大气环境监测习题与答案

一、名词解释
1、一次污染物,
2、二次污染物,
3、飘尘（或PM10）,
4、富集（浓缩）采样法,
5、总悬浮颗粒物,
6、可吸入颗粒物,
7、采样时间,
8、采样效率，
9、硫酸盐化速率 ,10、光化学氧化剂,11、总氧化剂 , 12 总烃与非甲烷烃
二、问答题
1．大气中的污染物以哪些形态存在?
2．大气中污染物的分布有何特点?
3．简要说明制订大气环境污染监测方案的程序．
4．我国《环境监测技术规范) 对大气污染物例行监测规定要求测定哪些项目?
5．大气采样点的布设有哪几种？各主要适用情况？
6．直接采样法和富集采样法各适用于什么情况?怎样提高溶液吸收法的富集效率?
7、吸收液的选择原则是什么？
8．填充柱阻留法和滤料阻挡法富集原理有什么不同?
9．怎样用重量法测定大气中总悬浮颗粒物和飘尘?为提高测定准确度，应该注意控制哪些因素?
10．简要说明盐酸萘乙二胺分光光度法测定大气中NOx 的原理和测定过程，分析影响测定准确度的因素．
11．说明非色散红外吸收CO 分析仪的基本组成部分及用于测定大气中CO 的原理．
12．根据气相色谱分析流程，说明进行定量分析的原理和特点，怎样用该方法测定大气中的CO?
13．什么是总氧化剂和光化学氧化剂?怎样测定它们的含量?
14．怎样用气相色谱法测定大气中的总烃和非甲烷烃?分别测定它们有何意义?
15．什么是硫酸盐化速率？简述其测定原理。

16．压电晶体振荡法和β射线吸收法测定飘尘的原理是什么? 17．为什么要进行降水监测?一般测定哪些项目?
18．在烟道气监测中，怎样选择采样位置和确定采样点的数目? 19．重量法测定烟气含湿量的原理如何？怎样计算其体积百分含量? 20．烟尘中主要有害组分是什么？如何进行测定？
三、计算题
1、已知某采样点的温度为270℃，大气压力为100kPa。

现用溶液吸收法采样测
定SO2的日平均浓度，每隔4h采样一次，共采集6 次，每次采30min，采样流量0.5L/min，将6 次采样的吸收液定容至50.0mL，取10.00mL 用分光光度法测知含SO22.5μg，求该采样点大气在标准状态下的SO2日平均浓度（以mg/m3和ppm表示）。

2、已知某采样点温度为17.8℃，大气压力为102.6kPa，现用重量法测定TSP的浓度，采样时间一小时，采样流量100L/min，滤膜采样前重量为0.3795g，滤膜采样后重量为0.3822g，求该采样点大气在标准状态下的TSP 浓度为多少mg/m3?
3、用某法测定大气中CO 的含量，获得n如=下数6 ,据x：= 0 . 54 3
mg m, s = 0 . 02求置信水平为95％的置信区间。

参考答案
一、名词解释
1、一次污染物：由于人类活动直接或间接排入环境的污染物。

2、二次污染物：在某种环境条件下一次污染物发生反应、改变其原有性质而形成的新污染物。

3、飘尘（或PM10）：粒径小于10μm 的颗粒物。

4、富集（浓缩）采样法：使大量的样气通过吸收液或固体吸收剂得到吸收或阻留，使原来浓度较小的污染物质得到浓缩，以利于分析测定。

5、总悬浮颗粒物：指悬浮在空气中,空气动力学当量直径≤100 微米的颗粒物。

6、可吸入颗粒物：粒径小于10μm 的颗粒物。

7、采样时间：采样过程所经过的时间长度。

8、采样效率：规定的采样条件下，采集污染物的量占其总量的百分比。

9、硫酸盐化速率：大气中含硫化合物演变成酸雾和硫酸盐雾的过程。

10、光化学氧化剂：总氧化剂物质中除去氮氧化物的其它氧化剂称为光化学氧化剂。

11、总氧化剂：大气污染物中，将所有能氧化碘化钾溶液的I－，而析出碘分子I2 的物质。

12、总烃——包括甲烷在内的碳氢化合物，非甲烷烃——除甲烷以外的碳氢化合物。

二、问答题
1、答：一般分为分子状态污染物、粒子状态污染物两类。

2、答：一、时间性。

大气污染物的浓度变化与污染源的排放规律和气象条件如风速、风向、大气湍流、大气稳定度等有关。

同一污染源对同一地点在不同时间所造成的地面空气污染浓度往往不同。

二、空间性。

大气污染物的空间分布也与污染源种类、分布情况和气象条件等因素有关。

质量轻的分子态和气溶胶态污染物高度分散在大气中，易被扩散和稀释，随时空变化快；质量较大的尘、汞蒸气等，扩散能力差，影响范围较大。

由于大气污染物在空间的分布不均匀，因此在大气污染监测工作中，应根据监测目的和污染物的空间分布特点选择适当的采样点，使结果更具代表性。

3、答：首先要根据检测目的进行调查研究，收集必要的基础资料，然后经过综合分析，确定监测项目，设计布点网络，确定采样时间与频率、采样方法和监测技术，建立质量保证程序和措施，提出监测结果报告要求及进度计划等。

