大气监控及案例分析汇总

大气监测主要是监视和测定空气中的污染物种类及其 含量。这些污染物以分子状态和颗粒状态存在于空气 中。下表为空气中的主要污染物及其来源。
（一）监测范围与监测对象
检测范围的划分应根据监测目的和污染物排放情况，以 及所在地区的自然条件和敏感区分布等因素来确定。例 如，当监测范围附近有居民密集区、风景区、名胜古迹 区时，选定的监测范围应将其包括在内；在主导风向的 下风侧，监测范围可适当放大，而在上风侧可适当缩小 其范围。 此外，由于大气污染物的浓度与气象条件有着密切的联 系，因此在监测大气污染物的同时，还需测定风向、风 速、气温、气压和气象湿度等气象要素。
（3）大气污染对物体的腐蚀 大气污染物对仪器、设备和建筑物等，都有腐蚀作用。 如金属建筑物出现的锈斑、古代文物的严重风化等。 （4）大气污染对全球大气环境的影响 大气污染发展至今已超越国界，其危害遍及全球。对 全球大气的影响明显表现为三个方面：一是臭氧层破坏， 二是酸雨腐蚀，三是全球气候变暖。
二.大气监控
（五）大气污染的危害
（1）大气污染对人体和健康的伤害 大气污染物主要通过三条途径危害人体：一是人体表 面接触后受到伤害，二是食用含有大气污染物的食物和 水中毒，三是吸入污染的空气后患了种种严重的疾病。 从下面的表格中，可以看到：各种大气污染物是通过多 种途径进入人体的，对人体的影响又是多方面的。而且， 其危害也是极为严重的。
（四）标准气的配置
为了便于污染物的监测分析，需要将采集到的空气样品配 置成标准气体。标准气的配置主要有静态配气法和动态 配气法两种。 静态配气法是把一定量气态或蒸气态的原料气加到已知体 积的容器中，然后加入稀释气体，混合均匀。根据加入 的原料气和稀释气的量以及容器的容积，即计算出气体 的浓度。
动态配气法能连续不断地配制并供给一定浓度的标准气， 为此需要一个能连续不断供给原料气的气源， 一般常用 钢瓶或渗透管。
（3）环境整体性 环境诸要素之间产生的整体环境效应不是组成该 环境各个要素性质的简单叠加，而是在个体效应基 础上有着质的变化。也就是说，环境整体性质能够 体现环境诸要素的某些特征，但未必反映出各要素 的全部特点，而是各要素综合作用后更为复杂的性 质。
环境要素环境要素可分为自然环境要素和人工环境 要素，主要包括如大气、水体、土壤、植物、人文 遗迹、矿藏、自然遗迹、风景名胜等。 环境要素监测就是以环境的各个部分和局部为对象， 监测影响环境、生态的各种有害物质和因素。 下面主要介绍关于大气的环境监测。
两种配气方法的比较
颗粒物的测定 （五）颗粒态污染物的测定方法
(1)总悬浮颗粒物
总悬浮颗粒物（TSP）的测定是指一定体积的空气 通过已恒重的滤膜，空气中的悬浮颗粒物被阻留在滤 膜上，根据采样前后滤膜重量之差及采样体积，计算 出TSP的质量浓度。
(2)可吸入颗粒物（飘尘）
1.重量法
根据采样流量不同，分为大流量采样重量法和小流量 采样重量法
（二）大气的分层
根据各层大气的不同特点（如温度、成分及电离 程度等），从地面开始依次分为对流层、臭氧层、平 流层、中间层、热层（电离层）和外大气层。
（三）大气成分： 地球上的大气，有氮、氧、氩等常定的气体成 分，有二氧化碳、一氧化二氮等含量大体上比较固 定的气体成分，也有水汽、一氧化碳、二氧化硫和 臭氧等变化很大的气体成分。其中还常悬浮有尘埃、 烟粒、盐粒、水滴、冰晶、花粉、孢子、细菌等固 体和液体的气溶胶粒子。
下面给大家介绍一些与环境问题有关的大气成分：
（1）臭氧 来源：高空通过光化作用，低空通过闪电或有机物氧化及高 空传输。 作用：能大量吸收太阳紫外线，使地面生物免受过量紫外线 的灼伤。 分布：自然大气中含量很少。随高度分布不均匀，也随纬度 和时间而异。 （2）微粒 种类：固体微粒与液体微粒。 影响：影响太阳辐射传输，使能见度变低，有的能起凝结核 的作用。
大气监控及具体的案例分析
环境工程
主要内容
（1）大气环境简介 （2）大气监测方案和方法
（3）大气污染的控制
（4）相关环评案例分析
环境要素
环境的总体质量是通过各环境要素的质量表现出 来的。 环境要素也称作环境基质，是构成人类环境整体 的各个独立的、性质不同的而又服从整体演化规律 的基本物质组分。
