空气和废气监测教材PPT(共 32张)
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一、二氧化硫 1.来源：
①天然源：火山爆发
②人工源：含S燃料的燃烧 、 矿石冶炼、化工厂生产过 程的产物。
2.二氧化硫的性质和危害
性质：无色、易溶于水、有刺激性气味的气体
危害：1.对人体的影响
2.对建筑物的影响
3.对森林的影响
4.对水体的影响
酸雨使大量植物受损
湖泊由于水的流 动量低，湖泊很 易变酸，而水体 变酸后，大部分 水生物种便不能 生存，生物多样 化会減少
3.二氧化硫采样及样品保存
① 短时间采样：根据空气中SO2浓度的高低，采用内装10mL吸 收液的U形多孔玻板吸收管，以0.5L／min的流量采样。
吸收液温度的最佳范围在23～29℃。 ② 24h连续采样：用内装50mL吸收液的多孔玻板吸收瓶，以0.2 ～ 0.3L ／ min 的 流 量 连 续 采 样 24h 。 吸 收 液 温 度 须 保 持 在 23 ～ 29℃范围。 ③ 放置在室(亭)内的24h连续采样器：进气口应连接符合要求的 空气质量集中采样管路系统，以减少二氧化硫气样进入吸收器 前的损失。
吸收液的吸收原理：
气体分子溶解于溶液中的物理作用；
气体分子和溶液发生化学反应。
吸收液的选择与原被则采？集的物质发生化学反应快或对其溶解度大； 吸收管的类型污:染物质被吸收液吸收后，要有足够的稳定时间，以满 气泡吸收管足：分适析测宜定采所集需气时态间、的蒸要气求态；物质 冲击式吸 收污管染：物质适被宜吸采收集后气，溶应胶有态利物于质下一步分析测定，最好能
效率高）
4、低温冷凝法
① 原理：当大气中某些沸点比较低的气态污染物质，通过低 温填充柱时，因冷凝而凝结在采样管底部，从而达到富集的目 的。 ② 特点：效果好，采样量大，利于组分稳定，但空气中的水 蒸气、二氧化碳、氧会干扰测定。
低温冷凝采样器
5、自然积集法
① 原理：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。
环境监测
第三章 空气和废气监测
（二）
刘璇 化学工程与现代材料学院
第三节 空气样品的采集方法和采样仪器
采集空气样品的方法可归纳为直接采样法和富集（浓缩 ）采样法。
一、直接采样法
注射器采样 ——常用100mL注射器采集有机蒸汽样品； 塑料袋采样 采气管采样 真空瓶采样
二、富集（浓缩）采样法
1.溶液吸收法
② 燃烧过程中空气中的N2在高温（>2100℃）条件下氧化
生成NOx。其机理为链反应机制：
O2 O O （极快）
O N2 NO N （极快）
可吸入颗粒物采样器
便携式大采气样T采S器P样工采器作样实原器物实理照物示片照意图片
四、采样效率
指在规定的采样条件（如采样流量、污染物浓度范围、采 样时间等）下所采集到的污染物量占其总量的百分数。 1.采集气态和蒸气态污染物质效率的评价方法
绝对比较法
K c1 100% c0
Leabharlann Baidu
相对比较法
K c1 10% 0 c1c2c3
直接用于测定；
多孔筛板吸收管（瓶）：多元化
吸收液毒性小、价格低、易于购买,且尽可能回收利用。
2.填充柱阻留法
① 原理：玻璃管或塑料管内装颗粒状填充剂，让气体以一 定流速通过填充柱，欲测组分被阻留在填充剂上，达到 浓缩采样目的。
② 气体与填充剂发生作用：吸附、溶解、化学反应 ③ 填充剂类型： 吸附型：活性炭、硅胶、分子筛、高分子多孔微球 分配型：涂高沸点有机溶剂的惰性多孔颗粒物 反应型：惰性多孔颗粒物、纤维状物表面能与被测组分
2.采集颗粒物效率的评价方法 用另一个已知采样效率高的方法同时采样，或串联在后面进 行比较得知。
五、采样记录
被测污染物的名称及编号； 采样地点和采样时间； 采样流量和采样体积； 采样时的温度、大气压力和天气情况； 采样仪器和所用吸收液； 采样者、审核者姓名。
第四节 气态和蒸气态污染物质的测定
②影响因素： 概念：大气中自然降落于地面的颗粒物 降 湿法：在圆筒形玻璃缸中加入一定量的水 尘试 干法：不加水，用标准集尘器，利于尘自然降落其中
样 采 集
标准集尘器示意图
干法采样集尘器示意图
三、采样仪器 1.组成：收集器 ＋ 流量计 ＋ 采样动力
2.专用采样器
