环境检测分析.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,7、了解水样中含氮污染物的测定方法。,8、了解大气污染监测的主要内容。,9、熟悉大气监测样品的采集方法。,10、了解大气中主要气态污染物的测定,方法。,11、掌握大气总悬浮物颗粒物的测定方,法原理与技术。,12、熟悉大气降尘量、可吸入颗粒物的,测定原理。,1,主要内容：,环境监测分析概论,环境监测分析,水体污染监测,大气污染监测,2,环境监测分析,环境监测分析概论,环境监测分析,水体污染监测,大气污染监测,3,地,球,水 圈,岩石圈,生物圈,大气圈,人类,活动,气候变暖,臭氧层破坏,河流、海洋污染,水土流失,酸雨增加,沙漠化严重,物种消亡加快,森林面积减少,人类生境恶化,疾病、怪病增加,环境激素增加,人类活动对环境的影响,4,按环境要素可分为,大气污染、水体污染和土壤污染,等；,按污染物的分布范围又可分为,全球性污染,、,区域性污染,、,局部性污染,等。,环境污染有不同的类型,5,大气中二氧化硫可被氧化成硫酸雾，随飘尘直接进入肺泡。它的危害作用比二氧化硫大10倍。,由二氧化硫排放引起的酸雨污染范围不断扩大，已由80年代初的西南局部地区，扩展至西南，华中，华南和华东的大部分地区，目前年均降水pH值低于5.6的地区已占全国面积的40%左右。,酸雨和二氧化硫污染危害居民健康，腐蚀建筑材料，破坏生态系统，造成了巨大经济损失每年多达200多亿元，已成为制约社会经济发展的重要因素之一。最近，英国评价报导，英国每年有多达24，000人由于大气污染而早死，有大约相当于此数的人由于短期大气污染事故而住院。报导估计，由于颗粒物的影响而造成每年约8000人早死，10，500人住院，二氧化硫的影响约为3500人，臭氧的影响为12，500早死和9900人住院,硫酸雾和酸雨,8,9,大气污染是随着产业革命的兴起，现代工业的发展，城市人口的密集，煤炭和石油燃料的迅猛增长而产生的。近百年来，西欧，美国，日本等工业发达国家大气污染事件日趋增多，本世纪50-60年代成为公害的泛滥时期，世界上由大气污染引起的公害事件接连发生，,例如：英国伦敦烟雾事件，日本四日市哮喘事件，美国洛杉矶烟雾事件，印度博帕尔毒气泄漏事件等等，不仅严重地危害居民健康，甚至造成数百人，数千人的死亡。,10,据统计，1990年全国煤炭消耗量10.5亿吨，到1995年煤炭消耗量增至12.8亿吨，二氧化硫排放量达,2232万吨,。超过欧洲和美国，,居世界首位,。,1997,年，二氧化硫排放总量为,2346万吨,，比1995年增加114万吨。,二氧化硫、颗粒物,空气污染以煤烟型为主，主要污染物是二氧化硫和烟尘。,11,表,1998,年与,1997,年主要大气污染物排放情况对比,单位:万吨,年份,二氧化硫,烟尘,工业,粉尘,总量,工业来源,生活来源,总量,工业来源,生活来源,排放量,占总量(%),排放量,占总量(%),排放量,占总量(%),排放量,占总量(%),1998年,2090,1593,76.2,497,23.8,1452,1175,80.9,277,19.1,1322,1997年,2266,1772,78.2,494,21.8,1573,1265,80.4,308,19.6,1505,变化值,-176,-179,-2.0,3,2.0,-121,-90,0.5,-31,-0.5,-183,变化率%,-7.8,-10.1,0.6,-7.7,-7.1,-10.1,-12.2,12,13,14,15,16,17,从近几年城市大气环境质量监测结果来看，虽然煤烟型大气污染源的治理取得了显著的效果，但城市大气环境整体质量却没有得到明显的改善，,有些指标的监测结果还呈递增趋势，说明大气污染源的结构在发生变化。,汽车尾气和光化学烟雾,监测分析表明，机动车辆排气型污染已代替煤烟型污染，成为城市主要大气污染源，并且这一趋势还将继续发展。,18,土壤污染,土壤的自净作用：进入土壤的污染物，在土壤矿物质、有机质和土壤微生物的作用下，经过一系列的物理、化学及生物化学反应过程，降低其浓度或改变其形态，从而消除或降低污染物毒性的现象。