dA第三章 空气和废气监测
3 空气和废气监测
第三章空气和废气监测第一节空气污染基本知识一、大气、空气和空气污染大气系指包围在地球周围的气体，其厚度达1000—1400km，其中，对人类及生物生存起着重要作用的是近地面约10km内的空气层(对流层)。
清洁干燥的空气主要组分是：氮78.06%、氧20.95%、氩0.93%。
这三种气体的总和约占总体积的99.94%，其余尚有十多种气体总和不足0.1%。
清洁的空气是人类和生物赖以生存的环境要素之一。
随着工业及交通运输等事业的迅速发展，特别是煤和石油的大量使用，将产生的大量有害物质如烟尘、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物等排放到空气中，当其浓度超过环境所能允许的极限并持续一定时间后，就会改变空气的正常组成，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。
这种情况即被称为空气污染。
二、空气污染的危害空气污染会对人体健康和动植物产生危害，对各种材料产生腐蚀损害。
对人体健康的危害可分为急性作用和慢性作用。
空气污染对动物的危害与对人的危害情况相似。
对植物的危害可分为急性、慢性和不可见三种。
空气污染能使某些物质发生质的变化，造成损失，如SO2能很快腐蚀金属制品及使皮革、纸张、纺织器等变脆，光化学烟雾能使橡胶轮胎龟裂等。
三、空气污染源空气污染源可分为自然源和人为源两种。
自然污染源是由于自然现象造成的，如火山爆发时喷射出大量粉尘、二氧化硫气体等；森林火灾产生大量二氧化碳、碳氢化合物、热辐射等。
人为污染源是由于人类的生产和生活活动造成的，是空气污染的主要来源，主要有：(一) 工业企业排放的废气(二) 交通运输工具排放的废气(三) 室内空气污染源室内空气污染可分为四大类：化学性物理性生物性放射性四、空气中的污染物及其存在状态空气中污染物的种类不下数千种，已发现有危害作用而被人们注意到的有100多种。
我国“大气污染物综合排放标准”规定了33种污染物排放限值。
根据空气污染物的形成过程，可将其分为一次污染物和二次污染物。
第三章空气和废气监测12大气
3.1 空气和废气基本知识
五、大气污染物分布的特点 在不同的时间和空间，大气污染物变化较大，称为
时空性。影响时空性的因素： 1、气象条件：风向、风速、大气稳定度的变化。 2、污染源的类型：污染物排放规律及污染物的性质 都影响大气污染的时空性。如排放方式：连续、间断、 季节、高空、低排等排放方式都影响污染物污染程度。 因此，对大气污染物描述，常采用日均、月均、季均 和年均值表示检测结果，而不用瞬时值。
2、方 位： 主导风向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。
3、工业密集区、人口密度大及污染物超标地区，要适 当增设采样点。
3.2 监测方案的制定
4、采样点周围应开阔，采样口水平线与周围建筑物高 度的夹角应不大于30度，交通密集区的采样点应设 在距人行道边缘至少1.5m远处。
适用于孤立的高架点源，且主导风向明显的地区。布点方法： (1)以点源所在位置为顶点 (2)以烟云方向为轴线，在下风向地面上划扇形，为布点范围 (3)扇形夹角一般45－60°(不能超过90°)
(4)采样点放在扇形内，距点源不
同距离的弧线上(近密远疏)，
(5)每条弧线上设3－4个点，相邻
对 照
两点与顶点夹角一般取10－20°
3.1 空气和废气基本知识
3、大气的成分和组成 干洁空气含：氮：78.06%；氧：20.95%；氩： 0.93%和不到0.1%其它气体。
❖ 湿空气：实际上空气中水蒸汽是重要组成部 分，其浓度随地理位置和气象条件不同而异， 一般在0.01-4%．
❖ 杂 质：工业、农业、交通、建筑等排放的 尘和气体，即为空气中的杂质。
3.1 空气和废气基本知识
三、空气污染源 1、自然污染源：火山爆发、森林火灾等. 2、人为污染源：
空气和废气监测 PPT
4、采样点周围应开阔，障碍物顶点至采样点位连线与 地面夹角不大于30℃。测点周围无局地污染源，并避开 树木及吸附能力较强的建筑物。 5、各采样点的设置条件应尽可能一致或标准化，使获 得的监测数据具有可比性。 6、采样高度根据监测目的而定。如研究大气污染对人 体的危害，采样口高度为1.5-2m；如研究大气污染对植 物或器物的影响，采样口高度应与植物或器物高度相近。 连续采样例行监测采样口高度应距地面3－15m。
