大氣和廢氣監(jiān)測

1、第5 章 大氣和廢氣監(jiān)測 一、名詞解釋I、一次污染物,2、二次污染物,3、飄塵（或PM10） ,4、富集（濃縮）采樣法,5、總懸浮顆 粒物,6、可吸入顆粒物,7、采樣時間,8、采樣效率， 9、硫酸鹽化速率 ,10、光化學氧化劑,11、 總氧化劑 , 12 總烴與非甲烷烴二、問答題 1大氣中的污染物以哪些形態(tài)存在? 2大氣中污染物的分布有何特點? 3簡要說明制訂大氣環(huán)境污染監(jiān)測方案的程序4我國環(huán)境監(jiān)測技術規(guī)范） 對大氣污染物例行監(jiān)測規(guī)定要求測定哪些項目? 5大氣采樣點的布設有哪幾種？各主要適用情況？ 6直接采樣法和富集采樣法各適用于什么情況?怎樣提高溶液吸收法的富集效率?7、吸收液的選擇原則是什

2、么？ 8填充柱阻留法和濾料阻擋法富集原理有什么不同?9怎樣用重量法測定大氣中總懸浮顆粒物和飄塵?為提高測定準確度，應該注意控制哪些因 素?簡要說明鹽酸萘乙二胺分光光度法測定大氣中NOx的原理和測定過程，分析影響測定 準確度的因素說明非色散紅外吸收CO分析儀的基本組成部分及用于測定大氣中CO的原理.根據(jù)氣相色譜分析流程，說明進行定量分析的原理和特點，怎樣用該方法測定大氣中的 CO?什么是總氧化劑和光化學氧化劑?怎樣測定它們的含量?怎樣用氣相色譜法測定大氣中的總烴和非甲烷烴?分別測定它們有何意義?什么是硫酸鹽化速率？簡述其測定原理。壓電晶體振蕩法和B射線吸收法測定飄塵的原理是什么？為什么要進行降水

3、監(jiān)測?一般測定哪些項目?在煙道氣監(jiān)測中，怎樣選擇采樣位置和確定采樣點的數(shù)目？重量法測定煙氣含濕量的原理如何？怎樣計算其體積百分含量？煙塵中主要有害組分是什么？如何進行測定？用指示植物監(jiān)測大氣污染的依據(jù)是什么？舉兩個實例說明之.這種方法有何優(yōu)點和局限 性？三、計算題1、已知某采樣點的溫度為27C，大氣壓力為100kPa?，F(xiàn)用溶液吸收法采樣測定SO2的日 平均濃度，每隔4h采樣一次，共采集6次，每次采30min,采樣流量0.5L/min,將6次采 樣的吸收液定容至50.0mL,取10.00mL用分光光度法測知含SO22.5p g,求該采樣點大氣 在標準狀態(tài)下的SO2日平均濃度（以mg/m3和ppm

4、表示）2、已知某采樣點溫度為17.8C，大氣壓力為102.6kPa,現(xiàn)用重量法測定TSP的濃度，采樣 時間一小時，采樣流量100L/min,濾膜采樣前重量為0.3795g，濾膜采樣后重量為0.3822g, 求該采樣點大氣在標準狀態(tài)下的TSP濃度為多少mg/m3?（8分）參考答案 一、名詞解釋1、一次污染物：由于人類活動直接或間接排入環(huán)境的污染物。2、二次污染物：在某種環(huán)境條件下一次污染物發(fā)生反應、改變其原有性質(zhì)而形成的新污染 物。3、飄塵（或PM10）：粒徑小于10p m的顆粒物。4、富集（濃縮）采樣法：使大量的樣氣通過吸收液或固體吸收劑得到吸收或阻留，使原來 濃度較小的污染物質(zhì)得到濃縮，以利

5、于分析測定。5、總懸浮顆粒物：指懸浮在空氣中,空氣動力學當量直徑100微米的顆粒物。6、可吸入顆粒物：粒徑小于10p m的顆粒物。7、采樣時間：采樣過程所經(jīng)過的時間長度。8、采樣效率：規(guī)定的采樣條件下，采集污染物的量占其總量的百分比。9、硫酸鹽化速率：大氣中含硫化合物演變成酸霧和硫酸鹽霧的過程。10、光化學氧化劑：總氧化劑物質(zhì)中除去氮氧化物的其它氧化劑稱為光化學氧化劑。11、總氧化劑：大氣污染物中，將所有能氧化碘化鉀溶液的I,而析出碘分子I2的物質(zhì)。12、總烴包括甲烷在內(nèi)的碳氫化合物，非甲烷烴除甲烷以外的碳氫化合物。二、問答題1、答：一般分為分子狀態(tài)污染物、粒子狀態(tài)污染物兩類。2、答：一、時間