,包括：物理自净作用；化学和物理化学自净作用；生物化学净化作用,土壤环境容量：土壤环境单元一定时限内遵循环境质量标准，既保证农产品质量和生物学质量，同时也不使环境污染时，土壤所能允许承纳的污染物最大数量或负荷量。,19,土壤污染的主要物质及其来源,污染物,主要来源,无,机,污,染,物,有,机,污,染,物,砷,镉,铜,铬,汞,铅,锌,镍,氟,盐碱,酸,酚类,氰化物,3,4-苯并芘，苯丙烯醛,石油,有机农药,多氯联苯类,有机悬浮物及含氮物质,含砷农药，硫酸，化肥，医药，玻璃等工业废水,冶炼，电镀，染料等工业废水，含镉废气，肥料杂质,冶炼，铜制品生产等废水，含铜农药,冶炼，电镀，制革，印染等工业废水,治碱，汞化物生产等工业废水，含汞农药，金属汞蒸汽,颜料，冶炼等工业废水，汽油防爆剂燃烧排气，农药,冶炼，镀锌，炼油，染料工业废水,冶炼，电镀，炼油，染料工业废水,氟硅酸钠，磷肥及磷肥生产等工业废水，肥料污染,纸浆，纤维，化学工业等废水,硫酸，石油化工业，酸洗，电镀等工业废水,炼油，合成苯酚，橡胶，化肥农药生产等工业废水,电镀，冶金，印染工业废水，肥料,石油，炼焦等工业废水,石油开采，炼油厂，输油管道漏油,农业生产及使用,人工合成品及生产工业废水废气,城市污水，食品，纤维，纸浆业废水,20,几种农药及除草剂在土壤中的残留时间,农药,半衰期,90%消失期,铅、砷汞农药 10-20年,有机氯农药 2-4年,有机磷农药 0.02-0.2,氨基甲酸酯农药 0.02-0.1,取代脲类 0.3-0.8,氮苯类除草剂 1-2,西玛津 1.5-4月 5-12月,野麦畏 2月 5-6月,氟乐林 22-35天 ,草枯醚 14天 40天,灭草灵 10天 20-25天,除草醚 11天 40天,除草剂,21,环境科学是研究环境问题的一门新兴的综合性学科，它由许多分支的学科组成，包括环境化学、环境物理学、环境地学、环境生物学、环境工程学、环境医学、环境经济学和环境法学等。,环境,科学,了解环境现状,及发展情况,手段、方法,环境监测分析,22,1.1 环境监测的目的、分类与原则,环境分析：,环境受到污染后，为了寻找环境质量变化的原因，从基本化学物质的定性、定量分析为基础研究污染物的性质、来源、含量水平及其分布状态。,环境监测：,在一段时间内，间断或连续地测量环境中的污染物的能量，污染的强度，跟踪其变化情况及其对环境产生影响的过程。,环境分析和,环境监测并无截然的分界线，故有时统称为环境监测,分析。,23,1.1.1 环境监测的目的,l,评价环境质量，预测环境质量发展趋势。,l,为制订环境法规、标准、环境规划、环境污染综合治理对策提供科学依据，并监视全面环境管理的效果。,l,积累环境本底值资料，为确切掌握环境容量提供数据。,l,揭示新的污染问题，探明污染原因，确定新的污染物质，研究新的监测分析方法，为环境科研提供新的方向。,“环保工作的耳目”,“定量管理的尺度”,24,1.1.2 环境监测的分类,l,研究性监测,l,监视性监测,l,特殊目的的监测,25,1.1.3 环境监测的原则,监测对象的选择,优先监测的原则,1.1.4,环境监测的特点,种类多、浓度低、重视价态与形态分析、,重视动态分析、分析方法和手段多样性、涉及的社会面广。,26,1.2 环境监测的方法和技术,1.2.1 对环境监测分析方法的要求,l,准确：监测方法的准确度必须得到公认,l,灵敏：采用高灵敏度的仪器,l,选择性好，对监测对象的成分具有较好的选择性。避免共存物质的干扰。,l,简便适用,l,方法标准化,27,1.2.2 环境监测分析的方法和技术,化学分析方法,重量法、滴定法、比色法,l,仪器分析方法,光谱分析法、电化学分析法、色谱分析法、质谱分析法、中子活化分析法、放射性同位素分析法、电子探针、电子能谱等多种方法,28,1.3 环境标准,为防治环境污染、保护人群健康、促进生态良性循环，为获得最佳的环境效益和经济效益，对环境和污染物排放源中有害因素规定的限量阀值及其配套措施所作的统一规定。