4、答：二氧化硫、二氧化氮、总悬浮颗粒物、灰尘自然沉降量、硫酸盐化速率。

5、答：功能区布点法：多用于区域性常规监测。

网格布点法：适用于有多个污染源，且污染分布比较均匀的地区。

同心圆布点法：主要用于多个污染源构成污染群，且大污染源较集中的地区。

扇形布点法：适用于主导风向明显的地区，或孤立的高架点源6、答：直接采样法适用于大气中污染物浓度较高和测定方法灵敏度高的情况下。

富集采样法使用于大气中的污染物质浓度一般都比较低
(ppm—ppb 数量级)，直接采样法往往不能满足分析方法检测限的要求的情况下。

提高富集效率的方法：采用吸收速率高的吸收液，样气与吸收液的接触面积。

7、答：（1）与被采集的物质发生不可逆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，应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，并尽可能回收利用。

8、答：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。

滤料阻留法：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。

9、答：总悬浮颗粒（TSP）的测定测定方法：GB/T 15432-1995 中测定总悬浮颗粒物的方法，适合于大流量或中流量总悬浮颗粒物采样器进行空气中总悬浮颗粒物的测定。

测定原理:通过具有一定切割特性的采样器，以恒速抽取一定体积的空气，则空气中粒径小于100μm
的悬浮颗粒物被截留在已恒重的滤膜上，根据采样前后滤膜重量之差及采样体积，即可计算TSP 的质量浓度。

滤膜经处理后，可进行化学组分测定。

根据采样流量不同，分为大流量采样法（1.1-1.7m3/min) 大流量采样器和中流量采样法(50-150L/min) 低噪声中流量TSP 采样器智能中流量TSP 采样器。

一般连续采样24h。

注意：所使用的每张玻璃纤维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。

可吸入尘（飘尘，IP，PM10）的测定：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。

流量法使用带有10μm 以上颗粒物切割器的大流量采样器采样。

首先使一定体积的大气通过采样器，将粒径大于10μm 的颗粒物分离出去，小于10μm 的颗粒物被收集在预先恒重的滤膜上，根据采样前后滤膜重量之差及采样体积，即可计算出飘尘的浓度。

用该法还能进行有机物、金属离子和无机盐的分析。

注意：1）使用时，应定期清扫切割器内的颗粒物；2）采样时必须将采样头及入口个部件旋紧，以免空气从旁侧进入采样器造成测定误差。

小流量法是我国推荐使用的方法。

使一定体积的空气通过具有分离和捕集装置的采样器，首先将粒径大于10μm 的颗粒物租留在撞击挡板的入口挡板内，飘尘则通过入口挡板被捕集在预先恒重的滤膜上，根据采样气候的滤膜重量之差及采样体积计算飘尘的浓度。

10、答：（1）原理
在对氨基苯磺酸和盐酸萘乙二胺配成吸收液中，大气中的NO2 被转变成亚硝
酸，在冰乙酸存在条件下，亚硝酸与对胺基苯磺酸发生重氮化反应，再与盐酸萘
乙二胺偶合，生成玫瑰红色偶氮染料，于波长540 nm 下测定其吸光值。

（2）测定
a 、标准曲线的绘制：用亚硝酸钠配制系列标准溶液，加入等量吸收液显色、
定容，于540 nm 处测其吸光度，以试剂空白为参比，绘制标准曲线，或计算出
单位吸光度相应的NO2 微克数。

b 、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，按下式计算气样中NOx 的含量：302,()()0.76S x mg m n
A A
B NO NO V -•-•=• 11、答：非分散红外线气体分析仪由红外光源,切光器,气室,光检测器,相应的供
电,放大,显示和记录用的电子线路和部件组成。

原理：测定汽车排气需用专用分析仪器，根据CO 和碳氢化合物对红外光有特征吸收的原理，一般采用非色散红外气体分析仪对其进行测定，可以直接显示测定结果。

12、答：测定流程：①采样:用100mL 注射器在人的呼吸带高度抽取
待测空气样
品,反复置换三次后,抽取100mL 样品用橡皮帽封住针头送往实验室待测.样品当
天分析完毕;
②标准曲线:取标准甲烷气,用注射器以氮气为底气配制一系列不同浓度的标准气体.分别取一定体积注入气相色谱仪,得到不同浓度的色谱图,测出每一个浓度的峰高,作出峰高与浓度之间的关系曲线,得到标准曲线;③与标准曲线同样操作条件下,向气相色谱仪注入相同体积的待测样品,从色谱图上测出待测样品的峰高,由标准曲线查出空气中总碳氢化合物的浓度。