6、性。大氣污染物的濃度變化與污染源的排放規(guī)律和氣象條件如風速、風向、 大氣湍流、大氣穩(wěn)定度等有關。同一污染源對同一地點在不同時間所造成的地面空氣污染濃 度往往不同。二、空間性。大氣污染物的空間分布也與污染源種類、分布情況和氣象條件等因素有關。質(zhì) 量輕的分子態(tài)和氣溶膠態(tài)污染物高度分散在大氣中，易被擴散和稀釋，隨時空變化快；質(zhì)量 較大的塵、汞蒸氣等，擴散能力差，影響范圍較大。由于大氣污染物在空間的分布不均勻， 因此在大氣污染監(jiān)測工作中，應根據(jù)監(jiān)測目的和污染物的空間分布特點選擇適當?shù)牟蓸狱c， 使結果更具代表性。3、答：首先要根據(jù)檢測目的進行調(diào)查研究，收集必要的基礎資料，然后經(jīng)過綜合分析，確 定監(jiān)測項目

7、，設計布點網(wǎng)絡，確定采樣時間與頻率、采樣方法和監(jiān)測技術，建立質(zhì)量保證程 序和措施，提出監(jiān)測結果報告要求及進度計劃等。4、答：二氧化硫、二氧化氮、總懸浮顆粒物、灰塵自然沉降量、硫酸鹽化速率。5、答：功能區(qū)布點法：多用于區(qū)域性常規(guī)監(jiān)測。網(wǎng)格布點法：適用于有多個污染源，且污染分布比較均勻的地區(qū)。 同心圓布點法：主要用于多個污染源構成污染群，且大污染源較集中的地區(qū) 。 扇形布點法：適用于主導風向明顯的地區(qū)，或孤立的高架點源6、答：直接采樣法適用于大氣中污染物濃度較高和測定方法靈敏度高的情況下。富集采樣 法使用于大氣中的污染物質(zhì)濃度一般都比較低（ppmppb數(shù)量級），直接采樣法往往不能滿 足分析方法檢測

8、限的要求的情況下。 提高富集效率的方法：采用吸收速率高的吸收液，樣 氣與吸收液的接觸面積。7、答：（1）與被采集的物質(zhì)發(fā)生不可逆化學反應快或?qū)ζ淙芙舛却?；?）污染物質(zhì)被吸收 液吸收后，要有足夠的穩(wěn)定時間，以滿足分析測定所需時間的要求；（3）污染物質(zhì)被吸收后， 應有利于下一步分析測定，最好能直接用于測定；（4）吸收液毒性小，價格低，易于購買， 并盡可能回收利用。8、答：填充柱阻留法（固體阻留法）：填充柱是用一根6-10cm長，內(nèi)徑3-5mm的玻璃管或塑 料管,內(nèi)裝顆粒狀填充劑制成。采樣時，讓氣樣以一定流速通過填充柱，則欲測組分因吸附、 溶解或化學反應而被阻留在填充劑上，達到濃縮采樣的目的。采樣

9、后，通過加熱解吸，吹氣 或溶劑洗脫，使被測組分從填充劑上釋放出來測定。濾料阻留法：將過濾材料（濾紙、濾膜等）放在采樣夾上，用抽氣裝置抽氣，則空氣中的顆 粒物被阻留在過濾材料上，稱量過濾材料上富集的顆粒物質(zhì)量，根據(jù)采樣體積，即可計算出 空氣中顆粒物的濃度。9、答：總懸浮顆粒（TSP）的測定 測定方法：GB/T 15432-1995中測定總懸浮顆粒物的方 法，適合于大流量或中流量總懸浮顆粒物采樣器進行空氣中總懸浮顆粒物的測定。測定原理: 通過具有一定切割特性的采樣器，以恒速抽取一定體積的空氣，則空氣中粒徑小于100p m 的懸浮顆粒物被截留在已恒重的濾膜上，根據(jù)采樣前后濾膜重量之差及采樣體積，即可