环境要素特点
（1）最小限制律
整个环境的质量受到环境诸要素中那个与最优状态 差距最大的要素所制约，即环境诸要素中处于最劣 状态的那个环境要素控制环境质量的高低，而不是 由环境诸要素的平均状态决定，也不能采用处于优 良状态的环境要素去代替和弥补。所以，人们在改 善整个环境质量时，首先应改造最劣的要素。
（2）等值性 等值性说明环境要素对环境质量的作用。 各个环境要素无论在规模上或数量上存在什么 差异，只要它们是处于最劣状态，那么对于环境质 量的限制作用没有本质的区别，就具有等值性。等 值性与最小限制律有着密切联系，前者主要对各个 要素的作用进行比较，而后者强调制约环境质量的 主导要素。
采样：在采样、运输和储存过程中，要避免日光直接 照射
2 钍试剂分光光度法 原理 大气中的SO2用过氧化氢溶液吸收并氧化为硫酸。 硫酸根离子与过量的高氯酸钡反应，生成硫酸钡沉淀， 剩余钡离子与钍试剂作用生成钍试剂-钡络合物（紫 红色）。根据颜色深浅，间接进行定量测定 ① 标准曲线的绘制 ② 将采样后吸收液定容（同标准色列定容体积），按 照上述方法测定吸光度
（四）几种典型的大气污染
（1）煤烟型污染 主要污染源是燃煤。主要污染物是SO2、CO和 微粒 物质，它们遇上低温、高湿的阴天，且 风速很小并伴 有逆温存在的情况时，一次污染 物扩散受阻，易在低 空聚积，生成还原型烟雾。 （2）交通型污染 污染源主要是机动车（汽油车和柴油车）和机动船。 主要污染物是CO、NOX和HC。在相对湿度较低的夏 季睛天，交通污染严重的地区可能会出现典型的二次污 染——光化学烟雾。它对人体、动植物、材料 均会产 生破坏作用，并且严重影响大气能见度。
（三）空气的采样方法：
大气的采样方法很多，选择时要考虑污染物在大气中 的存在状态、污染物的浓度以及分析方法的特点等因 素 。采集大气样品的方法有直接采样法和浓缩采样法 两大类。 当大气中被测组分浓度较高，或者所用分析方法很灵 敏时，一般用直接采样法采取少量样品就可满足分析 需要。
对很多污染物质来说 直接取样还远不能满足分析的要求， 此时需要采用一定的方法将大量的空气样品进行浓缩，使 其满足分析方法灵敏度的要求。另一方面 浓缩样品取样法 取样时间一般都较长，所得的分析结果是在浓缩采样时间 内的平均浓度。所以，它更能反应人体接触的真实情况。 浓缩空气样品通常采用的方法有溶液吸收法、固体阻留法、 低温冷凝法和滤料采集法等。
c扇形布点法 扇形布点法适用于监测区域内风向变化不大时孤立的高架 点情况。 d配对布点法 该方法适用于线源。例如对公路和铁路建设工程进行环境 分析监测。 e功能分区布点法。 多用于区域性常规监测。该方法通常的做法是按工业区、 居民稠密区、交通频繁区、清洁区等分别设若干个监测点， 再按具体污染情况和人力物力条件在各功能区设置一定数 量的采样点。各功能区采样点的数量不要求平均， 一般污 染源较集中的工业区和人口较多的居住区可多设一些。
大流量法使用带有10 μ m以上颗粒物切割器的大流量 采样器采样 小流量法使用小流量采样器
2.压电晶体振荡法
（2）石英晶体飘尘测定仪工作原理
பைடு நூலகம்
3. β 射线吸收法
（3）β 射线飘尘测定仪工作原理
（五）主要气态污染物的测定方法 (1)二氧化硫
1 四氯汞钾溶液吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法
原理：用氯化钾和氯化汞配制成的四氯汞钾吸收液吸 收气样中的二氧化硫，生成稳定的二氯亚硫酸盐络合 物，该络合物再与甲醛和盐酸副玫瑰苯胺作用，生成 紫色络合物，其颜色深浅与SO2含量成正比，用分光光 度法测定
3 荧光法 测定原理：大气样品在波长190～230 nm紫外光下 照射，SO2吸收紫外光被激发至激发态, 返回基态 时发射330nm的荧光，荧光强度与 SO2浓度成正比 4 其他监测方法 （1）恒电流库仑滴定法 （2）溶液电导法
（2）二氧化氮
1 盐酸萘乙二胺分光光度法 原理：用冰乙酸、对氨基苯磺酸和盐酸萘乙二胺配成 吸收液采样，大气中的NO2被吸收转变成亚硝酸和硝酸， 在冰乙酸存在的情况下，亚硝酸与对胺基苯磺酸发生 重氮化反应，然后再与盐酸萘乙二胺偶合，生成玫瑰 红色偶氮染料
