可长时间采样。溶液吸收法则由于液体在采样过程中会蒸发，采样时间不宜过长；
操作简便。
大气污染监测方案
固体阻留法采样管示例
活性炭管
《环境空气 苯系物的测定 活性炭吸附/二硫化碳解吸-气相色谱法》
大气污染监测方案
固体阻留法采样管示例
Tenax管
《环境空气 苯系物的测定 固体吸附/热脱附-气相色谱法》
大气污染监测方案
滤料过滤法
将过滤材料（滤纸、滤膜等）放在采样夹上，用抽气装置抽气，则空气中的颗粒物被阻留在过滤材料上，称量过滤材料上富集的颗粒物质量，根据采样体积，即可计算出空气中颗粒物的浓度。
适用项目：颗粒物采样，如TSP、PM10、PM2.5
大气污染监测方案
滤料过滤法
大气污染监测方案
思考：如何选择性采集PM10或PM2.5？
大气污染监测方案
示例
大气污染监测方案
低温冷凝法
是借致冷剂的致冷作用使某些低沸点气态物质被冷凝成液态物质，以达到浓缩的目的。
常用致冷剂：冰、干冰、冰-食盐、干冰-乙醇等。
优点：效果好、采样量大、利于组分稳定。
大气污染监测方案
低温冷凝法
大气污染监测方案
自然积集法
利用物质的自然重力、空气动力和浓差扩散作用采集大气中的被测物质，如自然降尘量、硫酸盐化速率等大气样品的采集。
优点：不需动力设备，简单易行，采样时间长，测定结果能较好反映大气污染情况。
大气污染监测方案
自然积集法
大气污染监测方案
采样仪器
直接采样法：一般无需采样仪器
富集采样法：
1-流量计 2-收集器 3-缓冲瓶 4-抽气泵
大气污染监测方案
采样器的组成
用于大气采样的仪器主要由收集器、流量计和抽气泵三部分组成。
1、收集器：如大气吸收管（瓶）、填充柱、滤料采样夹、低温冷凝采样管等。
大气污染监测方案
采样器的组成
常用的流量计有：孔口流量计、转子流量计和皂膜流量计。均需定期校正。
2、流量计：当用抽气泵作抽气动力时，通过流量计的读数和采样时间可以计算所采空气的体积。
大气污染监测方案
流量计示意图
皂膜流量计
孔口流量计
1.隔板；2.液柱；3.支架
转子流量计
1.锥形玻璃管；2.转子
大气污染监测方案
采样器的组成
3、抽气泵：应根据所需采样流量、采样体积、所用收集器及采样点的条件进行选择。
一般要求抽气动力的流量范围较大，抽气稳定，造价低，噪声小，便于携带和维修。
思考：抽气泵是否会带入污染？
大气污染监测方案
采样器示例
大气污染监测方案
采样器示例
大气污染监测方案
采样器示例
大气污染监测方案
采样器示例
TSP采样头示意图
PM10采样头示意图
大气污染监测方案
数据记录
被测污染物的名称及编号；
采样地点和采样时间；
采样流量；
采样体积及采样时的温度和大气压力；
采样仪器；
吸收液；
采样时天气状况及周围情况；
采样者、审核者姓名等。
大气污染源监测
分类
固定污染源监测：烟道、烟囱及排气筒等；
流动污染源监测：汽车、柴油机车等交通运输工具。
大气污染源监测
固定污染源监测
一个视频引入
大气污染源监测
固定污染源监测
监测目的
检查污染源排放废气中的有害物质是否符合排放标准的要求；
评价净化装置的性能和运行情况及污染防治措施的效果；
为大气质量管理与评价提供依据。
大气污染源监测
监测内容
排放废气中有害物质的浓度（mg/m3）；
有害物质的排放量（kg/h）；
废气排放量(m3/h)。
大气污染源监测
采样点位置
应选在气流分布均匀稳定的平直管段上，避开弯头、变径管、三通管及阀门等易产生涡流的阻力构件。
下6上3
大气污染源监测
采样点布设
