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(共41张PPT)
模块三 空气监测
3.1空气污染与监测
3.2空气质量监测
3.3锅炉烟尘烟气的监测
1
2
3
4
3.4空气自动在线监测
锅炉烟尘 的测定
烟尘的来源和危害
测定方法与原理
采样点位的布设
基本状态参数的测定
1
2
3
4
5
分析测定与结果计算
烟尘的来源和危害
01
燃料中的灰分
燃料中的碳、碳氢化合物由于不完全燃烧形成的炭黑
1、烟尘的组成
环境中飘有大量粉尘时，将严重影响工业产品的质量，影响精度。
粉尘也使阳光的光照度和能见度降低
2、烟尘的危害
能使人的各种器官发生病变，如沉积在肺部，就会导致肺功能衰竭。
测定方法与原理
02
锅炉烟尘测试方法
GB 5468-91
1、方法名称
锅炉出口原始烟尘浓度、锅炉烟尘排放、烟气黑度的测定
2、适用范围
测定方法与原理
02
3、测定原理
按颗粒物等速采样原理，抽取一定体积烟气通过已知重量的滤筒，根据滤筒采样前后的质量差和采样体积计算烟尘浓度。
采样速度？
测定方法与原理
02
等速采样法：烟气进入采样嘴的速度应与采样点烟气流速相等。
VS—测定点的排气速度
Vn—进入采样嘴的气流速度
测定结果偏低
测定结果偏高
采样点位的布设
03
1、采样类型
移动采样
用一个捕集器在确定的采样点上移动采样，各点采样时间相同，计算断面烟尘平均浓度。
定点采样
在每个采样点上采一个样，求出断面烟尘平均浓度。
间断采样
根据工况变化情况分时段采样，求出时间加权平均浓度
采样点位的布设
03
2、等速采样法
采样点烟气T、P、Xw
计算烟气流速υs
采样点采样流量Q (L/min)
采样嘴直径d
烟气流速较稳定的污染源
（1）预测流速法
采样点位的布设
03
2、等速采样
将采样管、S形皮托管和热电偶温度计固定在一起插入同一采样点。
预先测得烟气静压、含湿量
当时测得动压、温度等参数，结合采样嘴直径，即时算出等速采样流量。
迅速调节转子流量计
（2）皮托管平行测速采样法
基本状态参数的测定
04
与采样同点，或在靠近烟道中心点
1、温度
热电偶或电阻温度计或水银玻璃温度计
干湿球法
2、含湿量
冷凝法
重量法
基本状态参数的测定
04
3、压力的测量
标准皮托管
适用于含尘量少的烟气。
测压管：标准皮托管、S型皮托管
基本状态参数的测定
04
适用于测烟尘含量较高的烟气
S型皮托管
基本状态参数的测定
03
倾斜式微压计
压力计：U型压力计、倾斜式微压计
基本状态参数的测定
03
动压和静压测量方法
干烟气流量 烟气流量（m3/h）；
Ps—烟气静压（Pa）；
Pa—大气压力（Pa）；
Xw—烟气含湿量体积百分数（%）
基本状态参数的测定
04
4、流速和流量
烟气流速(υs):
烟气平均流速(υs)
烟气流量(qV,s)
vs—烟气流速(m/s)；
Kp皮托管校正系数；
Pv—烟气动压(Pa)；
ρ—烟气密度(kg/m3)。
qV,s—烟气流量(m3/h)；
A—测定断面面积(m2)
滤筒
采样管
采样前：
滤筒恒重 ；
连接系统，检漏；
预测流速。
采样：移动采样。
采样后：滤筒恒重 。
分析测定与结果计算
05
1、分析测定
ρ—烟气中烟尘浓度（mg/m3）；
m—测得烟尘重量，即采样滤筒采样前后质量差（g）；
Vnd—标准状态下干烟气体积（L）
排放速率（㎏/h）
ρ—烟尘（或气态污染物）的浓度（mg/m3）；
qV,nd—标准状况下干烟气流量（m3/h）
分析测定与结果计算
06
烟尘浓度（mg/m3）
固定污染源VOCs的测定
VOCs的来源和危害
测定方法与原理
样品采集
监测分析方法
1
2
3
4
5
质量控制
VOCs的来源和危害
01
WHO,1989:
-熔点低于室温而沸点在50 ~260℃之间的挥发性有机化合物的总称。
VOCs的主要成分:
苯系物、有机氯化物、氟里昂系列、有机酮、胺、醇、醚、酯、酸和石油烃化合物等。
1、VOCs
VOCs的来源和危害
01
1、VOCs
VOCs室外主要来自燃料燃烧和交通运输;
室内主要来自燃煤和天然气等燃烧产物、吸烟、采暖和烹调等的烟雾，建筑和装饰材料、家具、家用电器、清洁剂和人体本身的排放等。
2、来源
VOCs的来源和危害
01
VOCs达到一定浓度时，会引起头痛、恶心、呕吐、乏力等症状，严重时甚至引发抽搐、昏迷，伤害肝脏、肾脏、大脑和神经系统，造成记忆力减退等严重后果。
其中的某些成分(苯乙烯、苯)可能导致癌症。
3、危害
测定方法与原理
02
固定污染源废气 挥发性有机物的测定 固相吸附-热脱附/气相色谱-质谱法
HJ 734-2014
1、方法名称
适用于固定污染源废气中24种挥发性有机物的测定
检出限为0.001mg/m3~0.01mg/m3 （采样体积300ml）
2、适用范围
测定方法与原理
02
使用填充了合适吸附剂的吸附管直接采集固定污染源废气中挥发性有机物（或先用采气袋采集然后再将气袋中的气体采集到固体吸附管中），将吸附管置于热脱附仪中进行二级热脱附，脱附气体经气相色谱分离后用质谱检测，根据保留时间、质谱图或特征离子定性，内标法或外标法定量。
3、测定原理
02
大气污染物综合排放标准(GB 16297-1996)
测定方法与原理
备注：国家标准只有部分挥发性有机物的排放标准，如有地方标准可优先执行；或者依据环评或验收报告进行判断。
样品采集
03
在测试固定源挥发性有机物排气前，应事先调查污染源信息，包括公司名称、原材料、中间体、产品、副产品、生产工艺、排气筒采样孔位置、总有机碳（或非甲烷总烃）排放浓度登情况，及行业排放标准所列的常见有机污染物。
预监测样品采集使用吸附管采样，热脱附/气相色谱-质谱法分析，也可采用罐采样气相色谱-质谱法分析。预监测确定各固定污染源废气中挥发性有机物的组分。
老化后的吸附采样管两端立即用密封帽密封，放在气密性的密封袋或密封盒中保存，并存放于装有活性炭的盒子或干燥器中，4℃保存。必要时，采样前在老化好的吸附管中加入一定量（一般为校准曲线中间浓度）的替代物标准。
3.1、预调查和预监测
3.2、吸附采样管的准备
样品采集
03
按照HJ/T 397中使用吸附管采样系统（下图）采样要求，进行样品采集。
对于使用多层吸附剂的吸附采样管，气体入口端应为弱吸附剂（比表面积小），出口端为强吸附剂。对于外径为6mm的不锈钢吸附采样管，推荐采样流量20~50ml/min。
采样穿透试验样品采集：在吸附采样管后串联一根吸附采样管，同时采样。每批样品应至少采集一根串联吸附采样管，用于监视采样是否穿透。
3.3、吸附管采样
样品采集
03
参照HJ 732进行固定污染源废气挥发性有机物的气袋采样，气袋采用3升聚氯乙烯（Tedlar）袋，采气2升左右。8小时内将气袋与吸附采样管连接，流量50ml/min,至少采气150ml。
3.4、采气袋采样
3.5、全程序空白采样
将密封保存的吸附采样管带到采样现场，同样品吸附管同时打开封帽接触现场环境空气，采样时全程序空白吸附管关闭封帽，采样结束时同样品吸附管接触环境空气，按与样品相同的操作步骤进行处理和测定，用于检查从样品采集到分析全过程是否受到污染。
样品保存与分析
04
吸附采样管采样后，立即用密封帽将采样管两端密封，4℃避光保存，7d内分析。
1、样品保存
样品保存与分析
04
2、样品分析
TD-GCMS结构图
MS
热脱附
GC
样品保存与分析
04
2、样品分析
（1）仪器参考条件：
热脱附仪参考条件：