（1）空气采样器 （2）颗粒物采样器 总悬浮颗粒物采样器
N3 O 2 H 2H 1 2N 2 O 5 2H 2 O
一般认为N2O没有明显的污染效应。 主要讨论：一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2），用通式 NOx表示（NOx不包括N2O）。
燃料燃烧过程中NOx的形成机理
① 燃料中的含氮化合物在燃烧过程中氧化生成NOx，即
含氮化合物+O2→NOx。
发生化学反应试剂
3、滤料阻留法
① 原理：将过滤材料（滤纸、滤膜）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， 通过称量过滤材料上富集的颗粒物质量，而测定颗粒物 浓度的方法。
② 常用滤料：滤纸、玻璃纤维滤膜、微孔滤膜、核孔滤膜 等
③ 影响因素： 滤料 采样速度颗（粒低物速采时样细夹小和滤颗料粒采物样效装率置高示，意高图速时大颗粒物
②甲醛缓冲液吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法 气样中的SO2被甲醛缓冲液吸收后，生成稳定的羟基甲基
磺酸加成化合物，加入氢氧化钠溶液使加成化合物分解，释 放出SO2与盐酸副玫瑰苯胺反应，生成紫红色络合物，其最大 吸收波长为577nm，用分光光度法定量。
③钍试剂法
④恒电流库仑滴定法
二、氮氧化物
大气中含量较高的氮氧化物包括氧化亚氮（N2O）、一氧 化氮（NO）和二氧化氮（NO2）。其中：氧化亚氮（N2O）是 低层大气中含量最高的含氮化合物，其主要来自天然源，即由 土壤中硝酸盐（NO3-）经细菌的脱氮作用而产生：
④ 样品运输和储存过程中，应避光保存。
二氧化硫的采集（样）
气泡吸收管
冲击式吸收管
多孔筛板吸收管
4. 二氧化硫的测定方法
①四氯汞钾溶液吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法 空气中的SO2被四氯汞钾溶液吸收后，生成稳定的二氯亚
硫酸盐络合物，该络合物与甲醛及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，可用分光光度 法比色定量。
①天然源：火山爆发
②人工源：含S燃料的燃烧 、 矿石冶炼、化工厂生产过 程的产物。
2.二氧化硫的性质和危害
性质：无色、易溶于水、有刺激性气味的气体
危害：1.对人体的影响
2.对建筑物的影响
3.对森林的影响
4.对水体的影响
酸雨使大量植物受损
湖泊由于水的流 动量低，湖泊很 易变酸，而水体 变酸后，大部分 水生物种便不能 生存，生物多样 化会減少
3.二氧化硫采样及样品保存
① 短时间采样：根据空气中SO2浓度的高低，采用内装10mL吸 收液的U形多孔玻板吸收管，以0.5L／min的流量采样。
吸收液温度的最佳范围在23～29℃。 ② 24h连续采样：用内装50mL吸收液的多孔玻板吸收瓶，以0.2 ～ 0.3L ／ min 的 流 量 连 续 采 样 24h 。 吸 收 液 温 度 须 保 持 在 23 ～ 29℃范围。 ③ 放置在室(亭)内的24h连续采样器：进气口应连接符合要求的 空气质量集中采样管路系统，以减少二氧化硫气样进入吸收器 前的损失。
吸收液的吸收原理：
气体分子溶解于溶液中的物理作用；
气体分子和溶液发生化学反应。
吸收液的选择与原被则采？集的物质发生化学反应快或对其溶解度大； 吸收管的类型污:染物质被吸收液吸收后，要有足够的稳定时间，以满 气泡吸收管足：分适析测宜定采所集需气时态间、的蒸要气求态；物质 冲击式吸 收污管染：物质适被宜吸采收集后气，溶应胶有态利物于质下一步分析测定，最好能
效率高）
4、低温冷凝法
① 原理：当大气中某些沸点比较低的气态污染物质，通过低 温填充柱时，因冷凝而凝结在采样管底部，从而达到富集的目 的。 ② 特点：效果好，采样量大，利于组分稳定，但空气中的水 蒸气、二氧化碳、氧会干扰测定。
低温冷凝采样器
5、自然积集法
① 原理：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。
环境监测
第三章 空气和废气监测
（二）
刘璇 化学工程与现代材料学院
第三节 空气样品的采集方法和采样仪器