因烟道内同一断面上各点的气流速度和烟尘浓度分布通常是不均匀的，因此，需按一定原则进行多点采样。采样点的位置和数目主要依据烟道断面的形状、尺寸大小和流速分布情况确定。
圆形烟道、矩形烟道、拱形烟道
大气污染源监测
圆形烟道
不同直径圆形烟道的等面积环数、采样点数及采样点距离烟道内壁的距离。
大气污染源监测
矩形烟道
将烟道断面分成一定数目的等面积矩形小块，各小块中心即为采样点位置，小矩形数目可根据烟道断面面积大小确定。
大气污染源监测
拱形烟道
可分别按圆形和矩形烟道的布点方法确定采样点的位置及数目。
大气污染源监测
采样仪器
大气污染源监测
采样仪器
大气污染源监测
采样仪器
大气污染源监测
采样速率
等速采样
采样嘴的采样速度和采样点的气流速度一致。
大气污染源监测
参数计算
温度、压力、流速、流量等参数测量计算略。P120-122
采样仪器可现场得出。
大气污染源监测
结果表示（大气监测、大气污染源监测）
大气中污染物浓度表示方法
单位体积质量浓度
体积比浓度
大气污染源监测
单位体积质量浓度
单位体积空气中所包含污染物的质量数
单位：mg/m3 或 μg/m3 ，对任何状态的污染物都适用,受温度和压力变化影响
思考：如何在不同温度和压力的条件下以单位体积质量浓度表征污染物的浓度？
大气污染源监测
标准状况单位体积质量浓度
我国空气质量标准采用标准状况(0℃,101.325kPa)时的体积。非标况状态下的体积可换算成标准状态下的体积：
大气污染源监测
体积比浓度
污染物体积与气样总体积的比值
单位： mL/m3 或 μL/ m 3 ，仅适于气态或蒸汽态物质
常用的表示方法是ppm，即1ppm=1立方厘米/立方米= 1mL/m3 =10-6
大气污染源监测
标准状况单位体积质量浓度和体积比浓度的换算关系
两种单位换算关系： Cv = 22.4×Cm/M
大气污染源监测
标准状况单位体积质量浓度和体积比浓度的换算例题
求在标准状态下，30毫克/标立方米的氟化氢的ppm浓度。
解：氟化氢的分子量为20，
则 Cv=30*22.4/20=33.6ppm
大气污染源监测
标准状况单位体积质量浓度例题
已知测定某采样点大气中的SO2 含量时，现场温度为25℃，大气压力为100kPa。用溶液吸收法采样，采气流量为0.50L/min，采样时间为30min。采样后用分光光度法测得全部吸收液中SO2 的质量为2.2μg。求标准状态时该采样点大气中SO2 的浓度，用mg/m3和mL/m3 表示。
解:（1）求采样体积V t 和V 0
V t = Q · m = 0.50 ×30 = 15 L
V 0 =
= = 13.56L
（2）求SO2 的浓度
用mg/m 3 表示：
SO2 （mg/m3）= = =0.16
用mL/m3 表示：
SO2 （mL/m3）= = = 0.057
大气污染监测
8·12天津滨海新区爆炸事故
2015年8月12日23:30左右，位于天津滨海新区塘沽开发区的天津东疆保税港区瑞海国际物流有限公司所属危险品仓库发生爆炸。
大气污染监测
8·12天津滨海新区爆炸事故
事故发生后，天津市气象局已启动气象保障一级应急响应。中国气象局世界气象组织和国际原子能机构北京区域环境紧急响应中心迅速启动环境应急响应模式进行分析。
大气污染监测
8·12天津滨海新区爆炸事故监测布点
天津滨海新区爆炸事故发生时天气为晴天，气温28.2℃，相对湿度59%；风向西南西，风速2.9米/秒；整个夜间风向风力基本稳定，没有出现雷电、降水等天气现象。

展开更多......

收起↑