3.为政府部门执行有关环境保护法规，开展 环境质量管理、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
空气污染源分布及排放情况 2. 气象资料 3. 地形资料 4. 土地利用和功能分区情况 5. 人口分布及人群健康情况
空气和废气监测
三、监测项目
空气污染常规监测项目
采样时，打开瓶塞上的活门，利用瓶内的负压使气样入瓶， 关闭活门。
空气和废气监测
空气和废气监测
二、富集(浓缩)采样法
适用于大气污染物浓度较低（ppm-ppb数 量级），富集采样时间一般较长，测量结果
代表采样时间平均浓度。
1. 溶液吸收法 2. 填充柱阻留法 3. 滤料阻留法 4. 低温冷凝法
5. 静电沉降法 6. 扩散（或渗透法） 7. 自然积集法 8. 综合采样法
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吸收管
① 溶液吸收法
气体吸收管（瓶）示意图
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气泡吸收管
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（二）采样站(点)数目的确定
我国空气环境污染例行监测采样点设置数目
空气和废气监测
WHO推荐的城市空气自动监测站(点)数目
空气和废气监测
（三）采样点布设方法
采样前先调查相关资料，设计监测方案。
《环境监测奚旦立》
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二、富集(浓缩)采样法 （一）溶液吸收法
图3.7 气体吸收管（瓶）示意图
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（二）填充柱阻留法
吸附型填充柱，分配型填充柱，反应型填充柱。
空气
颗粒状填充剂
﹡。﹡。﹡。﹡。﹡。﹡。。
抽气泵
组分
图3.8 填充柱阻留法示意图
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监测项目
采样时间和频率
二氧化硫
二氧化氮 (或氮氧化物) 总悬浮颗粒物
灰尘自然沉降量
Hale Waihona Puke 隔日采样，每天连续采样24±0.5 h， 每月14～16 d，每年12个月 同二氧化硫
隔双日采样，每天连续采样24±0.5 h， 每月5～6 d，每年12个月 每月采样30±2 d，每年12个月
硫酸盐化速率
每月采样30±2 d，每年12个月 整理ppt
▪ 为研究空气质量的变化规律和发展趋势、开展空 气污染的预测预报以及研究污染物迁移转化情况 提供基础资料。
▪ 为政府环保部门执行环境保护法规、开展空气质 量管理及修订空气质量标准提供依据和基础资料。
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二、调研及资料收集
（一）污染源分布及排放情况 （二）气象资料 （三）地形资料 （四）土地利用和功能分区情况 （五）人口分布及人群健康情况
六、采样方法、监测方法和质量保证
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。
尽可能选择国家标准方法——《空气和废气监 测分析方法》（第四版）
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第三节 空气样品的采集方法和 采样仪器
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一、直接采样法
（一）注射器采样 （二）塑料袋采样 （三）采气管采样 图3.5 真空采气瓶示意图 （四）真空瓶采样
第3章--空气和废气监测
第三章空气和废气监测第一节空气污染基本知识一、大气、空气和空气污染二、空气污染的危害三、空气污染源（一）工业企业排放的废气（二）交通运输工具排放的废气四、空气中的污染物及其存在状态（一）分子状态污染物（二）粒子状态污染物粒径大于l0μm的颗粒物能较快地沉降到地面上，称为降尘。
