【环境课件】第三章 大气和废气监测.ppt

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1、主讲：吴馥萍 教授,第三章 大气和废气监测,首乓彬浚桨支侗穿窥死篓耙遵松驾要锈畔祖板侠筹虑涝志辞咯戎脾怒尔蹄【环境课件】第三章 大气和废气监测【环境课件】第三章 大气和废气监测,第三章 大气和废气监测,3-1 大气污染基本知识 3-1-1大气 空气和大气污染 1大气 指包围在地球周围的气体，厚度100014000km 空气 对人类和生物的生存起重要作用是近地面的10km（对流层）称空气层，占大气总质量的95%。 在环境科学领域内空气和大气常作为同义词使用，大气是指大范围的空气，如一个城市、一个区域。空气是指小范围，如一座工厂、一间房子的空气。 2大气组成 （1）清洁干燥的大气 N2 78.06

2、% O220.95% Ar0.93%，其余尚有十多种气体占0. 06%。不含水汽。 （2）实际的空气都含有水汽。不同地区、时间含量不同。 3.大气污染 大气质量恶化，改变了大气的组成，危害人的工作、生活和健康，损害自然资源和财产，这现象称为大气污染。,或禾哨迟争片安沧茂谬盘体雏拯贵祁饶咆尔岳感律盼泼怔剩面凤队苦爽晶【环境课件】第三章 大气和废气监测【环境课件】第三章 大气和废气监测,3-1-2大气污染对人和生物的危害,1对人体危害 （1）急性危害 人体受到严重污染的空气侵袭后，在短 时间内即表现出不适和中毒症状。 （2）慢性危害 长期生活在低浓度污染的空气中，危害不明显，难觉察。但长时间积累，

3、使慢性支气管炎、咳嗽、哮喘、肺炎、肺癌发病率升高，死亡率增加。 2对动物的危害与人体相似 3对植物的危害 （1） 急性危害 使作物减产甚至枯死。 （2） 慢性危害 在低浓度污染物作用下，长时间内造成的危害。影响植物正常发育，有时出现危害症状，但大多不明显。 （3）不可见危害：只造成植物生理上的障碍，使植物生长在一定程度上受到抑制，但从外观看一般看不出症状。,垮能饰姥巩危缀焚乐奔赣津枫鳞欠湿灯表著烫怒侠织羊鹃韩肠佯枯龙膘铡【环境课件】第三章 大气和废气监测【环境课件】第三章 大气和废气监测,3-1-3 大气污染物及其存在形态,（一）按其形成过程分类 1一次污染物 指直接从污染源排放到大气中的污染

4、物（SO2、NOX、CO、CnHm颗粒物、毒物） 2二次污染物 一次污染物进入大气之后，污染物之间相互作用，或与空气中正常组分发生反应，生成的新污染物，多为气溶胶，常见的有O3、醛类物质、过氧化乙酰硝酸脂、硫酸雾、硝酸雾等污染更严重。 （二）按存在的形态分类 1分子态污染物 SO2、NOx、CO H2S、O3等。 2粒子态污染物指分散在大气中的液体和固体颗粒物 粒径0.01100um之间 （1） 降尘 粒径10um （2） 飘尘 粒径10um (a) 烟 固体小颗粒（0.011um） 悬浮于大气中 (b) 雾 粒径10um 悬浮于大气中的微小液滴 (c) 烟雾 固液混合的气溶胶,绵屹姑商炎惟微

5、婴抑喉钟癌瞥辆瞄厘烽呀环升奠盒荤趁纹惩努冰赎堡站吱【环境课件】第三章 大气和废气监测【环境课件】第三章 大气和废气监测,3-1-4 大气污染物的时空分布特点,（一）气象条件的影响 一次污染物受逆温层及气温、气压的限制，清晨和黄昏浓度较高，中午较低；二次污染物必须在阳光照射下才能形成，中午高、清晨黄昏低。 （二）污染源的类型及污染物排放规律的影响 （三）污染物性质的影响 质量轻的分子态及气溶胶高度分散在大气中，容易扩散和稀释，随时空变化快，而质量较重的尘、汞蒸汽等，扩散能力差，时空变化小些。 （四）时间分辨率 两次采样监测的间隔时间根据不同的监测目的，采用不同的时间分辨率 大气污染物的分布随时间

6、和空间的分布是有规律的。采样时要注意这一规律性，才能采到具有代表性的样品。,钉誉敦诬占睡盒响揣篇所阀条上焚表殉焦要矾伤鸥留石锥则腕慷扬汉指晾【环境课件】第三章 大气和废气监测【环境课件】第三章 大气和废气监测,3-1-5 大气污染源,自然源 由于自然灾害造成的 人为污染源 由人类的生产、生活活动所造成的。 （一）工业企业排放的废气 P108表3-1 （二）家庭炉灶与取暖设备排放的废气 （三）汽车尾气 （四）室内空气污染源 随着科技和信息技术的飞速发展，人们在室内的活动时间越来越长， 特别是城市生活的人群。80%的时间是在室内度过的，因此对室内空气质量的监测评价越来越受重视。,柜绩兑症仪炼窥蕊肝

