(环境监测)第二节空气污染监测方案的制订

O3
日最大8小时 滑动
104 1.524
86
75
108
1.27
140
128
102 0.298
165
133
81
0.693
179
168
97
0.777
150
115
94
1.322
113
104
91
1.088
91
76
99
1.119
150
114
100 0.968
127
106
2.网格布点法
3.同心圆布点法
——半径间距和污染物 扩散规律有关
测
空
气
降 水
pH、电导率
监
测
按地方情况增加的必 测项目
选测项目
TSP 、总氧化剂、总 CS2、Cl2、氯化氢、硫酸雾、 烃、F2、HF、B(a)P、 HCN、NH3、Hg、Be、铬酸 Pb、H2S、硫酸盐化 雾、非甲烷烃、芳香烃、苯 速率、光化学氧化剂、乙烯、酚、甲醛、甲基对硫
灰尘自然沉降量
磷、异氰酸甲酯等
(1) 物理作用 (2) 化学反应
吸收液的选择原则：
1）与被采集的物质发生化学反应快或对其溶解度大。 2）污染物质被吸收液吸收后，要有足够的稳定时间，以 满足分析测定所需时间的要求。 3）污染物质被吸收后，有利于下一步分析测定，最好能 直接用于测定。 4）吸收液毒性小、价格低、易于购买，且尽可能回收利 用。
气样通过采样管时，分配系数大的或溶解度大的组分阻留在填充 柱表面的固定液上。
适于对蒸气和气溶胶态物质（如六六六、 DDT 、多氯联苯等）的 采集。
③反应型填充柱：
填充剂：由惰性多孔颗粒物(如石英沙、玻璃微球) 或纤维状物(如滤纸、玻璃棉等)表面涂渍能与被测 组分发生化学反应的试剂制成。也可用纯金属丝毛 或细粒作填充剂
根据污染物的存在状态、浓度、理化性质及监 测方法选择采样方法和仪器。
选择采样方法的根据是： (1)污染物在大气中的存在状态； (2)污染物浓度的高低； (3)污染物的物理、化学性质； (4)分析方法的灵敏度。
采集大气样品的方法可分为直接采样法和 富集（浓缩）采样法。
一、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。
表37污染物监测数据统计有效性的规定旧污染物取值时间数据的统计有效性规定so年平均每年至少有分布均匀的144个日均值每月至少有分布均匀的12个日均值soco日平均每日至少有18h的采样时间so1小时平均每小时至少有45min的采样时间tsppm10pb年平均每年至少有分布均匀的60个日均值每月至少有分布均匀的5个日均值tsppm10bappb日平均每日至少有12h的采样时间pb季平均每季至少有分布均匀的15个日均值每月至少有分布均匀的5个日均值1小时平均每小时至少有45min的采样时间日平均每日至少有12h的采样时间月平均每月至少采样15d以上植物生长季平均每一个生长季至少有70个月平均值根据污染物的存在状态浓度理化性质及监测方法选择采样方法和仪器
（9）在建筑物上安装监测仪器时，监测仪器的采样口 离建筑物墙壁、屋顶等支撑物表面的距离应大于1m。
（12） ……
采样点数目
表3-4 我国空气环境污染例行监测采样点设置数目
市区人口/万人 <50
50～100 100 ～ 200 200 ～ 400
>400
SO2、NOx、TSP 3 4 5 6 7
灰尘自然沉降量 ≥3
气样通过填充柱时，被测组分在填充剂表面因发生 化学反应而被阻留
采样量和采集速度大，富集物稳定，对气态、蒸汽 态和气溶胶态物质有较高的富集效率
填充柱阻留法(固体阻留法)的优点：
①用固体采样管可以长时间采样，测得大气中日平均或一 段时间内的平均浓度值；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；
图3-4 采气管
4)真空瓶采样
真空瓶是一种具有活塞的 耐压玻璃瓶，容积一般为 500-1000mL 。采样前，先 用抽真空装置把采气瓶内气 体抽走，使瓶内真空度达到 1.33KPa ， 之 后 ， 便 可 打 开 旋塞采样，采完即关闭旋塞， 则采样体积即为真空瓶体积。
实际采样体积：
图3-5 真空瓶
4.扇形布点法
——点源布点
以污染源或污染源群为中 心，沿放射线方向向外扩 散，采样点布在同心圆上。 采样时要注意主导风向， 主轴与主导风向要一致， 应该布点于下风向。
表3-6 50m高烟囱排放污染物最大地面浓度出现位置与气象条件的关系