10、計算 TSP的質(zhì)量濃度。濾膜經(jīng)處理后，可進行化學組分測定。根據(jù)采樣流量不同，分為大流量采樣法（ 1.1-1.7m3/min） 大流量采樣器和中流量采樣法 （50-150L/min）低噪聲中流量TSP采樣器 智能中流量TSP采樣器。一般連續(xù)采樣24h。注 意：所使用的每張玻璃纖維濾膜在使用前均需用 X 光片機進行光照檢查，不得使用有針孔 或任何缺陷的濾膜采樣。可吸入塵（飄塵，IP, PM10）的測定：根據(jù)采樣流量不同，分為大流量采樣重量法和小流 量采樣重量法。流量法使用帶有10M m以上顆粒物切割器的大流量采樣器采樣。首先使一 定體積的大氣通過采樣器，將粒徑大于10p m的顆粒物分離出去，小于1

11、0p m的顆粒物被 收集在預先恒重的濾膜上，根據(jù)采樣前后濾膜重量之差及采樣體積，即可計算出飄塵的濃度。 用該法還能進行有機物、金屬離子和無機鹽的分析。注意： 1）使用時，應定期清掃切割器內(nèi)的顆粒物；2）采樣時必須將采樣頭及入口個部件旋 緊，以免空氣從旁側(cè)進入采樣器造成測定誤差。小流量法是我國推薦使用的方法。使一定體 積的空氣通過具有分離和捕集裝置的采樣器，首先將粒徑大于10p m的顆粒物租留在撞擊 擋板的入口擋板內(nèi)，飄塵則通過入口擋板被捕集在預先恒重的濾膜上，根據(jù)采樣氣候的濾膜 重量之差及采樣體積計算飄塵的濃度。10、答：（1）原理在對氨基苯磺酸和鹽酸萘乙二胺配成吸收液中，大氣中的NO2被轉(zhuǎn)變

12、成亞硝酸，在冰乙酸 存在條件下，亞硝酸與對胺基苯磺酸發(fā)生重氮化反應，再與鹽酸萘乙二胺偶合，生成玫瑰紅 色偶氮染料，于波長540 nm下測定其吸光值。(2)測定a、標準曲線的繪制：用亞硝酸鈉配制系列標準溶液，加入等量吸收液顯色、定容，于540 nm 處測其吸光度，以試劑空白為參比，繪制標準曲線，或計算出單位吸光度相應的NO2微克 數(shù)。b、試樣溶液的測定：按照繪制標準曲線的條件和方法測定采樣后的樣品溶液吸光度，按下 式計算氣樣中NOx的含量：nsVBAA.76.0)()mmg,(NONO03-2x11、答：非分散紅外線氣體分析儀由紅外光源,切光器,氣室,光檢測器,相應的供電,放大,顯示 和記錄用的

13、電子線路和部件組成。原理:測定汽車排氣需用專用分析儀器，根據(jù)CO和碳氫化合物對紅外光有特征吸收的原理， 一般采用非色散紅外氣體分析儀對其進行測定，可以直接顯示測定結果。12、答：測定流程：采樣:用100mL注射器在人的呼吸帶高度抽取待測空氣樣品，反復置換 三次后，抽取100mL樣品用橡皮帽封住針頭送往實驗室待測樣品當天分析完畢；標準曲線: 取標準甲烷氣，用注射器以氮氣為底氣配制一系列不同濃度的標準氣體.分別取一定體積注入 氣相色譜儀，得到不同濃度的色譜圖，測出每一個濃度的峰高，作出峰高與濃度之間的關系曲 線，得到標準曲線;與標準曲線同樣操作條件下，向氣相色譜儀注入相同體積的待測樣品，從 色譜圖