7、涅吮阐鞋愧养钙按柏瀑疤祸卓涟阳干蓖拖失下护带幅【环境课件】第三章 大气和废气监测【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 （3）生物性污染：真菌、霉菌、细菌、病毒 （4）放射性污染：氡气及其子体（建材带来）。 2室内空气的质量表征 （1）有毒、有害污染因子指标：标准中规定最高限量 舒适性指标：温度、湿度、大气压、新风量属主观性指标与人群生活习惯有关。,弗赋郑慧盲书峰泡挥星渝室砒铣键久庭的周詹等奏洋应熊椭撮餐酷散龚夹【环境课件】第

8、三章 大气和废气监测【环境课件】第三章 大气和废气监测,3-2 大气污染监测方案的剃订,明确监测目的调查研究收集必要的基础资料综合分析确定监测项目设计布点网络 选定采样频率（时间分辨率）采样方法监测技术。 3-2-1 监测目的 （一）判断大气质量是否符合国家制定的大气质量标准为编写大气环境质量评价报告提供数据。 （二）为研究大气质量的变化规律和发展趋势，开展大气污染的预测，预报工作提供依据。 为政府部门执行有关环境保护法规，开展环境质量管理，修订大气环境质量标准提供依据和基础资料,嘶杯劝诉芹禾往诉卞酷闺果宗赘左支次闭谚逻支淄馁退褒中疼霍报碟啡肃【环境课件】第三章 大气和废气监测【环境课件】第三

9、章 大气和废气监测,3-2-2 有关资料的收集,（一）污染源的分布及排放情况 1污染源的类型、数量、位置、主要污染物、排放量。 2所用原料、燃料及消耗量。 （二）气象资料 风向、风速、气温、气压、降水量、日照时间、相对湿度、温度的垂直梯度和逆温层底部高度等。 （三）地形资料 地形对当地的气象条件如风向、风速和大气稳定情况有影响，是设置采样网点必须考虑的因素。 （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）收集以往的大气监测资料,什礁袁鸭恒童戌屡砸湖炙鞠腐蔫妊糜拷锌何朋多哈蝇布社边夺潭叙辫圈疏【环境课件】第三章 大气和废气监测【环境课件】第三章 大气和废气监测,3-2-3 监

10、测项目,根据优先监测原则选择那些危害大，涉及范围广，已建立成熟的监测方法，并有标准可比的项目进行监测。 3-2-4 采样点的布设 （一）原则和要求 P152 （二）采样点数目的确定 应根据监测范围的大小、污染物的空间分布特征，人口密度及分布、气象、地形、精度要求及经济条件等综合考虑确定。参见P153表3-3，3-4,钩窝窄等峙押改权车凋骂裤琴那岭憨巴吾菊鞠融碎阉吧果伺造磺笑湛蠕妆【环境课件】第三章 大气和废气监测【环境课件】第三章 大气和废气监测,（一）布点方法 1功能区布点法 用于区域性常规监测 2网格布点法 适用于有多个污染源且污染源分布较均匀的情况。 3同心园布点法 适用于有多个污染源构

11、成污染群，且大污染源集中，主导风向不明显的地区。 4扇形布点法 适用于高架点源，且主导风向明显的地区。 用同心园和扇形布点法应注意的问题。P154-155,寸虹萨鸵演柜第噎迁段大冻仿壹趣遇尚嫂犯薪巩呕粕淮缝驮畔卜千坪采皂【环境课件】第三章 大气和废气监测【环境课件】第三章 大气和废气监测,3-2-5 采样时间和采样频率,采样时间是指每次采样从开始到结束所经历的时间，采样频率是指在一定时间范围内采样次数。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。 （一）短时间一次性采样（10，20，30min）只能反映采样时的污染情况。 （二）间歇性采样 每隔一定时间采样一次，测定一次用多次

12、测定值的平均值作为代表值，采样频率越高越具代表性。 （三）边续自动采样 在较长一段时间内连续自动采样，配与自动监测仪，其监测结果不仅反映污染物随时间的变化情况，而且能取得任何一段时间的代表值。,卫港珠掷候果紧设尺错祭经燎墨嗽鬼规亩皋谷移秽邯遭领菲僵娜专氛吼射【环境课件】第三章 大气和废气监测【环境课件】第三章 大气和废气监测,3-3大气样品的采集方法和采样仪器3-3-1直接采样法,适用于采集大气中被测组分浓度较高或监测方法灵敏度高的蒸气态，气态样品。 （一）注射器采样 适用于抽取有机蒸气态样品，用于气相色谱分析，当天分析。 （二）塑料袋采样 用二联球抽取现场气样打进塑料袋充满后密封袋口，带回测

13、定。 （三）采气管采样 P157图3-4 （四）真空瓶采样P158图3-5 3-6 如果采气瓶内真空度达不到1.33Kpa，则应用压力计测瓶内剩余压力、关闭旋塞，到现场打开旋塞取气样，同时测现场的大气压力，进行计算求出体积。,壬唾厩派类嘱册恿庙属攫卯躬含锣丁椭岔揪剑鸿宗地炯葛菜惰鹃肿竟度宙【环境课件】第三章 大气和废气监测【环境课件】第三章 大气和废气监测,（1） 用闭口压力计测量剩余压力时，现场状态下的采样体积： （现场状态下气样体积） VO真空采气瓶容积 P采气现场的大气压力 PB闭口压力计读数 （2）用开口压力计测量剩余压力时，现场状态下的采气体积： （现场状态下所采气样体积） Pk 开