,1.3.1 环境标准的分类和分级,l,环境质量标准,l,污染物排放标准,l,环境保护仪器设备标准,l,标样、方法和基础等标准,29,1.3.2 水质标准,地表水环境质量标准（GB3838-88）,生活饮用水卫生标准（GB5749-85）,1.3.3 大气标准,大气环境质量标准（GB3095-82）,1.3.4 其它标准,30,1.4 环境监测分析的发展趋势,分析方法标准化：,基础和中心环节,分析技术连续自动化,电子计算机的应用：,提高分析能力和研究水平，实现连续测定,多种方法和仪器的联合使用：,提高分析效果，及时给出分析结果,激光技术的应用,发展遥感遥测技术：,获得大范围的三维空间的数据,痕量和超狠量分析的研究,31,环境监测分析,环境监测分析概论,环境监测分析,水体污染监测,大气污染监测,32,水体污染监测,海洋水97.3%,淡水2.7%,冰山、冰帽77.2%,地下水和,土壤水22.4%,湖泊、沼泽水、河水、大气水：0.4%,地球水资源的分布,便于取用的淡水只是河水、淡水湖水和浅层地下水，估计约3,10,6,km,3,，仅为地球总水量的,0.2%,左右。,33,2.1 水体及水体污染,2.1.1 水体污染及其类型,水体污染类型：,l,化学污染型:无机型和有机型,l,有机物污染型,l,富营养污染型,l,生物污染型,l,固体悬浮物污染型,l,热污染型,l,放射性污染型,34,水体污染源：按其释放污染物质的种类分为：,l,物理性污染源,l,化学性污染源,l,生物性污染源,35,水质监测的一般过程,样品的采集处理,实验室分析,分析结果评价,提出防治建议或措施,36,2.2 水样的采集与保存,2.2.1 污染源和水系污染调查,2.2.2 采样断面和采样点的设置,2.2.3 水样的采集,37,2.2.4 水样的保存,主要考虑：保存温度、保存酸碱度（pH）；,要求：,、减缓生物的作用；,、减缓化合物的水解和氧化还原作用；,、减少组分的挥发和吸附损失；,措施：,、选择适当材料的容器；,、控制溶液的pH值；,、加入化学试剂抑制氧化还原反应和生化反应；,、冷藏或冷冻以降低细菌活性和化学反应速率。,38,2.2.5 水样的预处理,l,悬浮物的去除：自然澄清法、离心沉降法、过滤法（0.45-1.2,m,的滤膜或滤纸）,l,水样的消解。,清澈、透明、无沉淀,l,微量组分的富集与分离：挥发、蒸发和蒸馏、溶剂萃取、活性炭富集法、共沉淀法、离子交换法、冷冻浓缩法。,39,2.3 物理指标的测定,水质的物理指标，诸如：温度、气味、盐度、电导率等；属于感官性状指标：颜色、浊度、残渣、,40,2.3.1温度测定,温度是水质的一项重要的物理指标，通常分为表层水温观测和深水温度观测。,l,表层水温观测：采用的温度计为0100,o,C棒状水银温度计，最小分度应为0.2,o,C或0.5,o,C，并须经过校准。,l,深层温度观测：深水温度观测一般可只观测底层（距底质表层1m以上），如有必要分层观测，按深度先划好观测层次。测定深层温度时可采用深水温度计，如倒置温度计或热敏电阻温度计。,41,2.3.2颜色,这里所谓“颜色”是指已除去浊度的水的颜色，也称“真色”，未经过滤或离心处理水样的颜色称为“表色”。,色度的测定常用以下几种方法：,铂钴比色法、稀释倍数法,42,l,铂钴比色法：,此法以氯铂酸钾和氯化钴溶液具有的颜色为标准，与被测水样的颜色进行比较，并规定1mg/L以氯铂酸离子形式存在的铂产生的颜色为1度。,l,稀释倍数法：,此法是将污水用蒸馏水逐极稀释，直至两比色管水样与蒸馏水相比较不能辨别为止。这个刚觉察有颜色的最大水样稀释倍数，即为水样稀释倍数，用来表示色度。水的颜色用恰当的文字予于描述，如用无色、微黄、浅黄、棕黄等来表示颜色的种类和深浅程度。,43,臭的定性描述：水的臭气与温度有关，加热时臭气更为强烈，所以臭的试验有冷和热之分。,冷法试验，取,100,mL,水样于,250,mL,锥行瓶中，调节水温至,20,0,C,左右，振荡后从瓶中闻其气味。,热法试验，取,100,mL,水样于,250,mL,锥行瓶中，加一表面皿在电炉上加热至沸，立即取下锥行瓶，闻其气味。,2.3.3 臭味,44,表2.3.3-1 臭强度等级表,等级,强度,说明,无,无任何气味,1,微弱,一般人难于察觉，嗅觉敏感者可察觉,2,弱,一般人刚能察觉,3,明显,可明显察觉,4,强,有很明显臭味,5,很强,有强烈的恶臭,45,稀释法：,用无臭水将水样稀释，直至分析人员刚刚闻到气味为止。此时气味的浓度叫嗅阈浓度。水样稀释到嗅阀浓度时的稀释倍数叫嗅阀值,（,TON,）,。,TON =（,水样毫升数,+,无臭水毫升数）,/,水样毫升数,46,2.3.4 浊度,浊度是表示水中悬浮物对光线透过时所产生的阻碍程度。