14、上測出待測樣品的峰高，由標準曲線查出空氣中總碳氫化合物的濃度.測定原理：載氣載著含碳氫化合物(C1-C8)空氣試樣進入硅烷化玻璃微珠阻尼色譜柱(或只在 管壁上涂有固定液的空心色譜柱)，經(jīng)過玻璃微珠的分離，用氫火焰離子化檢測器測定，其濃度 以甲烷濃度計.測定方法：將CO在氫氣流中催化還原甲烷可用氫火焰檢測器檢測，此法有較高的靈敏度， 同時還能檢測CO2和甲烷。大氣中的CO、CO2和甲烷經(jīng)TDX-01碳分子篩柱分離后，于 氫氣流中在鎳催化劑(36010C )作用下，CO、CO2皆能轉(zhuǎn)化為CH4，然后用氫火焰離 子化檢測器分別測定的上述三種物質(zhì)，其出峰順序為： CO、 CH4、 CO2。測定時，先在

15、預定實驗條件下用定量管加入各組分的標準氣樣，測其峰高，按下式算定量校 正值： sshCK=在與測定標準氣同樣條件下測定氣樣，測量各組分的峰高(hx)，按下式計算CO (或CH4、 CO2)的濃度(Cx) KhCxx.=為保證催化劑的活性，在測定之前，轉(zhuǎn)化爐應在360C下通氣8h；氫氣和氮氣的純度應高于99.9%。當進樣量為2 ml時，對CO的檢測限為0.2 mg m3。13、答：總氧化劑物質(zhì)中除去氮氧化物的其它氧化劑稱為光化學氧化劑。大氣污染物中，將所有能氧化碘化鉀溶液的I,而析出碘分子I2的物質(zhì)，稱為總氧化劑。 光化學氧化劑的測定采用硼酸碘化鉀分光光度法。硼酸碘化鉀吸收液吸收O3等氧化劑的反

16、 應如下：03 + 2I2H+ = I2+ 02 + H20I2在352nm下有特征吸收峰，用分光光度法測定。實際測定時，以硫酸酸化的碘酸鉀一碘 化鉀溶液作標準溶液（以03計）配制標準系列，在352nm波長處以蒸餾水為參比測其吸光 度，或者用最小二乘法建立標準曲線的回歸方程式。光化學氧化劑濃度計算式：光化學氧化劑（03, mg m3）CKVbaAAn269.0）（01.14、答：測定方法：大氣試樣，甲烷標準氣及除烴凈化空氣依次通過色譜儀空柱到達檢測器， 可分別得到三種氣樣的色譜峰。設大氣試樣總烴峰高（包括氧峰）為ht；甲烷標準氣樣峰高 為hs；除烴凈化空氣峰高為ha。在相同色譜條件下，大氣試樣

17、、甲烷標準氣樣，經(jīng)GDX-502柱分離到達檢測器，可得到氣 樣中甲烷的峰高（hm）和甲烷標準氣樣中甲烷的峰高（hs）。按下式計算總烴、甲烷烴和非 甲烷烴的含量：總烴（以CH4計，mg m3）ssatChhh.（754）甲烷（以CH4計，mg m3）ssmChh.=（755）非甲烷烴濃度=總烴濃度甲烷濃度式中：Cs甲烷標準氣濃度（mg m3）分別測定的意義：大氣中的碳氫化合物主要是甲烷，其濃度范圍為26mgm3。但當大 氣嚴重污染時，大量增加甲烷以外的碳氫化合物。因此，測定不包括甲烷的碳氫化合物對判 斷和評價大氣污染具有實際意義。15、答：大氣中含硫化合物演變成酸霧和硫酸鹽霧的過程。 測定方法有

18、二氧化鉛-重量法、堿片-重量法、堿片-鉻酸鋇分光光度法、堿片-離子色譜法。 二氧化鉛-重量法測定原理：大氣中的S02、硫酸霧、H2S等與二氧化鉛反應生成硫酸鉛， 用碳酸鈉溶液處理，使硫酸鉛轉(zhuǎn)化為碳酸鉛，釋放出硫酸根離子，再加入 BaCl2 溶液，生 成BaSO4沉淀，用重量法測定，結果以每日在100cm2二氧化鉛面積上所含SO3的毫克數(shù) 表示。堿片-重量法測定原理：用碳酸鉀溶液浸漬的玻璃纖維濾紙曝露于大氣中，碳酸鉀與空氣中 的SO2等反應生成硫酸鹽，加入BaCl2溶液將其轉(zhuǎn)化為BaSO4沉淀，用重量法測定。測定 結果表示方法同二氧化鉛法。堿片-鉻酸鋇分光光度法測定原理：采樣方法同堿片-重量法。