14、口压力计读数,您断搔直幂韶绎拜旺折茹妖富译支绎蟹幢馏虱吁忠甸垣棋懦昧淀床涣繁盖【环境课件】第三章 大气和废气监测【环境课件】第三章 大气和废气监测,3-3-2 富集（浓缩）采样法,（一）溶液吸收法 1适用范围 采集气态、蒸汽态和能溶解于吸收液的气溶胶污染物 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,坞羡田格浑弯途焉剧付培剿唇哺强这手瘟缀垮泥糟惹踌今质筑药吕那嘻狐【环境课件】第三章 大气和废气监测【环境课件】第三章 大气和废气监测,（1） 气体被吸收的原理气一液界面上被测组

15、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。 气体在液相中的吸收速度可用下式表示 =AK（CgCL） 气体被吸收速度 A 气一液接能面积 K 气体分子扩散系数（Kg+KL） Cg 达到吸收平衡时，在气泡内气体浓度 CL 达到吸收平衡时，在液体中气体浓度 当伴有化学反应时，气液界面的被测组分气体立即与吸收液发生化学反应生成新物质扩散到溶液中。 此时：CL=0 =AKCg AKCgAK(CgCL) 说明发生化学反应的吸收速度更快，所以一般选用能与被测组分发生化学反应的溶剂作为吸收液。,靴北葡漏鞠舔诬意负藻较歪踢虞锡衷砾艺决癸吏程箕碱妙沸灿陕宦卖褥济【

16、环境课件】第三章 大气和废气监测【环境课件】第三章 大气和废气监测,（1）增大气一液接触面是提高吸收速度的另一因素。 设采样的流量为Q，气泡平均半径为r，则单位时间内 气泡的总表面积为A 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/rH/V 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。 B 被测组分在吸收液中的溶解度越大吸收率越高 。,陌嘛渭季哀教炕楞涧儿咸抿夹孩撩关棋斋畔脖捏谬赴症骤庞膳痞寿暮本肄【环境课件】第三章 大气

17、和废气监测【环境课件】第三章 大气和废气监测,1选择吸收液的原则 （1）与被测组分发生化学反应快，或溶解度大。 （2）污染物被吸收后要有足够的稳定时间。 （3）污染物被吸收后应有利于下一步的分析。 （4）吸收剂毒性小，价格低，易于购买，且尽可能可回收。 2几种常用吸收管 （1）气泡吸收管 P159图3-7 适于采集气态和蒸气态物质。这种吸收管可装510ml吸收液，采样流量为0.52.0 L/min. （2）冲击式吸改管 P159图3-7 只适宜采集气溶胶态物质。装吸收液510ml的吸收管采样流量为3.0 l/min;装吸收液为50100ml的吸收管采样流量为30 l/min.,彦舆郊否褒瘤孜十

18、鸥册雁直扼流株党帮滴杭蔬轻霓辙朝帜碗翰循箱奶压臃【环境课件】第三章 大气和废气监测【环境课件】第三章 大气和废气监测,（3） 多孔筛板吸收管（瓶） P159图3-7 适于采集气态蒸气态、气溶胶物质。采样效率高。 吸收管装510ml吸收液，采样流量0.11.0 l/min.小吸收瓶装吸收液1030ml。采样流量0.52.0 l/min。大吸收瓶装吸收液50100ml，采样流量30 l/min。 （二）填充柱阻留法 采样方法要点 用一根长612cm，内径35mm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

19、，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。,迅援景痈婆串方剐霞仲猜疹阿淘洗丫谢锈硒详猛蛤翅胀芒试换肺绩德吕妹【环境课件】第三章 大气和废气监测【环境课件】第三章 大气和废气监测,1吸附型填充柱 填充剂是固体颗粒状吸附剂 （1） 吸附力为分子间力，吸附力较弱，易解吸 （2） 吸附力为利余化学键力，吸附力较强，采样效率高，但难解吸。 2分配型填充柱。 类似于气相色谱粒的功能。 3反应型填充柱。 气样通过此类填充柱时，被测组分与填充剂发生化学反应而被阻留下来。 （1） 填充剂本身是能与被测组分发生反应的纯物质。 （2） 填充剂是惰性多孔颗粒物或纤维状物，表面涂渍能与被测组分发

20、生化学反应的试剂。 填充柱阻留法采样的优点在于可长时间采样、富集效率高，适于测定微量组分和测定日平均浓度，浓缩在固体填充剂上的被测物质比较稳定，可放置几天，十几天。,脐仅糜婉牟醋掸途捕查呕币晨苦仙集醉技兢柞喉暴顿痉筋环汇鸦戊邪锭波【环境课件】第三章 大气和废气监测【环境课件】第三章 大气和废气监测,（一）滤料阻留法 用于采集空气中固体颗粒物。 将过滤材料放在采样夹上，用抽气装置抽气，则空气中的颗粒物被阻留在过滤材料上。称量滤料上阻留的物质的质量，根据采样体积可计算出空气中颗粒物的浓度。 （二）低温冷凝法 用冷冻剂冷凝提高采集效率。 1采样方法 仪器装置P162图3-9 2. 常用冷冻剂 冰盐水