粒径小于10μm的颗粒物(P M10，P a r t i c u l a t e M a t t e r)可长期飘浮在空气中，称为可吸入颗粒物或飘尘（I P，I n h a l a b l e P a r t i c u l a t e M a t t e r s）。
五、空气中污染物的时空分布特点与其他环境要素中的污染物质相比较，空气中的污染物质具有随时间、空间变化大的特点。
空气污染物的时空分布及其浓度与污染物排放源的分布、排放量及地形、地貌、气象等条件密切相关。
六、空气中污染物浓度表示方法（一）单位体积质量浓度单位体积质量浓度是指单位体积空气中所含污染物的质量数，常用m g/m33或μg/m33表示。
（二）体积比浓度体积比浓度是指100万体积空气中含污染气体或蒸气的体积数，常用m L/m33和μL/m33表示。
两种浓度表示方法之间的换算：第二节空气污染监测方案的制订一、监测目的通过对环境空气中主要污染物质进行定期或连续地监测，判断空气质量是否符合《环境空气质量标准》或环境规划目标的要求，为空气质量状况评价提供依据。
为研究空气质量的变化规律和发展趋势、开展空气污染的预测预报以及研究污染物迁移转化情况提供基础资料。
为政府环保部门执行环境保护法规、开展空气质量管理及修订空气质量标准提供依据和基础资料。
二、调研及资料收集（一）污染源分布及排放情况（二）气象资料（三）地形资料（四）土地利用和功能分区情况（五）人口分布及人群健康情况三、监测项目四、监测站(点)的布设（一）布设采样站(点)的原则和要求（二）采样站(点)数目的确定五、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。
环境监测03大气和废气监测
响。
粒子状态污染物（但P148）
是分散在大气中的液体和固体颗粒。粒径大小在0.01-100 µ m
之间，复杂的非均匀体系。
直径>10 µ m为降尘，直径≤ 10µ m为飘尘或可吸入颗粒，又
名气溶胶(雾fog，烟smoke，尘dust)。
空气污染常规测定项目—总悬浮颗粒物（TSP）是空气动力
非甲烷烃通常是指除甲烷以外的所有可挥发的碳氢
化合物(其中主要是C2～C8)，又称非甲烷总烃。
大气中的NMHC超过一定浓度，除直接对人体健康
有害外，在一定条件下经日光照射还能产生光化学
烟雾，对环境和人类造成危害。
监测环境空气和工业废气中的NMHC有许多方法，
但目前多数国家采用气相色谱法。
空气监测技术路线（但P151）
（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
（6）采样点的周围开阔，采样口水平线与周围建筑物高度
的夹角不应大于30°。测点周围无局地污染源，并应避开树 木及吸附能力较强的建筑物。交通密集区的采样点应设在距 人行道边缘至少1.5m远处。
（一）布设采样点的原则和要求（但P154）
（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
（一）布设采样点的原则和要求（但P154）
化剂 photochemical oxidants，PAN）
分子状态污染物（但P148）
沸点低，气体分子形式存在，并以分子状态进入大
环境监测：第三章 大气和废气监测
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4.2 氮氧化物（NOX）的测定
空气中的NOX有多种存在形态，NO2和NO是主 要存在形态。
NO为无色、无臭、微溶于水的气体，在空气中 易被氧化成NO2。NO2为棕红色具有强刺激性臭 味的气体，毒性比NO高4倍，是引起支气管炎、 肺损害等疾病的有害物质。
测定方法：盐酸萘乙二胺分光光度法、原电池库 仑法、化学发光法
30
4.2.2 化学发光法
M
NO + O3
NO2*
2NO2
催化剂
NO2* + O2 NO2 + hv 2NO + O2
测NO、NO2含量，在流量计后接三通阀， 一路直通反应室，一路经转换器通反应室，两 者相减为NO2
31
仪器结构
1，18－尘埃过滤器；2－NO2转化器;3，7－电磁阀；4，6，19－针形法； 5，9－流量计；8－膜片阀；10－O3发生仪；11－反应室及滤光片；12 －光电倍增管；13－放大器；14－指示表；15－高压电源 ；16－稳压电 源；17－氧气处理装置；20－三通管；21－抽气泵