19、在弱酸性溶液中，采樣堿片中 的硫酸根離子與鉻酸鋇懸濁液發(fā)生下列交換反應：-2444-24CrOBaSOBaCrOSO+ |+在氨-乙醇溶液（降低硫酸鋇和鉻酸鋇的溶解度）中，分離除去硫酸鋇及過量鉻酸鋇，反應 釋放出的黃色鉻酸根離子濃度與硫酸根濃度成正比，用分光光度法測定，測定波長為 420nm 或 372nm。堿片-離子色譜法測定原理：用堿片法采樣，采樣堿片經(jīng)碳酸鈉-碳酸氫鈉稀溶液浸取，注入 離子色譜儀測定。16、答：壓電晶體振蕩法：這種方法以石英諧振器為測定飄塵的傳感器，通過測量采樣后兩 石英諧振器頻率之差（4）,即可得知飄塵濃度。當用標準飄塵濃度氣樣校準儀器后，即可 在顯示屏幕上直接顯示被測

20、氣樣的飄塵濃度。B射線吸收法：該測量方法的原理基于：將B射線通過特定物質(zhì)后，其強度衰減程度與所透 過的物質(zhì)質(zhì)量有關，而與物質(zhì)的物理、化學性質(zhì)無關。通過測清潔濾帶（未采塵）和采塵濾 帶（已采塵）對B射線吸收程度的差異來測定采塵量。17、答：大氣降水監(jiān)測的目的是了解在降雨（雪）過程中從大氣中沉降到地球表面的沉降物 的主要組成、性質(zhì)及有關組分的含量。 一般測定項目： pH 值、電導率、 K+、 Na+、 Ca2+、 Mg2+、 SO42、 NH4、 NO3、 Cl。18、答：采樣位置的選擇：應選在氣流分布均勻穩(wěn)定的平直管段上，避開彎頭、變徑管、三 通管及閥門等易產(chǎn)生渦流的阻力構件。一般原則是按照廢氣

21、流向，將采樣斷面設在阻力構件 下游方向大于6倍管道直徑處或上游方向大于3倍管道直徑處。即使客觀條件難于滿足要求， 采樣斷面與阻力構件的距離也不應小于管道直徑的1.5倍，并適當增加測點數(shù)目。采樣斷面 氣流流速最好在5m s-1以下。此外，由于水平管道中的氣流速度與污染物的濃度分布不如垂直管道中均勻，所以應優(yōu)先考 慮垂直管道。采樣點數(shù)目的確定：煙道內(nèi)同一斷面上各點的氣流速度和煙塵濃度分布通常是不均勻的，要 根據(jù)煙道斷面的形狀、尺寸大小和流速分布情況確定采樣點。19、答：一定體積的煙氣通過裝有吸收劑的吸收管，吸收管的增重即為所采煙氣中的水蒸氣 重量。如圖所示，裝置中的過濾器可防止煙塵進入采樣管；保溫

22、或加熱裝置可防止水蒸氣冷 凝，U形吸收管由硬質(zhì)玻璃制，常裝入的吸收劑有氯化鈣、氧化鈣、硅膠、氧化鋁、五氧化 二磷、過氯酸鎂等。含濕量的測定裝置1 過濾器；2 保溫或加熱器；3 吸濕管；4 溫度計；5 流量計；6 冷卻器；7 壓力計；8 抽氣泵含濕量計算：%10024.13.10127327324.1x+wrArdWwGPPtVGX20、答：有害組分有：一氧化碳、氮氧化物、硫氧化物和硫化氫等。測定煙塵（包括氣溶膠）中的有害組分時，先用煙塵采樣裝置將煙塵捕集在 濾筒上，再用適當?shù)念A處理方法將被測組分浸取出來制備成溶液供測定。例如， 煙氣中硫酸霧和鉻酸霧的測定，先將其采集在玻璃纖維濾筒上，再用水浸取后測 定；鉛、鈹?shù)葻焿m捕集后用酸浸取出來測定等。如果測定煙塵和氣體中有害組分的總量，應在煙塵采樣系統(tǒng)中串接捕集氣態(tài)組分的吸收瓶， 然后將二者合并，經(jīng)處理制備成樣品溶液測定。例如，煙氣中氟化物總量的測定，將煙塵和 吸收液于酸溶液中加熱蒸餾分離后測定；用玻璃纖維濾筒和沖擊式吸收瓶