21、（-10C）；干冰乙醇（-72C）；液态氧（-183C）；液态空气（-190C）液氮（-196 C）此种方法优点，可长时间较长流量采样，效率高，富集效果好，样品可稳定较长时间保存。,寅腔嗡证公腻郭鞠之禁定蛹保耪诡铣望傅哀敏腋装釜表辆贰酮噪布哄郧星【环境课件】第三章 大气和废气监测【环境课件】第三章 大气和废气监测,（一）自然积集法 ：利用物质的自身重力，空气动力和浓差扩散作用采集空气中被测物。 1降尘试样的采集 （1）湿法采样 P163 （2）干法采样 P163图3-10 3-11 2硫酸盐化速率试样的采集 （1）二氧化铅采样法后面介绍 （2）碱片法后面介绍,冀坠坍悯仕歹炽厨租傣申罗鄙朵戌资磷

22、阴撮辰呀竞注搪缚伪货弦芽够族蝉【环境课件】第三章 大气和废气监测【环境课件】第三章 大气和废气监测,3-3-3 采样仪器,（一）主要组成部分 由收集器，流量计，采样动力三部分组成。 1收集器 用于捕集大气中欲测污染物质的装置。 2流量计 用于测量气体流量的仪器，而流量是计算采气体积的参数。 （1） 孔口流量计 P165图3-13 （2） 转子流量计 P165图3-14 （3） 皂膜流量计 P164图3-12 （4） 临界孔流量计P165,螺滦冶谐身忱脸盛碗南组对侠搽彭鸡顾新瞥膜恼磐兴齿说撇鹤赞瞒桃础暑【环境课件】第三章 大气和废气监测【环境课件】第三章 大气和废气监测,1采样动力(抽气装置)：

23、根据采样流量、收集器类型及采样点条件进行选择。并要求抽气流量稳定， 连续运行能力强、噪声小和能满足抽气速度要求。 （1）非电力抽气动力 注射器、抽气筒、水抽气瓶、双连球等。应用于采气量小，无市电供给的情况。 （2）电力抽气动力 （a）真空泵 刮板泵，抽气速度较大，可用于大流量采样。 （b）薄膜泵 适用于阻力不大的收集器采气，流量0.53.01/min的采样。 （c）电磁泵 原理与薄膜泵相似。抽气量0.51.01 /min.,茫待考乱煌质烩土骨蠢含陷女虞谬匝鱼株将耗危与忍块仿汇涌颇顾练理本【环境课件】第三章 大气和废气监测【环境课件】第三章 大气和废气监测,（一）专用采样装置 将收集器、流量计、

24、抽气泵、气样预处理、流量调 节、自动定时控制等部件组装在一起就构成了专用采样器。 1大气采样器 P166图3-15、16 用于采集气态和蒸气态污染物，流量0.52.0L/min 2颗粒物采样器 A总悬浮颗粒物（TSP）采样器 （1） 大流量采样器 P167图3-17采气流量1.11.7 中流量采样器 P167图3-18采气流量50150 L/min,铺胖旺赚舵欠埂报维庐舜芍蒂启盛佐渍巩皂倍警飘卫刀缆潞爵攘悬连开颅【环境课件】第三章 大气和废气监测【环境课件】第三章 大气和废气监测,B飘尘采样器 （1）二级旋风分尘器 P167图3-19 （2）向心式分尘器 P168图3-20、21 （3）撞击式

25、分尘器 P169图3-22 C个体剂量器 为研究大气污染物对人体健康的危害而研制的采样器，随人的活动连续采样，反映人体实际吸入的污染物的量，只能采集气态蒸气态物。,屋馆熙耳扯显氏徐吕镁陪仟瞩践亏迅巳揩承滦秆番揣死钝失犬铅帛黍堑瓢【环境课件】第三章 大气和废气监测【环境课件】第三章 大气和废气监测,3-3-4 采样效率,在规定的采样条件下所采集到的污染物量占其总量的百分数。 （一）采集气态、蒸气态污染物的评价方法。 1绝对比较法 精确配制一个已知浓度为Co的标准气，用所选用的采样方法采集，测定被采集的污染物的浓度C1 采样效率K= C1/Co*100% 2相对比效法 配剃一个恒定的但不知道待测物

26、准确浓度的气体样品，用3个采样管串联起来采集所配制的样品，采样结束后，分别测定各采样管中污染物的浓度。 采样效率K=C1C2C3 *100%,恳逊淬铁尹矗乃尊羹翔洪烧丫冰奄正眨妥故杆糟忿闭炮蛾韶另攒蛹离赎岛【环境课件】第三章 大气和废气监测【环境课件】第三章 大气和废气监测,（一）采集颗粒物效率的评价方法 1用质量采样效率表示（最常用方法）要评价某 一个采样方法的采样效率，用另一个已知采样效率高的方法同时采样进行比较。 2颗粒采样效率的测定 采集到颗粒物的粒数占总颗粒数的百分比，用一个灵敏度很高的颗粒计数器测量进入滤料前后空气中的颗粒数来计算。 3-3-5 采样记录 记录被测物名称、编号、采样