,测定水样浊度可用分光光度法和目视比色法。,我国采用1L蒸馏水中含有1mg二氧化硅所引起的浊度为1个浊度单位。饮用水的浊度应小于5度。,47,l,分光光度法：,选用1cm比色皿，在波长660nm处，测定标准浊度液的吸光度值，绘制吸光度浊度标准曲线。然后测定水样的吸光度，并从标准曲线上查出相应的浊度。当浊度超过100度时需稀释后测定，计算时应乘上相应的稀释倍数。,l,比浊法：,根据水样浑浊程度，取不同量标准浊度液配置标准系列，然后将同体积水样与标准液在黑色底版上进行目视比较，即得水样浊度。,48,2.3.5透明度测定,透明度是指水样的澄清程度。测定透明度有铅字法、塞氏盘法和十字法。,49,这是一种现场测定透明度的方法，利用一个白色圆盘沉入水中，至恰恰不能看见盘面的白色时，记取其尺度，就是透明度数（以cm为单位）。观测时需反复23次。,塞氏盘法,塞氏盘侧面,塞氏盘正面,50,2.3.6 残渣测定,水样中含有的物质可分为溶解性物质和不溶性物质两类。,残渣可分为总残渣（或称总蒸发残渣）、过滤性残渣（也称溶解性蒸发残渣）、非过滤性残渣（也称悬浮物）三种。,51,1、总残渣：,总残渣代表在一定温度下将溶液蒸发并烘干后剩下来的残留物，是水样中分散均匀的悬浮物和溶解物之和。,2、过滤性残渣：,过滤性残渣指能通过滤器或滤纸并于103105,0,C烘干至恒重的固体。主要成分应是可溶性无机盐。,3、非过滤性残渣：,（悬浮物）非过滤性残渣系指剩留在滤纸上的并于1031050C烘至恒重的固体。,52,2.3.7电导率测定,导体的导电能力常用电阻的倒数电导来表示，计量单位是S，中文名称为西门子（Siemens），S=A/U(A为安培，U为伏特)。,常用电导仪测定，其基本原理是用惠斯顿电桥测定溶液的电阻，而后按下式计算电导率：,K =C/R,式中：C为电导池常数;R为电阻。,53,2.4 水质pH和Eh的测定,2.4.1水质pH的测定,测定方法有比色法和酸度计（pH计）法。,比色法：,以酸碱指示剂在不同,pH,范围内显示不同的颜色为依据，将水样和标准缓冲溶液相比较，用目视法测定水样,pH,的方法。,优缺点：简单易行，但准确度较差，且受到水体颜色、浊度及其他物质（如氧化剂和还原剂等）干扰。,酸度计法：,直接测定水样，就可得出水样的,pH,。,主要问题是在测定,pH,值大于,10,时，误差较大，读数偏低。,54,2.4.2 氧化还原电位Eh测定,最简单的氧化还原体系是由单一物质的氧化态和还原态组成，此时的氧化还原反应可表达为：,氧化态+,n,e 还原态,其氧化还原Eh可用能斯特(Nernst)方程表示：,Eh=E,0,RT/nF,ln还原态/氧化态,式中：E,0,为标准氧化还原电位；,n为氧化态与还原态间转化时的得失电子数；,R为气体常数（8.315J/K,mol）；,F为法拉第常数（96500C,mol）；,T为绝对温度(K),55,2.5 有机污染指标的测定,水中有机物的分析，按其测定方法一般可分为两大类。,（1）、是以综合指标来表示有机物的总量或其中的某些组分；如化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、总有机碳（TOC）和总需氧量（TOD）等。,（2）、专门测定个别的有机化合物。,56,2.5.1 溶解氧,溶解于水中的氧称为溶解氧（DO），测定方法有化学法（碘量法）和膜电极溶解氧仪法,碘量法原理：,在碱性介质中，溶解氧可以使氢氧化锰氧化为亚锰酸，亚锰酸与氢氧化锰作用生成亚锰酸锰。亚锰酸锰具有氧化性，在有碘化钾存在下，加酸溶解沉淀时，它被还原为锰离子，同时析出等物质的量的碘，用硫代硫酸钠标准溶液滴定析出的碘，就可求得水中的溶解氧的量。,反应式如下：,MnSO,4,+2NaOH Mn(OH),2,+2NaCl,2Mn(OH),2,+,O,2,2H,2,MnO,3,2H,2,MnO,3,+2Mn(OH),2,2MnMnO,3,+4H,2,O,MnMnO,3,+3H,2,SO,4,+2KI 2MnSO,4,+,I,2,+3H,2,O+K,2,SO,4,57,2.5.2 化学需氧量（COD）测定,化学需氧量是指在一定条件下，用强氧化剂处理水样时所消耗氧化剂的量，以氧的mg/L表示结果。