采集空气样品的方法可归纳为直接采样法和富集（浓缩 ）采样法。
一、直接采样法
注射器采样 ——常用100mL注射器采集有机蒸汽样品； 塑料袋采样 采气管采样 真空瓶采样
二、富集（浓缩）采样法
1.溶液吸收法
② 燃烧过程中空气中的N2在高温（>2100℃）条件下氧化
生成NOx。其机理为链反应机制：
O2 O O （极快）
O N2 NO N （极快）
可吸入颗粒物采样器
便携式大采气样T采S器P样工采器作样实原器物实理照物示片照意图片
四、采样效率
指在规定的采样条件（如采样流量、污染物浓度范围、采 样时间等）下所采集到的污染物量占其总量的百分数。 1.采集气态和蒸气态污染物质效率的评价方法
绝对比较法
K c1 100% c0
Leabharlann Baidu
相对比较法
K c1 10% 0 c1c2c3
直接用于测定；
多孔筛板吸收管（瓶）：多元化
吸收液毒性小、价格低、易于购买,且尽可能回收利用。
2.填充柱阻留法
① 原理：玻璃管或塑料管内装颗粒状填充剂，让气体以一 定流速通过填充柱，欲测组分被阻留在填充剂上，达到 浓缩采样目的。
② 气体与填充剂发生作用：吸附、溶解、化学反应 ③ 填充剂类型： 吸附型：活性炭、硅胶、分子筛、高分子多孔微球 分配型：涂高沸点有机溶剂的惰性多孔颗粒物 反应型：惰性多孔颗粒物、纤维状物表面能与被测组分
2.采集颗粒物效率的评价方法 用另一个已知采样效率高的方法同时采样，或串联在后面进 行比较得知。
五、采样记录
被测污染物的名称及编号； 采样地点和采样时间； 采样流量和采样体积； 采样时的温度、大气压力和天气情况； 采样仪器和所用吸收液； 采样者、审核者姓名。
第四节 气态和蒸气态污染物质的测定
②影响因素： 概念：大气中自然降落于地面的颗粒物 降 湿法：在圆筒形玻璃缸中加入一定量的水 尘试 干法：不加水，用标准集尘器，利于尘自然降落其中
样 采 集
标准集尘器示意图
干法采样集尘器示意图
三、采样仪器 1.组成：收集器 ＋ 流量计 ＋ 采样动力
2.专用采样器
（1）空气采样器 （2）颗粒物采样器 总悬浮颗粒物采样器
N3 O 2 H 2H 1 2N 2 O 5 2H 2 O
一般认为N2O没有明显的污染效应。 主要讨论：一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2），用通式 NOx表示（NOx不包括N2O）。
燃料燃烧过程中NOx的形成机理
① 燃料中的含氮化合物在燃烧过程中氧化生成NOx，即
含氮化合物+O2→NOx。
发生化学反应试剂
3、滤料阻留法
① 原理：将过滤材料（滤纸、滤膜）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， 通过称量过滤材料上富集的颗粒物质量，而测定颗粒物 浓度的方法。
② 常用滤料：滤纸、玻璃纤维滤膜、微孔滤膜、核孔滤膜 等
③ 影响因素： 滤料 采样速度颗（粒低物速采时样细夹小和滤颗料粒采物样效装率置高示，意高图速时大颗粒物
②甲醛缓冲液吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法 气样中的SO2被甲醛缓冲液吸收后，生成稳定的羟基甲基
磺酸加成化合物，加入氢氧化钠溶液使加成化合物分解，释 放出SO2与盐酸副玫瑰苯胺反应，生成紫红色络合物，其最大 吸收波长为577nm，用分光光度法定量。
③钍试剂法
④恒电流库仑滴定法
二、氮氧化物
大气中含量较高的氮氧化物包括氧化亚氮（N2O）、一氧 化氮（NO）和二氧化氮（NO2）。其中：氧化亚氮（N2O）是 低层大气中含量最高的含氮化合物，其主要来自天然源，即由 土壤中硝酸盐（NO3-）经细菌的脱氮作用而产生：
④ 样品运输和储存过程中，应避光保存。
二氧化硫的采集（样）
气泡吸收管
冲击式吸收管
多孔筛板吸收管
4. 二氧化硫的测定方法
①四氯汞钾溶液吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法 空气中的SO2被四氯汞钾溶液吸收后，生成稳定的二氯亚
硫酸盐络合物，该络合物与甲醛及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，可用分光光度 法比色定量。