21
4.2.1 盐酸萘乙二胺分光光度法 HJ 479-2009
1、原理：
NO 吸收液 NO2
HNO2
冰醋酸
对氨基 苯磺酸
重氮化 盐酸萘乙二胺 玫瑰红色
反应
偶氮染料
540nm处测吸光度。标准曲线定量。
22
2NO2+H2O
HNO2+HNO3
HO3S
NH2 + HNO2 +CH3COOH
HO3S
+ +
(
A1 A0) bVs K
a
0.269
大气和废气监测教材
大气和废气监测教材第一章：大气监测概述大气监测是指对大气中的各种气体和颗粒物质进行监测和分析，以了解大气环境质量和污染状况，保护人类健康和生态环境的行为。
大气监测的重要性日益突显，随着工业化和城市化的发展，大气环境污染成为威胁公众健康的重要问题。
1.1 大气监测的意义大气监测是保护环境和人类健康的重要手段。
通过对大气中污染物质的监测，可以及时发现污染源头，制定控制措施，提高大气质量，降低污染物对人体的危害。
另外，大气监测也是科学研究的基础，为大气环境治理、气候变化研究提供重要数据支持。
1.2 大气监测方法大气监测方法主要包括传统的站点监测和现代的遥感监测两种。
传统的站点监测通过设置监测站点，采集大气样品进行分析，可以获得详细的实时监测数据。
而遥感监测则利用卫星和无人机等技术，对大范围的大气进行监测，具有覆盖范围广、实时性强等优点。
第二章：废气监测原理废气是工业生产和生活活动中产生的含有有害物质的气体，如果排放不及时、不合格，则会对环境和人类健康造成威胁。
废气监测是对工业企业、公共场所等进行废气排放监测，以保障环境质量和公共健康。
2.1 废气监测参数废气监测参数一般包括氧气浓度、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳等。
不同行业和企业排放的废气成分不同，因此需要根据具体情况选择监测参数。
2.2 废气监测方法废气监测方法主要分为在线监测和离线监测两种。
在线监测是通过安装监测设备直接对废气进行实时监测，可以及时掌握废气排放情况；离线监测则是收集废气样品后在实验室进行分析，能够获得更精确的监测结果。
第三章：大气和废气监测技术应用大气和废气监测技术的应用范围广泛，涉及环境保护、资源利用、应急响应等多个领域。
以下是几种常见的技术应用：3.1 大气监测技术在城市规划中的应用大气监测技术可以帮助城市规划者了解城市大气环境质量，指导城市建设和交通规划，减少污染源，改善生态环境，提高城市宜居性。
3.2 废气监测技术在工业排放管理中的应用废气监测技术可以帮助工业企业控制废气排放，遵守环保法规，减少对环境的污染，提高生产效率和企业形象。
【环境课件】第三章 大气和废气监测
1．室内空气污染物的分类 （1）化学性污染：主要由建筑材料，装饰材料带
来的（有机挥发性毒物）；烹饪吸烟等带来的油 烟污染物。
（2）物理性污染：温度、相对湿度、通风率、新 风量等
如 果 吸 收 液 高 度 为 H， 气 体 流 速 为 V， 则 气 泡 接 触 液
体的时间为H/V，则气体在通过吸收液的时间内，气
液总接触面积为 A总=3Q/r·H/V
A总
3Q H rV
从上式看出，当气体流量一定时，吸收液高度越高， 气泡半径越小，流速越慢，则气液总接触面越大。吸 收速度越快，增大气液接触面积要选择合适的吸收管。
液的气溶胶污染物 2．方法要点:采样时，用抽气装置将欲测气样以
一定流量抽入装有吸收液的吸收管。采样结束后， 倒出吸收液进行测定。 3．决定吸收率的因素 A 吸收速度是决定采样效率的关键因素
示例
（1） 气体被吸收的原理气一液界面上被测组分的分子溶解 到吸收液中
（2） 吸收液与被测组分发生化学反应，其吸收速度快于只 靠溶解性吸收。
吸收管装5～10ml吸收液，采样流量0.1～1.0 l/min. 小 吸 收 瓶 装 吸 收 液 1 0 ～ 3 0 ml。 采 样 流 量 0.5～2.0 l/min。大吸收瓶装吸收液50～100ml， 采样流量30 l/min。
（二）填充柱阻留法
采样方法要点 用一根长6—12cm，内径3—5mm的 玻管或塑料管内装颗粒填充剂而制成，采样时让 气样以一定流速通过填充剂，被测组分因吸附， 溶解或化学反应等作用被阻留在填充剂上达到浓 缩采样目的，采样后通过解吸或溶剂洗脱，使被 测组分从填充剂上释放出来便于测定。