,常用的方法：高锰酸钾法和重铬酸钾法,58,2.5.2.1高锰酸钾法,酸性高锰酸钾法：,在酸性条件下，加入过量的高锰酸钾溶液，将水样中某些有机物及还原性物质氧化，反应剩余的高锰酸钾，用过量的草酸钠还原，再以高锰酸钾标准溶液回滴过量草酸钠，通过计算求出水样的化学需氧量COD,Mn,，又称高锰酸盐指数。,碱性高锰酸钾法：,在碱性溶液中，用过量的高锰酸钾氧化水样中的有机物，然后将溶液酸化，再按酸性高锰酸钾法测定。,2.5.2.2 重铬酸钾法,在强酸性（1:1硫酸）溶液中，用重铬酸钾将水样中有机物氧化，过量的重铬酸钾，以试亚铁灵做指示剂，用硫酸亚铁标准溶液回滴，根据所消耗的重铬酸钾，求出水样的化学需氧量COD,Cr,。,59,2.5.3 生化需氧量测定,生化需氧量是指好氧条件下，微生物分解水中有机物质的生物化学过程中所需溶解氧的量。,通常作生化需氧量测定，采用在20,0,C温度下培养5天后测定，称为BOD,5,。,测定方法有,稀释与接种法,和BOD仪器测定法。,60,l,稀释与接种法,此测定方法就是在培养水样前和培养水样后各测一次溶解氧，两者之差即为生化需氧量。,测定过程的两个关键环节是：,1）配制培养水样时选择,适当的水样稀释比,。,2）所用稀释水的配制也很重要。,61,测定结果的计算：,1）不经稀释而直接培养的水样：,BOD,5,=D,1,D,2,2）经过稀释的水样：,BOD,5,=（D,1,D,2,）（B,1,B,2,）F,1,/F,2,式中：D,1,、D,2,分别为培养前、后的溶解氧；B,1,、B,2,分别为稀释水培养前、后的溶解氧；F,1,为稀释水在培养液中占的比例；F,2,为水样在培养液中占的比例。,62,BOD,仪器测定法,BOD,库仑仪：,BOD,库仑仪可直接对水样进行培养，测定，由记录仪指示出氧的消耗量。与化学测定法相比，此装置能够克服稀释过程的供养困难，保证不断地供氧。因此，此法简单，误差小，准确度高。,63,2.5.4 总需氧量（TOD）的测定,总需氧量是指水中能被氧化的有机物质和无机物质燃烧变成稳定的氧化物所需的氧量。它包括难以分解的有机物含量，同时也包括一些无机硫、磷等元素全部氧化所需的氧量。,总需氧量的测定采用仪器分析法,64,过滤器,氮气,稳压阀,渗氧管,氧化锆管,过滤器,燃烧炉900,o,C,铂触媒,进样头,TOD,测定装置示意图,65,2.5.5 总有机碳（TOC）测定,总有机碳是采用碳的含量来表示水中有机污染物的指标。,用TOC分析仪进行的。,其测定原理是：,首先在水样中加酸，并引入压缩空气进行酸化气，以除去水中的无机碳酸盐。然后将水样定量地注入有铂丝网作催化剂的燃烧管，在空气或氧气流中，于900,0,C下进行燃烧。有机物在燃烧过程中产生CO,2,，经红外气体分析仪测定，并用自动记录仪记录，即得到水样中的总有机碳量。用这种方法测定一个水样仅需几分钟。,66,2.6 含氮污染物测定,2.6.1氨氮测定,氨氮（NH,3,-N,NH,4,-N）是指以游离态的氨或铵离子等形式存在的氮。,氨氮测定方法常用的有光度法和氨气敏电极法。光度法干扰因素较多，通常要预蒸馏分离。氨电极法一般不需要对水样进行蒸馏，较为简便。,纳氏试剂光度法：,纳氏试剂即碘汞酸钾K,2,（HgI,4,）。本法检测范围伪0.052mg/L。,苯酚-次氯酸盐光度法：,本法的检测范围为0.010.5mg/L，适用于饮用水、生活污水、和大部分工业废水中氯的测定。,67,2.6.2 凯氏氮测定,凯氏氮是指采用特定的凯氏定氮法测得的氨氮量，包括游离氨、铵盐和部分有机氮化合物。以此来表示水中可能存在其他各种含氮化合物的总量。,2.6.3 亚硝酸盐氮测定,亚硝酸盐（NO,2,-,-N）是含氮化合物分解过程的中间产物，极不稳定，可被氧化为硝酸盐，也可被还原为氨氮，它被确认为是一种强致癌物。亚硝酸盐的测定通常用重氮偶合光度法，按使用试剂不同分为N-1-萘乙二胺光度法和,-萘胺光度法。,68,2.6.4 硝酸盐氮测定,水样中硝酸盐测定的主要方法是分光光度法和离子选择电极法。,酚二磺酸光度法：,利用硝酸盐在无水情况下与酚二磺酸反应生成邻硝基酚二磺酸，在碱性溶液中生成黄色化合物，进行光度测定。,戴氏合金还原纳氏试剂光度法：,戴氏合金是59%Al、39%Cu、2%Zn组成的合金，能将硝酸盐还原为氨，而后将氨蒸馏出纳氏试剂光度法测定。