（2）监测点的布设方法
监测点位置的布设方法大致有如下五种。 a网格布点法 这种布点法适用于待监测的污染源分布非常分散（面源为 主） 的情况。这种布点方法随机性强，能较好地反映污染 物的空间分布，故多用于城市大气的常规监视性监测中。 b同心圆多方位布点法 该布点法适用于多个污染源且重大污染源相对集中及其所 在地区风向多变的情况。其布点方法是：以排放源为圆心， 在射线和不同半径的同心圆交点上布点。
（二）空气监测的采样技术
空气监测采样点的确定 （1）监测点位置的布设原则
a监测位置应具有较好的代表性，可以反映一定地区范围 内的空气环境污染水平及质量。 b设点时应考虑到当地的自然地理环境、交通和工作条件。 c采样点的位置应包括整个监测区域的高浓度、中浓度和 低浓度三种不同的地方。
d在污染源比较集中、主导风向比较明显的情况下，污染 源的下风方向为主要监测范围，应布设较多的采样点，上 风方向布设少量点作为对照。 e对于不同污染状况应遵循：工业密集的城区和工矿区， 采样点要多设一些 ，郊区和农村则少些；人口密度大的 地区采样点的数目要多些，而人口密度小的地区则可少些， 经常超标的地区采样点数目多一些。
一.大气环境简介
（一）大气圈简介 大气圈是地球外圈中最外部的气体圈层，它包围着海 洋和陆地。大气圈没有确切的上界，在2000 ～ 16000 公里高空仍有稀薄的气体和基本粒子。在地下，土壤和 某些岩石中也会有少量空气，它们也可认为是大气圈的 一个组成部分。大气的密度随着高度的升高而减小，大 约30%的大气质量集中在3000米以下的大气层里； 5500米高度是个中线，以上和以下的大气质量是相等的。 与人类活动息息相关的天气现象和天气系统主要发生在 对流层中，对流层的厚度在中纬度地区为10公里左右。
（3）水汽： 来源：海洋和地面蒸发与植物蒸腾。 分布：随时间、地点变化很大。在铅直方向，一般随高度增 加而减少。 影响：形成云、雾、雨、雪等大气现象。对生物的生长和发 育有重要影响。 （4）二氧化碳： 来源：呼吸作用，有机体的燃烧与分解。 现状：在大气中的含量有增加的趋势。 影响：强烈吸收地面的长波辐射， 引起温室效应的加剧。
（2）大气污染危害生物的生存和发育 大气污染主要是通过三条途径危害生物的生存和发 育的：一是使生物中毒或枯竭死亡，二是减缓生物的正 常发育，三是降低生物对病虫害的抗御能力。植物在生 长期中长期接触大气的污染，损伤了叶面，减弱了光合 作用；伤害了内部结构，使植物枯萎，直至死亡。各种 有害气体中，二氧化硫、氯气和氟化氢等对植物的危害 最大。大气污染对动物的损害，主要是呼吸道感染和食 用了被大气污染的食物。其中，以砷、氟、铅、钼等的 危害最大。大气污染使动物体质变弱，以至死亡。大气 污染还通过酸雨形式杀死土壤微生物，使土壤酸化，降 低土壤肥力，危害了农作物和森林。
① 标准曲线的绘制
② 试样溶液的测定：按照绘制标准曲线的条件和方法 测定采样后的样品溶液吸光度
2 化学发光法
原理：某些化合物分子吸收化学能后，被激发到激发 态，再由激发态返回至基态时，以一定波长的光量子 的形式释放出能量，这种化学反应称为化学发光反应。 利用测量化学发光强度对物质进行定量分析测定的方 法称为化学发光分析法 化学发光NOx监测仪 以O3为反应剂的氮氧化物监测仪可以测定大气中NO、 NO2及其总浓度
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原电池库仑滴定法
库仑池中有两个电极，一是活性炭阳极，二是铂 网阴极，池内充0.1 mol/L磷酸盐缓冲溶液（pH=7）和 0.3 mol/L 碘化钾溶夜。当进入库仑池的气样中含有 NO 2时，则与电解液中的I-反应，将其氧化成I2，而生 成的I2又立即在铂网阴极上还原为 I－，便产生微小电 流。在一定条件下，微电流大小与气样中NO2浓度成正 比，故可根据法拉第电解定律将产生的电流换算成NO2 的浓度，直接进行显示和记录。 测定总氮氧化物时，需先让气样通过三氧化铬氧 化管，将NO氧化成NO2