吸附管初始温度：室温；聚焦冷阱初始温度：室温；干吹流量：30ml/min；干吹时间：2min；吸附管脱附温度：270℃；吸附采样管脱附时间：3min；脱附流量：30ml/min；聚焦冷阱温度：-3℃；聚焦冷阱脱附温度：300 ℃；冷阱脱附时间：3min；传输线温度：120 ℃。通用型冷阱，填料为石墨化碳黑。（吸附管脱附温度和脱附时间具体情况可用适当调整）
气相色谱参考条件：
进样口温度：200 ℃；柱流量（恒流模式）：1.5mL/min；升温程序：35 ℃保持5min,以6 ℃ /min升温至140 ℃ ，再以15 ℃ /min升至220 ℃保持3min。
质谱参考条件
扫描模式：全扫描（Scan）；扫描范围：33amu~180amu（0~6min,）, 33amu~270amu（6min~结束） ；离子化能量：70eV；传输线温度：230 ℃。（为提高灵敏度，可用选择离子扫描方式）
样品保存与分析
04
2、样品分析
（2）校准系列配制：
用微量注射器分别移取25.0、50.0、100、250、500μl标准贮备溶液（）至5ml容量瓶，用甲醇稀释定容至标线，配制成浓度梯度为5.00 μg/L 、10.0 μg/L 、20.0 μg/L 、50.0 μg/L 、100 μg/L的混合标准溶液。（根据实际需要，也可配制高浓度校准系列）
样品保存与分析
04
2、样品分析
（3）标样加载：
将老化好的吸附管装到热脱附标样加载平台上（注意吸附管进气端朝向注射器），用微量注射器取1.0μl混标溶液（校准系列）注入空白吸附管，同时在吸附管中加入1.0μl50μg/ml内标使用液，用50ml/min的 N2吹扫吸附管2min,迅速取下吸附管，用密封帽将吸附管两端密封，得到含量为5.00、10.0、20.0、50.0、100.0ng的标准系列吸附管，每根吸附管的内标含量均为50ng。
样品保存与分析
04
2、样品分析
（3）样品的测定：
参照标样加载步骤，在采好样品的吸附管中加入内标物50ng，按照曲线方法，对样品进行TD-GCMS分析。
结果计算与表示
05
1、目标化合物的定性
根据样品中目标物与标准系列中目标物的保留时间和质谱图，对目标化合物进行定性。
24种VOCs的参考标准总离子图
结果计算与表示
05
2、目标化合物的定量
目标化合物浓度的计算
式中：ρi-气体中目标化合物的浓度，mg/m3；
mi-样品中第i种目标化合物的含量，ng；
Vnd-标准状态下（0 ℃,101.325kPa）干采气体积，ml。
式中：mi- 样品中第i种分析物的含量，ng；
Ai-目标化合物的峰面积；
Ais- 内标化合物的峰面积；
mis-内标化合物的含量，ng。
-平均相对响应因子
06
样品采集
校准
样品
采样器流量校准： 5%＜采样前后流量变化≤10%，应进行修正；流量变化＞10%，应重新采样
替代物采样：必要时每个样品均加入替代物采样，回收效率在91.5%~128%
串联二支吸附采样管采样，如果在后一支吸附采样管中检出目标化合物的量大于总量的10%，则认为吸附采样管发生穿透，本次采集样品无效，应重新采样，并确保目标化合物的采气量＜吸附采样管安全采样体积
每批样品至少做一个全程序空白样品，若其中的目标化合物含量过大可疑时，应对本批数据进行核实和检查
每批样品至少做一个空白加标，回收率符合准确的控制要求
实验室空白：对于Tenax多孔聚合物吸附剂，单个化合物的实验室空白水平≤7ng，新买的或自行填充的吸附采样管需进行空白水平测试和吸附解析效率评价
质量控制
每批样品应带一个校准点，其相对误差在30%以内。若超出允许范围，应重新配制中间浓度点标准溶液，若还不能满足要求，应重新绘制校准曲线。

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