,镉柱还原偶氮光度法：,利用硝酸盐通过镉柱后被还原为亚硝酸盐，亚硝酸盐能与芳香胺（如磺胺）生成重氮化合物，再与偶氮剂形成紫红色偶氮染料，在波长540nm下作光度测定。,69,紫外分光光度法：,硝酸根离子在紫外区有强烈的吸收，利用它在220nm波长处的吸光度可定量测定硝酸盐。,硝酸根离子选择电极法：,此法是用电极测得的硝酸盐电位值来计算被测溶液中的硝酸盐氮的含量。,硝酸根电极的测定范围为10,-1,10,-5,mol/L。,2.6.4 硝酸盐氮测定（续）,70,环境监测分析,环境监测分析概论,环境监测分析,水体污染监测,大气污染监测,71,3 大气污染监测,3.1概述,大气污染监测是指对大气污染物的发生、迁移以及相互作用的时空变化过程，进行系统的监视测定。,大气监测的监测内容主要包括：大气气态污染物监测，如CO,2,、CO、SO,2,、NO,X,等和大气颗粒物监测；此外还包括一些具体项目的监测，如：汽车尾气监测，烟道气监测等。,72,3.2大气监测试样的采集,3.2.1大气监测的布点,布点前的准备工作；大气监测布点：,代表性和可行性,1）设置监测点的主要依据。,2）合理分配监测点的基本原则。,3）布点方法主要有：扇形布点法，同心圆布点法，网格布点法等。,扇形布点法,（孤立源的情况下）,同心圆布点法,（多个污染源集中的情况下）,风向,73,3.2.2采样时间和频率：,采样时间,指每次采样所需时间长短；,采样频率,指在一定时间（一天、一月、或一年）采样的次数。,例如我国现行“规范”规定，SO,2,，NO,X,的监测，采样时间和频率为隔日采样，每次采样连续24h，每月有1416 d，每年12个月进行监测；,总悬浮物则隔双日采样，每次连续24h，每月监测56d，每年12个月均进行监测；,降尘量为分月连续采样，全年进行监测。,城市大气质量状况为每日监测和评价。,74,3.2.3大气样品的采集,大气采样法通常分为直接采样法和浓缩采样法。,1）,直接采样法：,方法是将采集的气样直接提供分析；常用于污染浓度高，分析方法灵敏，用样量少的情况。,2）,浓缩采样法：,利用吸收剂吸收或冷凝方法采集大气样品，对大气污染物具有浓缩作用，故叫浓缩采样法。方法有液体吸收法、固体阻留法和低温冷凝法。,75,液体吸收法：当气样通过吸收液时气液界面发生溶解或化学反应，气样中的监测成分被吸收而达到采样目的。,固体阻留法：当气体通过有一定结构的固体吸收剂时，由于微孔阻留、表面吸附、溶解吸收等作用，可将气体污染物浓缩收集。可分为两种类型：滤膜型阻留采样法和滤管型阻留采样法。,低温冷凝采样法。,76,采样仪器：,用于大气采样的仪器种类和型号颇多，但它们的基本构造相似，一般由,收集器,、,流量计,和,采样动力,三部分组成。,77,3.2.4 最小采气体积,需考虑以下参数:,采样现场被测成分的估计浓度，因是未知值，通常只能选用本底或最高允许浓度作为估计参数；,所用测定方法的灵敏度（或最低检出限量）；,对于溶液吸收法来说，还要考虑采样时吸收液的体积和用于测定的吸收液体积。,如：采用溶液吸收法进行采样时，最小采气量可按下式进行计算：,V=,(,c/d),(a/b),式中：V为最小采气体积（L）;a为吸收液总体积（mL）;b为测定所取吸收液体积（mL）；c为分析方法的灵敏度（g）;d为最高允许浓度（mg/m,3,）。,78,3.2.5、采样效率及评价方法,采样效率是指在一定条件（气体流量、浓度、采样时间等）下，采样量占其总量的百分率。其评价一般有两种方法：标准气体法和多次吸收比较法。,3.2.6,样气体积的换算,目前，国际、国内实行的“统一状态”有两种。一种是温度25,0,C，压力为101.3kPa的状态；另一为温度0,0,C，压力101.3kPa的状态。国内常将前者称为参比状态；后者叫做标准状态。,其体积换算式为：,参比状态体积（V,25,）=Vt,(273+25)/（273+t）,Pt/101.3,标准状态体积（V,0,）=Vt,273/（273+t）,Pt/101.3,式中：t为采样现场的温度（,0,C）；Vt为现场状态下的采样体积（L）；Pt为采样现场的大气压力（kPa）,79,3.3大气气态污染物的测定,主要的监测对象：二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳和二氧化碳,3.3.1二氧化硫测定,二氧化硫的测定方法有：,盐酸副玫瑰苯胺光度法、,钍试剂光度法、溶液电导法、,库仑滴定法,等。