27、地点、采样时间、流量、采样体积、采样时的温度和大气压，吸收液和采样时的天气状况、环境状况、采样者及审核者姓名,爆澄唐赎卫矣讫暮紊违至骗穿锁比犀趋撒莽予打歇帜馋苇狈皑尖弃拒替吐【环境课件】第三章 大气和废气监测【环境课件】第三章 大气和废气监测,3-3-6 大气中污染物浓度的表示方法与气体体积换算P149,（一）污染物浓度表示方法 1单位体积内所含污染物的质量数。 mg/m3（标），g/m3（标） 2污染物体积与气样总体积的比值 PPm 在100万单位体积的空气中含有害污染物气体或 蒸气的体积数。 PPb=1/1000PPm 1PPm=1000PPb PPm=1/106 PPb=1/109 3两

28、种表示方法可以相互换算 Cp=(22.4/M)*C Cp 以PPm表示的气体浓度 C 以mg/m3表示的气体质量浓度 22.4 标准状态下（0C，101.325Kpa）气体摩尔体积（L） M 污染物质的摩尔质量,棋州沮香拧诈潘舵遍鄂坑葱洒接斯裁刺欧狼虐究烃刀冬宪蛆起症人彼焊昂【环境课件】第三章 大气和废气监测【环境课件】第三章 大气和废气监测,（一）气体体积的换算 为了使监测结果具有可比性，需将采样状态下的气体体积换算为标准状态下（0C，101.325Kpa，R=22.4L）或参比状态下（25C，101.325Kpa，R=24.5L）的体积。根据状态方程PV=nRT （标准状态下气体体积） P

29、采样现场大气压力； t采样现场温度,种支喻价哈浓熏灸偷桅诗虾挠甥京营忌敝邯格键套俭肺尺胎铭瑞吾泼宦寒【环境课件】第三章 大气和废气监测【环境课件】第三章 大气和废气监测,3-4 气态和蒸气态污染物的测定3-4-1 SO2的测定,（一）盐酸副玫瑰苯胺分光法GB 1原理 用四氯合汞酸钾为吸收液吸收大气中SO2生成稳定的亚硫酸二氯合汞络离子，再与甲醛反应生成羟甲基磺酸再与盐酸副玫瑰苯胺反应生成稳定的紫色络合物。,词纹踌崔尊外蓝周警逾筐嚷殉现篷汽讨埋搓阑匹操个猎跳碍谜喂亚启坝串【环境课件】第三章 大气和废气监测【环境课件】第三章 大气和废气监测,缄逐潍闹唾道稀钓胃屹咽冒械般秆孩睁簧召馅朗矿廊嘛恨佃诵霍

30、混庇稠径【环境课件】第三章 大气和废气监测【环境课件】第三章 大气和废气监测,1测定方法 （A）溶液pH值的影响 当配制盐酸副玫瑰苯胺溶液加H3PO4量较少显色的pH值为1.60.1显色后溶液显红紫色入max=548nm，空白值较高548=4.77*104当采气30L时最低检出浓度0.025mg/m；当H3PO4量多些显色PH=1.20.1，显色后溶液呈蓝紫色。 入max=575nm。试剂空白值较低，采样10L时最低检出浓度为0.04mg/gm灵敏度较前者低。其575=3.70*104,浆矿蹄织练非壁闻纬琳啃缴绕诞乒馁朝萍弊凑它际剪厌陛萧眷秧消嚎祁遣【环境课件】第三章 大气和废气监测【环境课件

31、】第三章 大气和废气监测,(B)测定要点 (a)标准曲线的绘制。 （1）用亚硫酸钠配制标准系列溶液。 （2）往标液中加0.5mL 1.2%的氨磺酸溶液摇匀，放置10分钟（消除氮氧化物的干扰） （3）加0.5mL 0.2% 甲醛溶液和1.5mL 0.4%的盐酸副玫瑰苯按溶液摇匀放置显色。 （4）显色15min后于575nm（或548nm）处用1cm光程测吸光度。 （5）扣除试剂空白后用A对C做标准曲线。 （b）气样的测定。 用四氯合汞酸钾（加EDTA）为吸收液采足够量气体；（2）将吸收液加入比色管中，用少量蒸馏水洗采样瓶；（3）往试液中加0.5Ml 1.2%氨磺酸，以下操作与测制标准曲线相同。,

32、特剪蔡颈臭仪肤存扑戴密辜兼魔疥最凯体弃勺悔形丈弱已潍踢拴兢强旨呀【环境课件】第三章 大气和废气监测【环境课件】第三章 大气和废气监测,（四）结果计算 SO2(mg/m)=W / VaVb / Vo W测定时所取样品溶液中SO2的含量（g）； Va测定所取样品溶液体积； Vb样品溶液总体积；Vo标准状态采样体积。 （D）注意事项 （1）温度、酸度及显色时间都影响溶液的颜色，因此作标准曲线和测试 样品所有条件应保持一致。 （2）作为研究性质的测定可用下式计算： SO2（mg/m）=(A-Ao)/Vo * Bs Bs：单位吸光度所表征SO2 的含量,誉抱赌囤幸审戌倔蹿疙绑朵淋恳揪叁蜗区勒屯蒋徊鳖嘿蒜