大气稳定度 不稳定 中性 稳定
最大浓度出现位置(相当于烟囱高度的倍数) 5 ～ 10 20左右 40以上
2）塑料袋采样
应选不吸附、不渗漏，也不与样气中污染组分发生 化学反应的塑料袋，如聚四氟乙烯袋、聚乙烯袋、聚 氯乙烯袋和聚酯袋等，还有用金属薄膜作衬里（如衬 银、衬铝）的塑料袋。
采样时，先用二联球打进现场气体冲洗 2-3 次，再 充满样气，夹封进气口，带回实验室尽快分析。
3) 采气管采样
容积在100～500mL之间。 原理：将要采集的大气由采样管的一端充入， 使采气管中的原有气体从另一端流出，通入被 采气体的量要比采气管的容积大6～10倍，才 能使采气管中的原有气体被气样完全置换。采 气体积等于采气管的容积。
填充剂
空气
﹡。﹡。﹡。﹡。﹡。﹡。。
抽气泵
组分
根据填充剂阻留作用的原理，可分：吸附型、分 配型和反应型三种类型。
①吸附型填充柱：
所用填充剂为颗粒状固体吸附剂，如活性炭、硅胶、分 子筛、氧化铝、素烧陶瓷、高分子多孔微球等多孔性物 质，对气体和蒸气吸附力强。
②分配型填充柱：
所用填充剂为表面涂有高沸点有机溶剂（如甘油异十三烷）的惰 性多孔颗粒物（如硅藻土、耐火砖等）
站点名称
SO2
NO2
24小时 24小时
奥体中心
22
66
草场门2839Fra bibliotek迈皋桥
28
74
浦口
25
44
瑞金路
36
93
山西路
37
64
仙林大学城 16
62
玄武湖
28
91
中华门
33
94
PM10 24小时
187 196 205 142 164 176 155 197 185
PM2.5 24小时
CO 24小时
O3
日最大1 小时
U型多孔玻板吸收管可装5mL吸收 液，采样流量为0.1～1.0L/min。小型 吸收瓶装有10～30ml吸收液，采样流 量为0.5～2.0L/min；大型装50～100 mL吸收液采样流量为10～100L/min 。
原理：是在内管出气口熔接一块多 孔性的砂芯玻板，当气体通过多孔玻板 时，一方面被分散成很小的气泡，增大 了与吸收液的接触面积；另一方面被弯 曲的孔道所阻留，然后被吸收液吸收。
（一） 溶液吸收法
采集空气中气态、蒸气态及某些气溶胶态污染 物质的常用方法。
采样时．用抽气装置将欲测空气以一定流量抽 入装有吸收液的吸收管(瓶)。采样结束后，倒出吸 收液进行测定，根据测得结果及采样体积计算大气 中污染物的浓度。
溶液吸收法的吸收效率：与吸收速度和样气与 吸收液的接触面积有关 。
吸收原理：
每年至少有分布均匀的60个日均值，每月至少 有分布均匀的5个日均值
每日至少有12 h的采样时间
每季至少有分布均匀的15个日均值，每月至少 有分布均匀的5个日均值 每小时至少有45 min的采样时间 每日至少有12 h的采样时间 每月至少采样15 d以上
每一个生长季至少有70%个月平均值
第三节 空气样品的采集方法 和采样仪器
适用：采集气溶胶态物质。 原因：被采气样快速从喷嘴喷出冲向管底时， 气溶胶颗粒因惯性作用冲击到管底被分散，从而易 被吸收液吸收。管内有一尖嘴玻璃管作冲击器。 不适用：采集气态和蒸气态物质。气体分子的 惯性小，在快速抽气情况下，容易随空气一起跑掉。
3.多孔玻板吸收管（瓶）
U型多孔玻板 吸收管
玻璃筛板吸收瓶
常用的吸收管
1.气泡吸收管
可装5～10mL吸收液，采样流量为0.5～2.0L/min。 适用：气态和蒸气态物质。 不适用：气溶胶态物质，因不能像气态分子那样快 速扩散到气液界面上，故吸收效率差。
2.冲击式吸收管
有 小 型 ( 装 5 ～ 10mL 吸 收 液 ， 采 样 流 量 为 3.0L/min)和大型(装50～100mL吸收液，采样流量 为30L/min)两种规格。
此法测得的结果为瞬时浓度或短时间内的平均浓度。
（一) 注射器采样
常用 100mL 注射器采集有机蒸汽样品。 采样时，先用现场气体抽洗 2-3 次，然后 抽取 100mL ，密封进气口，带回实验室 分析。样品存放时间不宜长，一般当天分 析完。气相色谱分析法常采用此法取样。 取样后，应将注射器进气口朝下，垂直放 置，以使注射器内压略大于外压。
第二节 空气污染监测方案的制订
三、监测项目
表3-2 空气污染必测和选测项目
必测项目
选测项目
SO2 NO2 CO O3 PM10 PM2.5
TSP Pb B(a)P NOx 氟化物 有毒有害有机物