,80,1、四氯汞钾液吸收盐酸副玫瑰苯胺光度法,：,标准分析方法。,原理：,空气中的二氧化硫被四氯汞钾溶液吸收后，生成稳定的二氯亚硫酸盐络合物，加甲醛及盐酸副玫瑰苯胺液发色，在一定的浓度范围，符合比尔定律，进行比色测定。,注意事项：,放置一定时间以消除臭氧影响；,加入氨基磺酸铵，消除氮氧化物干扰；,加入磷酸和EDTA二钠盐，消除或减少重金属干扰；,控制空白试验与试液测定的操作条件一致，消除温度、酸度等影响。,81,2、甲醛缓冲液吸收盐酸副玫瑰苯胺光度法,：,此国内外环境监测中常被采用。,原理：二氧化硫被甲醛缓冲溶液吸收，生成稳定的羧甲基磺酸加合物，加碱后释放出SO,2,与盐酸副玫瑰作用，生成紫色络合物，进行光度测定。,测定及注意事项同四氯汞钾液吸收盐酸副玫瑰苯胺光度法。,3、库仑法（电量法）,:,此法灵敏、简单、国内外均有仪器生产和应用。,原理与测定：其基本原理以法拉第定律为依据，用库仑仪测得指示电极电流，求出SO,2,浓度，有时仪表直接显示SO,2,浓度值。,82,3.3.2 氮氧化合物测定,大气中的氮氧化合物主要是NO,2,及极少量NO。,氮氧化合物的测定，近年来广泛采用格里斯萨尔茨曼（Griess-Saltzman,G.S）法。我国现行“规范”将此法选为试行方法。氮氧化合物的自动监测方法主要有两种类型，一是原电池库仑法，一是化学发光法。,83,1、盐酸萘乙二胺光度法（G.S法）：基于NO,2,-,与芳香族胺反应生成偶氮染料的原理。,NO不与吸收显色液发生上述反应，因此测定单氧化物总量，必须先将样气通过三氧化铬砂子氧化管，使NO氧化成NO,2,后，再通过吸收液显色。由此可知，样气不通过氧化管，则可测得NO,2,含量；单氧化和物总量与NO,2,含量之差即为NO含量。,84,2、化学发光法：,化学发光法测定氮氧化合物的优点是：灵敏度高，选择性好，响应快，能连续自动监测。所以此法为国内外普遍重视和采用。,当气样中的NO和臭氧接触时，NO被氧化激发：,NO+O,3,NO,2,*+O2,激发态的NO,2,*很不稳定，很快回复到基态，此时即产生发光现象：,NO,2,*NO,2,+h,v,发光强度与气样中NO的浓度呈正比。因此通过发光强度测定，即可测得气样中NO含量。,85,3.3.3 一氧化碳、二氧化碳的测定,大气中的CO、CO2常用仪器分析测定，其方法有奥氏气体分析法，红外线吸收法和气相色谱法等。,86,1、奥氏气体分析法：,此法是一般气体分析常用的方法，使用于含量较高的气体组分测定。,原理：利用氢氧化钾吸收CO,2,，碱性联苯三酚液吸收O,2,，氯化亚铜液吸收CO的特点，将一定体积的气样通过吸收液，根据吸收前后气体体积差，计算气样中CO、CO,2,的含量（体积比率）。,87,2、非色散红外吸收法：,此法选择性好，响应快，灵敏度高，大气CO、CO,2,等监测被广泛采用。,原理：CO、CO,2,分别对4.65,m，4.30,m附近的红外线有灵敏的锐线吸收；吸光度大小与它们的浓度关系服从比尔定律。据此，设置一定的仪器装置，即可测定气样中的CO、CO,2,浓度。,88,3.4大气颗粒物的测定,大气颗粒物一般包括总悬浮物颗粒物、降尘和飘尘。总悬浮物颗粒物含量是大气质量的一个重要指标；降尘是生态环境，特别是农业生态环境的主要污染物之一；飘尘（可吸入颗粒）是居住区大气有害物质的重要限制对象。大气环境除颗粒物的浓度影响外，它的化学成分造成的危害也不可忽视。,大气监测中主要测定总悬浮颗粒物、自然沉降颗粒物（降尘）、可吸入颗粒物（飘尘）及其所含成分。,89,3.4.1总悬浮物颗粒物,（TSP）,的测定,采用重量法：以一定流量的大气样，通过已知重量的滤膜，大气中的悬浮颗粒物（粒径在0.1100,m的颗粒）被阻留在滤膜上；根据采样前后滤膜的重量差和采气体积，计算大气中总悬浮物的含量。,干湿沉降自动收集仪,90,3.4.2降尘量的测定,大气中大于10,m粒径的颗粒物，自然沉降于单位面积上的量称为沉降量，一般以每月每平方公里面积上沉降的吨数表示，即：T/Km,2,.m。重量法是测定降尘量的重要方法。