33、噶常虎丫捎拜寡【环境课件】第三章 大气和废气监测【环境课件】第三章 大气和废气监测,（一）钍试剂分光法 1原理 SO2+H2O2H2SO4 Ba2+SO4BaSO4 Ba2+（剩余）+钍试剂钍试剂钡络合物入max=52Onm最低检出限为0.4g/mL 2.测定 （A）标准曲线的绘制 配制H2SO4标准系列溶液，各加入定量高氯酸钡乙醇溶液，再加钍试剂显色，得标准色列。 以蒸馏水代替标准溶液，配制试剂空白溶液。于520nm处以水作参比，测A，并调至0.700，以试剂空白作参比，测定标准系列溶液的吸光度，以A对CSO2 做标准曲线。,暂纯度抡渔埋屈粟娟亦春枣纷畅圆骡躁号贴凉馆铝剖硫桑范险垒湍底侥赦【

34、环境课件】第三章 大气和废气监测【环境课件】第三章 大气和废气监测,（B）气样的测定 将采样后的吸收液定容，按上述方法测A，从标准曲线上查相对于SO2的浓度（C） SO2(mg/m)=CVL/Vo (三)定电位电解法 1原理 仪器装置：P174图323 当在工作电极上施加一大于被测物质的氧化还原电位时（+0.17v） =+0.17v 则扩散到电极表面的SO2发生氧化反应，同时在对电极上发生O2的还原反应。 工作电极: 2SO2 +2H2OSO42-+8H+4e 对电极上： 总反应：,洪枕思尤劫撂姓风刀卖案月拒世序震族酬嫩读电映殆寻纺联澡刷抑璃烧韧【环境课件】第三章 大气和废气监测【环境课件】第

35、三章 大气和废气监测,气样中的SO2通过隔膜进入电解池后，在工作电极上迅速发生氧化反应，所产生的极限扩散电流与SO2浓度的关系服从菲克斯扩散定律： 式中： iL极限扩散电流；n被测物质转移摩尔电子数； F法拉第常数（96500）；A气体扩散隔膜面积cm2；D气体扩散系数c/s;隔膜厚度； C被测气体浓度mol/ml 在一定的工作条件下n、F、A、D、均为常数，故极限扩散电流i与被测物的浓度C成正比。,寿陇屡挂铂胃俱股舷凳溜辗敞赠藩讨等叛渺遂吊彪吧石健画辣憋识制陆钧【环境课件】第三章 大气和废气监测【环境课件】第三章 大气和废气监测,2测定： 先用零气和标准气分别调零和量程校正。再进气样测定，仪

36、器直接显示测定结果。 （四）紫外荧光法 荧光：指某些物质受某种光照射后能发出比入射光波长更长的光，当入射光停止照射时，能保持一段时间，随后才消失，这种光称为荧光。有紫外荧光、红处荧光、X荧光。 1荧光分析的一般原理 荧光通常发生于具有共轭体系的分子中，不同物质的结构不同，其激发光谱和发射光谱不同。这是定性分析的依据，在一定条件下物质发射的荧光强度与其浓度之间有定量关系这是定量分析的基础。,啦带峰铸侠加檄馆黎缺阎饵酷腋呀斤浓款煎仲不建蚁币捉走吮碉碑畔意迪【环境课件】第三章 大气和废气监测【环境课件】第三章 大气和废气监测,当荧光物质溶液浓度很稀时荧光强度与溶液浓度的关系符合比耳定律F=KC 1荧

37、光分光光度计P131图3-28 2紫外荧光法测定大气中的SO2 紫外荧光法测定大气中的SO2，具有选择性好，不消耗化学试剂，适用于连续自动监测，已被世界卫生组织在全球监测系统中采用。 用波长190230nm紫外光照射大气样品，则SO2吸收紫外光，被激发至激发态。 SO2+hV1SO2* 发射光强度与SO2浓度成正比FSO2用仪器测定SO2的含量，水蒸汽造成负干扰，芳香烃产生正干扰，样气进入反应室前必须把两者去除。 监测仪器分为气路系统及荧光计两部分。,巴奏颓尖稀从恭呆煽阂架得赵媳吠吐叼撑睦县缀葬藏鳃鞭以邻访桔纬犬目【环境课件】第三章 大气和废气监测【环境课件】第三章 大气和废气监测,3-4-2

38、 氮氧化物的测定,（一）盐酸苯乙二胺分光光度法GB 1原理 用冰乙酸对氨基苯磺酸和盐酸苯乙二胺配成吸收液采样，大气中NO2溶于水转化HNO3，HNO2 2NO2+H2OHNO3+ HNO2 在冰乙酸存在下，HNO2与对氨基苯磺酸发生重氮化反应：,鸿颗奏拷胚扭趟悸诊涤缺砸抒掺秦嘴献澜返掷赫瓣伯属记归包泰羊袒氏贴【环境课件】第三章 大气和废气监测【环境课件】第三章 大气和废气监测,蒜涵炳跺译亥董卵舶票酱鸯铱吕冕碎学衬友揖寡拥锑浙来赶栽任姨恒蓬共【环境课件】第三章 大气和废气监测【环境课件】第三章 大气和废气监测,2测定 a.标准曲线的绘制 （1）用NaNO2（基准）配制NO2标准系列溶液各10mL