表 空气污染常规监测项目
类 别
必测项目
空
气 污 染
SO2、 NO2、 CO 、O3、
物 PM10、PM2.5 监
4 ～8 8 ～ 11 12 ～ 20 20 ～ 30
硫酸盐化速率 ≥6
6 ～ 12 12 ～ 18 18 ～ 30 30 ～ 40
表3-5 WHO建议的城市地区空气污染趋势监测站(点)数目
市区人口/万人 可吸入颗粒物
SO2
NOx 氧化剂 CO
风向、风速
≤100
2
2
1
1
1
1
100 ～ 400
5
5
2
2
图 颗粒物采样夹和滤料采样装置示意图
（四）低温冷凝法
是借致冷剂的致冷作用使空气中某些低沸点气态 物质被冷凝成液态物质，以达到浓缩的目的。适用于 常温下难于被固体吸附剂完全阻留的一些低沸点气态 化合物如烯烃类、醛类等。
优点：效果好、采样量大、利于组分稳定。
表 常用致冷剂
名称 冰
冰-食盐 冰-二氯乙烯 干冰-乙醇 干冰-乙醚 干冰-丙酮
2
2
400 ～ 800
8
8
4
3
4
2
>800
10
10
5
4
5
3
（二）布设监测站(点)和采样点的方法
1. 功能区布点法
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。
多用于区域性常规监测。
站点空气质量日报 2013年10月20日
适合于：采集气态和蒸气态物质， 气溶胶态物质。
2）填充柱阻留法
填充柱阻留法(固体阻留法)：填充柱是用一根6～10cm 长,内径3～5mm的玻璃管或塑料管，内装颗粒状或纤维状 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，使被测组分从填充剂上释放出来测定。
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。
常用滤料
纤维状滤料：滤纸、玻璃纤维滤膜、 聚氯乙烯滤膜等；
筛孔状滤料：微孔滤膜、核孔滤膜、 银薄膜等。
注意：所使用的每张滤膜在使用前 均需用X光片机进行光照检查，不得 使用有针孔或任何缺陷的滤膜采样。
K+、Na+、Ca2+、 Mg2+、NH4+、 SO42－、NO3－、Cl－
四、监测站（点）和采样点的布设
（一）布设原则和要求
选择监测点需要考虑许多有关污染物迁移与扩散的变量， 应考虑以下问题：
（1）监测点周围50m范围内不应有污染源。 ……
（7）对于手工间歇采样，其采样口离地面高度应为 1.5~15m；对于自动监测采样，其采样口或监测光束离地面 的高度应为3~15m；对于道路交通的污染监测点，其采样口 离地面高度应为2~5m。
②只要选择合适的固体填充剂，对气态、蒸气态和气溶胶 态物质都有较高的富集效率，而溶液吸收法一般对气溶胶 吸收效率要差些；
③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，有时可放置几天或几周也不发生变化。
固体阻留法是大气污染监测中具有广阔发展前景的富集 方法。
（三）滤料阻留法 —颗粒物采集
五、采样频率和采样时间
采样频率系指在一个时段内的采样次数。
采样时间指每次采样从开始到结束所经历的时间。
二者要根据监测目的、污染物分布特征、分析方 法灵敏度等因素确定。
分为短期采样、间歇性采样、长期采样。
表3-7 污染物监测数据统计有效性的规定（旧）
污染物 SO2、NOx、NO2 SO2、NOx、NO2、CO SO2、NOx、NO2、CO、O3
V
V0
PPB P
图3-6 真空瓶抽真空装置
二、富集（浓缩）采样法
大气中的污染物质浓度比较低(10-9～10-6数量 级)，需要用富集采样法对大气中的污染物进行浓缩。 具体方法包括：溶液吸收法、填充柱阻留法、滤料 阻留法、低温冷凝法、静电沉降法及自然沉降法等。
富集（浓缩）采样法采样时间一般较长，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。
取值时间 年平均 日平均 1小时平均
数据的统计有效性规定 每年至少有分布均匀的144个日均值， 每月至少有分布均匀的12个日均值
每日至少有18 h的采样时间
每小时至少有45 min的采样时间
TSP、PM10、Pb TSP、PM10、B(a)P、Pb Pb
F
年平均
日平均
季平均 1小时平均 日平均 月平均 植物生长季平均