此法是使大气颗粒物自然沉降在专置的积尘缸内，经收集、蒸发浓缩，烘干沉重，即可按下式计算测定结果：,M=(W1Wa)/(S,n),30,10,4,式中：M为降尘沉降量（t/km,2,.m）；W1为样品和蒸发皿的烘干恒重(g)；Wa为蒸发皿的烘干恒重（g）；S为集尘缸缸口校准面积（cm,2,）；n为采样天数（精确到0.1d）。,91,3.4.3可吸入颗粒物的测定,可吸入颗粒物（IP），一般指,0.110,m,粒径的微粒，其测定方法，国内推荐的试行方法是切割器联用的小流量采样重量法。,原理：切割器联用的小流量采样法是根据惯性冲击原理，利用10,m切割器，将大于10,m粒径颗粒沉降下来，只允许小于10,m的颗粒物被收集在已知重量的玻璃纤维滤膜上，以重量法测得可吸入颗粒物在空气中的浓度（mg/m,3,）.,92,3.4.4颗粒物的组分测定,常测的颗粒组分有重金属、硫酸盐、硝酸盐及有机毒质，如苯并芘（BAP）等。,3.4.4.1金属组分测定,一般分为,直接测定,和,样品经处理后测定,，后者分析方法主要有：原子吸收分光光度法、等离子体发射光谱法，阳极溶出伏安法，分光光度法，荧光分光光度法等。,93,样品预处理的方法：,高温灰化法，,过程简单、速度快；,低温灰化法,，以等离子氧灰化，温度仅50250,0,C，元素损失小，回收率高，但设备条件要求高；,湿法消解，,以酸及氧化剂作消解剂氧化样品，方法可靠，易操作，但有废气逸出影响，较费时间；,碱熔法，,以碱在坩埚中高温熔融分解含铬、钼、硅铝等不易酸解的样品；,增压溶样法，,在增压溶样器内加王水，于170,0,C烘箱中消解2h，方法简单，无废气逸出，效果好，但需合格的增压溶样器。,94,3.4.4.2 硫酸盐测定,大气颗粒物中可溶性硫酸盐的测定，一般是以热水浸提样品滤膜，测定硫酸根离子。,硫酸钡比浊法,：简单、快速，但操作要求十分严格；,2-哌啶基硫酸盐热解法,：灵敏度高，选择性好，操作简单快速；,离子色谱法,：方法灵敏，快速干扰少，还能同时兼测其它各种阴离子和阳离子，效率高，,对设备条件要求较高,。,95,3.4.4.3硝酸盐的测定,硝酸根离子的测定方法有还原定氮法，酚二磺酸比色法，,硫酸肼还原比色法，,离子电极法，离子色谱法等。颗粒物中硝酸盐测定，常采用硫酸肼还原分光光度法。,操作：,将样品滤膜用热水（70,0,C）浸提两次，过滤制成待测液，用硝酸钾配成标准系列溶液；分别在碱性液中，以铜盐作催化剂，加入硫酸肼将硝酸根还原成亚硝酸根，再加对氨基苯磺酰胺与盐酸萘乙二胺混合液，使亚硝酸根重氮化反应后偶合生成玫瑰红偶氮燃料，于波长540nm处测定其吸光度，结果以参比状态下的大气每立方米含NO,3,-,的毫克（mg/m,3,）表示。,96,3.4.4.4 多环芳烃的测定,多环芳烃主要源于含碳燃料和有机物的热解过程。降尘和飘尘可吸附这类物质，散布于大气、水面、陆地上，成为环境中普遍存在的污染物。,降尘和飘尘中多环芳烃的,测定方法,：高压液相色谱法、气相色谱法、薄层层吸荧光光度法等。,测定步骤,：一般分为提纯、分离、测定；,97,多环芳烃测定方法,提纯,分离,测定,真空充氮升华法,硅胶G.,乙酰化纤维薄板层析,紫外分光光度法,索氏器浸提法,乙酰化滤纸层,析,荧光分光光度法,超声波提取法,柱层析,氢焰检测法,98,3.5 酸雨及其它有关的大气污染监测,酸雨的测定,将,pH值小于5.6,的雨水称为“酸雨”。雨水的成分复杂；,在酸雨监测中常选择,酸碱度、电导率,及F,-,、Cl,-,、Br,-,、,SO,4,2-,、,NO,2,-,、,NO,3,-,、K,+,、Na,+,、Ca,2+,、Mg,2+,、,NH,4,+,、Pb,2+,、Cd,2+,、,Hg,2+,等各种离子浓度进行测定。,其测定步骤包括布点、采样、样品保存及分析测定。,99,3.6大气污染自动监测,大气污染自动监测系统，是对地面大气环境进行连续采样测定。这种监测系统能提供连续的大气污染信息，大气污染物的时间-浓度变化曲线，污染物的各类平均值与频率分布和相关的气象资料，能为环境大气质量管理、评价、大气污染事故分析、研究、验证大气污染物扩散模式等创造极为良好的条件。,实行大气污染自动监测应重视：,1、大气污染自动监测系统,2、辅助流动监测车,3、激光和遥感技术的应用,100,