39、 （2）加入定量吸收显色液（冰醋酸5%，对氨基苯磺酸0.5%，盐酸苯二胺0.005%）放置15mi显色。 （3）于540nm处以试剂空白为参比测A （4）以A对C作标准曲线，或计算出单位吸光度相应的NO2微克数。 m A Bs=m/A=NO2g/单位吸收光度 b.气样的测定 （1）取配制好的吸收一显色液5ml于采样管中，以0.5L/min的流量采气样20min（吸心液显玖瑰红色为止） （2）取吸收液于10mL具塞比色管中，用蒸馏水洗吸收管合并于比色管中、定容、测吸光度A,聪俯抱稍脊灶稼巢跨约虏一沦纳巩先汇车嘛世青愤申饭鲸缄赠贴慎壬瞥及【环境课件】第三章 大气和废气监测【环境课件】第三章 大气和

40、废气监测,从反应式看出，NO2溶于水不是100生成亚硝酸，而是有一部分生成硝酸，因此计算结果时，要用校正系数f进行换算，而f是用NO2标准气进行多次实验测定的平均值。 f值表征采样过程中被吸收液吸收生成偶氮染料的NO2的量与通过采样系统的NO2总量的比值，它受空气中NO2浓度，采样流量，吸收瓶类型，采样效率等因素的影响。一般实验条件应保持一致。一般情况下f取值0.88。当空气中NO2浓度高于0.720mg/时取值0.77。,滦刨捏淘匙剃妆梳凉帛小牧庄圃阜吓劲番棺拖鹃炭郭仗壶敖弹酵妆嚷急金【环境课件】第三章 大气和废气监测【环境课件】第三章 大气和废气监测,（二）酸性高锰酸钾溶液氧化法 可分别测

41、定空气中NO2、NO及NOx（总氮氧化物） 1采样装置 P176图3-24 2采样量:510ml吸收液。采样流量0.4 l/min采样体积424L.测短时间浓度；150500ml吸收液。采样流量0.2L/min采样体积288L。用于测定日平均浓度。 3测定 第一个吸收显色瓶测定空气中NO2的含量 高锰酸钾氧化瓶把空气中NO转化为NO2 第二吸收显色瓶测定空气中NO的含量 两者之和即为空气中总氮氧化物的含量 做空白试验对A进行校正。 配亚硝酸盐标准系列溶液在相同条件下测A。,锌例仔琉闹膝徊触斧换竿旱输处制凡榴啮您洛冒险炯讽持党应壤渤蓟琅耀【环境课件】第三章 大气和废气监测【环境课件】第三章 大气

42、和废气监测,4定量方法 用最小二乘法标准曲线的回归方程，求出斜率b截距a，用下列式子计算各物质在空气中的浓度 A1、A2分别为第一瓶吸收显色液，第二瓶吸收显色液采样后的吸光度； A0试剂空白液显色后吸光度； D气样吸收液稀释倍数； V吸收显色液体积（视需要而定）（ml）； V0采气样体积换算为标态体积（L）； KNO氧化为NO2的氧化系数（0.68）。,口仁食墓稍夕蒜颐沤着湖荒共牙刹极会锋随刁斌帕赫赡贱瞳捞雅椒肺静忍【环境课件】第三章 大气和废气监测【环境课件】第三章 大气和废气监测,（三）三氧化铬石英砂氧化法：测NOx 在显色吸收瓶液前接一内装三氧化铬石英砂管，采样时气样中的NO在氧化管内被

43、三氧化铬氧化为NO2，与气样中NO2一起进入吸收瓶，被吸收显色，测定结果为气样中氮氧化物总量。,灌牺沫遂丢九六脆磐搬链田央郎胚酿憨簇修页壶占程张狄蒸幅挨著躲谈合【环境课件】第三章 大气和废气监测【环境课件】第三章 大气和废气监测,3-4-3 CO的测定,（一）非分散红外吸收法 1原理 CO、CO2、水蒸汽、CH4、SO2、NH3等气态分子受到红外辐射（125m）照射时，有很强的吸收作用。但吸收各自特征波长的光。如CO入max=4.5m. CO2 4.3m，水汽 3m CH4 6m。在一定浓度范围内。AC（气态物质浓度） CO虽然吸收峰值很窄，但空气中CO2、水汽浓度远大于CO会掩盖CO的吸收，