测定原理：载气载着含碳氢化合物(C1-C8)空气试样进入硅烷化玻璃微珠阻尼色谱柱(或只在管壁上涂有固定液的空心色谱柱),经过玻璃微珠的分离,用氢火焰离子化检测器测定,其浓度以甲烷浓度计。

测定方法：将CO 在氢气流中催化还原甲烷可用氢火焰检测器检测，此法有较高的灵敏度，同时还能检测CO 2 和甲烷。

大气中的CO 、
CO 2 和甲烷经TDX-01 碳分子筛柱分离后，于氢气流中在镍催化剂
（360±10℃）作用下，CO 、CO 2 皆能转化为CH 4，然后用氢火焰离子
化检测器分别测定的上述三种物质，其出峰顺序为：CO 、CH 4、CO 2。

测定时，先在预定实验条件下用定量管加入各组分的标准气样，测其峰高，按下式算定量校正值：S S
C K h =。

在与测定标准气同样条件下测定气样，测量各组分的峰高（hx ），按下式计算CO （或CH 4、CO 2）的浓度（Cx ）x x x C h k =•为保证催化剂的活性，在测定之前，转化炉应
在360℃下通气8h ；氢气和氮气的纯度应高于99.9%。

当进样量为2 ml 时，对CO 的检测限为0.2 mg ·m －3。

13、答：总氧化剂物质中除去氮氧化物的其它氧化剂称为光化学氧化剂。

大气污染物中，将所有能氧化碘化钾溶液的I －，而析出碘分子I2 的物质，称为总氧化剂。

光化学氧化剂的测定采用硼酸碘化钾分光光度法。

硼酸碘化钾吸收液吸收O 3等氧化剂的反应如下：O 3 + 2I —＋2H + ＝ I 2＋ O 2 ＋ H 2O 。

I 2 在352nm 下有特征吸收峰，用分光光度法测定。

实际测定时，以硫酸酸化的碘酸钾－碘化钾溶液作标准溶液（以O 3 计）配制标准系列，在352nm 波长处以蒸馏水为参比测其吸光度，
或者用最小二乘法建
立标准曲线的回归方程式。

光化学氧化剂浓度计算式：
光化学氧化剂（O 3，mg ·m －3）10[()]0.269A A a c b v k
--=-•• 14、答：测定方法：大气试样，甲烷标准气及除烃净化空气依次通过色谱仪空柱到达检测器，可分别得到三种气样的色谱峰。

设大气试样总烃峰高（包括氧峰）为ht ；甲烷标准气样峰高为hs ；除烃净化空气峰高为ha 。

在相同色谱条件下，大气试样、甲烷标准气样，经GDX-502 柱分离到达检测器，可得到气样中甲烷的峰高（hm ）和甲烷标准气样中甲烷的峰高（h's ）。

按下式计算总烃、甲烷烃和非甲烷烃的含量：
总烃（以CH4 计，mg ·m －3）t a s s h h c h -=•
甲烷（ 以CH4 计， mg ·m － 3 ）s s m
h c h =
• 非甲烷烃浓度=总烃浓度—甲烷浓度 式中：Cs ——甲烷标准气浓度（mg ·m －3）
分别测定的意义：大气中的碳氢化合物主要是甲烷，其浓度范围为2-6mg ·m －3。

但当大气严重污染时，大量增加甲烷以外的碳氢化合物。

因此，测定不包括甲烷的碳氢化合物对判断和评价大气污染具有实际意义。

15、答：大气中含硫化合物演变成酸雾和硫酸盐雾的过程。

测定方法有二氧化铅-重量法、碱片-重量法、碱片-铬酸钡分光光度法、碱片-离子色谱法。

二氧化铅-重量法测定原理：大气中的SO2、硫酸雾、H2S 等与二氧化铅反应生成硫酸铅，用碳酸钠溶液处理，使硫酸铅转化为碳酸铅，释放出硫酸根离子，再加入BaCl2 溶液，生成BaSO4 沉淀，用重量法测定，结果以每日在100cm2 二氧化铅面积上所含SO3 的毫克数表示。

碱片-重量法测定原理：用碳酸钾溶液浸渍的玻璃纤维滤纸曝露于大气中，碳酸钾与空气中的SO2 等反应生成硫酸盐，加入BaCl2 溶液将其转化为BaSO4沉淀，用重量法测定。

测定结果表示方法同二氧化铅法。

碱片-铬酸钡分光光度法测定原理：采样方法同碱片-重量法。

在弱酸性溶液
中，采样碱片中的硫酸根离子与铬酸钡悬浊液发生下列交换反应：
-2
2-4444SO |BaCrO BaSO CrO +→↓+
在氨-乙醇溶液（降低硫酸钡和铬酸钡的溶解度）中，分离除去
硫酸钡及过量铬酸钡，反应释放出的黄色铬酸根离子浓度与硫酸根浓度成正比，用分光光度法测定，测定波长为420nm 或372nm 。

碱片-离子色谱法测定原理：用碱片法采样，采样碱片经碳酸钠-
碳酸氢钠稀溶液浸取，注入离子色谱仪测定。

16、答：压电晶体振荡法：这种方法以石英谐振器为测定飘尘的传感器，通过测量采样后两石英谐振器频率之差（△f ），即可得知飘尘浓度。

当用标准飘尘浓度气样校准仪器后，即可在显示屏幕上直接显示被测气样的飘尘浓度。

β 射线吸收法：该测量方法的原理基于：将β 射线通过特定物
质后，其强度衰减程度与所透过的物质质量有关，而与物质的物理、化学性质无关。

通过测清洁滤带（未采尘）和采尘滤带（已采尘）对β 射线吸收程度的差异来测定采尘量。

17、答：大气降水监测的目的是了解在降雨（雪）过程中从大气中沉降到地球表面的沉降物的主要组成、性质及有关组分的含量。

一般测定项目：pH 值、电导率、
++2+2+2-
+--443K Na Ca Mg SO NH NO Cl 、、、、、、、。

18、答：采样位置的选择：应选在气流分布均匀稳定的平直管段上，避开弯头、变径管、三通管及阀门等易产生涡流的阻力构件。

一般原则是按照废气流向，将采样断面设在阻力构件下游方向大于6 倍管道直径处或上游方向大于3 倍管道径处。

即使客观条件难于满足要求，
采样断面与阻力构件的距离也不应小于管道直径的1.5 倍，并适当增加测点数目。

采样断面气流流速最好在5m ·s-1 以下。

此外，由于水平管道中的气流速度与污染物的浓度分布不如垂直管道中均匀，所以应优先考虑垂直管道。

采样点数目的确定：烟道内同一断面上各点的气流速度和烟尘浓度分布通常是不均匀的，要根据烟道断面的形状、尺寸大小和流速分布情况确定采样点。

19、答：一定体积的烟气通过装有吸收剂的吸收管，吸收管的增重即为所采烟气中的水蒸气重量。

如图所示，装置中的过滤器可防止烟尘进入采样管；保温或加热装置可防止水蒸气冷凝，U 形吸收管由硬质玻璃制，常装入的吸收剂有氯化钙、氧化钙、硅胶、氧化铝、五氧化二磷、过氯酸镁等。

含湿量的测定装置：1 过滤器；2 保温或加热器；3 吸湿管；4 温度计；5 流量计；6 冷却器；7 压力计；8 抽气泵 含湿量计算： 1.24100%273 1.24273101.3
w w A r w r G X P P V G t =⨯+••++ 20、答：有害组分有：一氧化碳、氮氧化物、硫氧化物和硫化氢等。

测定烟尘（包括气溶胶）中的有害组分时，先用烟尘采样装置将烟尘捕集在滤筒上，再用适当的预处理方法将被测组分浸取出来制备成溶液供测定。

例如，烟气中硫酸雾和铬酸雾的测定，先将其采集在玻璃纤维滤筒上，再用水浸取后测定；铅、铍等烟尘捕集后用酸浸取出来测定等。

如果测定烟尘和气体中有害组分的总量，应在烟尘采样系统中串接捕集气态组分的吸收瓶，然后将二者合并，经处理制备成样品溶液测定。

例如，烟气中氟化物总量的测定，将烟尘和吸收液于酸溶液中加热蒸馏分离后测定；用玻璃纤维滤筒和冲击式吸收瓶串联采集气溶胶态和蒸气态沥青烟，用有机溶剂提取后测定。

三、计算题
1、解：6 次共采得气体体积为：0.5×30×6=90L
2732731009080.83()273101.325273|27101.325
n t p V V L t =⨯=⨯⨯=++ 2、解：Vt=100×60＝6000（L ）
3273273102.660005703.62() 5.704()273101.325273|27101.325
n t p V V L m t =⨯⨯=⨯⨯==++ TSP(mg/m3)=（0.3822-0.3795）×1000/5.704=0.47
3、用某法测定大气中CO 的含量，获得如下数据： n = 6, x = 0.54mg / m 3 , s = 0.02
求置信水平为95％的置信区间。

解： f = n −1 = 5
查附录2的t 分布表，置信水平为95%时，t = 2.571
30.540.540.02()
x mg m μ-=±=±=±⋅ 所以该大气中CO 含量的真值有95%的可能在0.52~0.56mg ·m -3。