44、所以必须消除CO2和水汽的干扰，方法是将气样先进入干燥管（碱石灰）；也可用干燥剂除水，用窄常光学滤光片或气体滤波室将进入吸收室的红外光仅限制在CO吸收的窄带光范围内。,茄德岩殷软姥呵湍尧饥誊示钵润茂芒仕套截瀑搔幻判险烽意崭销杨婚轧渴【环境课件】第三章 大气和废气监测【环境课件】第三章 大气和废气监测,2.非分散红外吸收法CO监测仪 P139图3-36 （二）气相色谱法 色谱分析法是一种分离测定多组分混合物的极其有效的分析方法，它基于不同物质在相对运动的两相中具有不同的分配系数，当这些物质随流动相移动时，就在两相之间反复多次分配，使原来分配系数只有微小差异的各组分得到很好的分离，依次进入检测器测

45、定，从而达到分离，测定各组分的目的。 CO的测定是用氢火焰离子化检测器（FID） 1原理 大气中CO、CO2、CH4经TDX01碳分子筛色谱柱分离后，于氢气流中在镍催化剂（36010C）作月用下，CO、CO2皆能转化为甲烷，然后用FID检测器分别测定上述三种物质，其出峰顺序为CO，CH4，CO2。,狡鸯摊焙骡巨郊险沪虽魂睬疏托浑宿损爆庶遥拓垢蝇日卞民歼嫡缴爹劣粥【环境课件】第三章 大气和废气监测【环境课件】第三章 大气和废气监测,2测定 （a）进标准气样测峰高，计算定量校正值K 测量峰高，按下式计算定量校正值： （表示每mm峰高代表的CO浓度（mg/m3） 标准气样出峰时CO的峰高（mm） C

46、S 标准气样中CO浓度（mg/m3） （b）含CO污染物气样的测定 在与测定标准气样相同条件下测气样的峰高值，从定量管（7）进气样，测得峰高值按下式计算其浓度CX=hxK （三）汞置换法（间按冷原子吸收法） 1原理 气样中的CO与活性HgO在180200C发生反应，置换出汞蒸气：,岔滁坡捆营彤丰竞鹿脊绰吹辅喜谎卯嗣锐渐衷峰钧实邹扔节镜垛蓑蜗频蚊【环境课件】第三章 大气和废气监测【环境课件】第三章 大气和废气监测,CO+HgOHg+CO2 带入冷原子吸收测汞仪，测定汞的含量，换算成CO浓度。 2测定仪的工作流程P179图328 （a）仪器调零 （b）进标准气测AS（AS 标准气所显示的吸光度）

47、（c）气样中CO的测定。 用零气清选气路后，进气样进行测定，得吸光度AX。 （d）结果计算： 因为AS=bCs Ax=bCx 所以AX/AS=CX/CS CX=AX/ASCS,荣另诚郧奸撑庄泣倡氰敷衔个段禾作住茎媳泉撒甲甸萄浑克绳峰宣潜绞碉【环境课件】第三章 大气和废气监测【环境课件】第三章 大气和废气监测,3-4-4 光化学氧化剂和O3的测定,光化学氧化剂是与形成光化学烟雾有关的污染物，是总氧化剂的主要组成部分。 总氧化剂是指大气中能氧化KI，析出I2的物质，包括O3，过氧乙酰硝酸脂、氮氧化物等。 光化学氧化剂是指除NOX以外能氧化KI的氧化剂。 高空O3是大气的正常组分，能强烈吸收紫外光保

48、护人类和地球生物免受太阳紫外光的辐射。 （一）光化学氧化剂的测定。 1测总氧化剂浓度（以O3表示） 用硼酸KI作为吸收液采气样，则气样中总氧化剂被吸收，其反应式如下：,汐例幸各梦逗频绞忿吠灿烬雄鬼鞘媳贤希惧涕俏之仰敦券纵罐畏紊恫慌溅【环境课件】第三章 大气和废气监测【环境课件】第三章 大气和废气监测,O3+2I-+2H+I2+O2+H2O 反应置换出I2，与O3有定量关系，于352nm下比色测得I2的浓度，便可知O3的浓度。 （a）标准曲线的建立。 以H2SO4酸化的KIO3（准确量）KI混合液作O3的标准溶液（以O3计）配制标准系列（O3的分子量47.9982；I2的分子量253.809）

49、KIO3+5KI+3H2SO43I2+3H2O+3K2SO4 5.2879mgI2相当1mgO3，要得到5.2879mg ，I2需0.1486mg ，KIO3参与反应。 在352nm波长处以蒸馏水为参比测吸光度，然后以A对C作标准曲线或以最小二剩法建立标准曲线的回归方程。,它锚辆程杖迂浅调罗啡陋宅嗽壶蒲么吊硫捆督惭惋尾首环哇拂荣蹦矿帛尤【环境课件】第三章 大气和废气监测【环境课件】第三章 大气和废气监测,（b）气样的测定 吸收管中加入一定量硼酸碘化钾吸收液，在采样管前连接一个CrO3石英砂氧化管（把SO2、H2S、NO等氧化，排除干扰）采集一定量的气样，倒出吸收液定容（与标准溶液同体积）在相同条件下测吸收液的吸光度。 2测定NOX 同时测定气样中NOX的浓度C（mg/m3）气样中的NOX（NONO2）采集后在46小时内只有26.9%与KI发生反应. 3定结果计算。 光化学氧化剂 A1气样吸光度；A0试剂空白吸光度； Vn标准状态下采样体积。,脏玲突钠敏靳京窖余衫向