颗粒物的测定.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,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,*,*,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,*,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,*,第五节 颗粒物的测定,第1页，共60页。,一、总悬浮颗粒物,(TSP),的测定,滤膜捕集,重量法,用抽气动力抽取一定体积的空气通过已恒重,的滤膜，则空气中的悬浮颗粒物被阻留在滤膜上，,根据采样前后滤膜质量之差及采样体积，即可计,算,TSP,的浓度。,根据采样流量不同分为大流量、中流量和小流,量采样法。,采样仪器、步骤、计算方法：,P.146,第2页，共60页。,二、可吸入颗粒物,(PM,10,),的测定,可吸入颗粒物主要是指通过人的咽喉进入肺部的气管、支气管区和肺泡的那部分颗粒物，粒径,=10m,，常用,PM,10,表示。,测定方法：,重量法,P.147,压电晶体差频法,光散射法。,第3页，共60页。,（二）压电晶体差频法,石英晶体,PM,10,测定仪工作原理示意图,第4页，共60页。,可吸入颗粒物（,PM,10,、飘尘）监测仪,射线可吸入颗粒物测定仪工作原理示意图,（三）光散射法,第5页，共60页。,三、灰尘自然沉降量的测定,该指标系指在空气环境条件下，,单位时间靠重力自然沉降落在单位面积上的颗粒物质量,(,简称降尘,),。,测定方法：,重量法,第6页，共60页。,重量法测定原理及步骤,将一个一定规格的容器（,集尘缸,）按照布点要求放在户外，加入适量水，夏季定量加入适量硫酸铜溶液（抑制微生物及藻类生长），冬季定量加入适量乙二醇防冻，空气中的灰尘自然沉降在集尘缸内，按月收集起来，记录采样天数。剔除里面的树叶、小虫等异物，其余部分定量转移到,1000mL,烧杯中，加热蒸发浓缩至,10-20mL,后，再转移到已恒重的瓷坩埚中，在电热板上蒸干后，于,1055,烘箱内烘至恒重，测量集尘缸口面积，根据尘重、集尘面积和采样天数，计算降尘量,（以每月每平方公里降尘的吨数计）,。,第7页，共60页。,5.,取蒸发皿于,105,烘至恒重,6.,于干燥器中冷却,1.,取集尘缸收集降尘,4.,转移至已恒重的蒸发皿中蒸干（称蒸发皿重量）,7.,称 重,2.,剔除树叶、小虫等异物,3.,转移至烧杯浓缩至,10-20mL,第8页，共60页。,计算结果,M,灰尘自然沉降量（降尘量）；,w,1,-,（降沉和蒸发皿）重量；,w,0,-,蒸发皿重量；,S-,集尘器口圆面积；,k-30,天与实际采样天数,n,的比例系数,k=30/n,n,需要精确到,0.1d,。,注意最后单位换算为：,t/km,2,30d,第9页，共60页。,四、降尘中其他组分的测定,第10页，共60页。,五、,TSP,中污染组分的测定,（一）金属元素和非金属化合物的测定,（二）有机化合物的测定,P.147,第11页，共60页。,2.,多环芳烃的分离,1.,多环芳烃的提取,纸层析示意图,第12页，共60页。,3.,苯并,(,a,),芘的测定,高效液相色谱分析流程示意图,第13页，共60页。,第六节 气态和蒸气态污染物质的测定,第14页，共60页。,一、二氧化硫的测定,性质及危害：,SO,2,是一种无色、易溶于水、有刺激性气味的气体，能通过呼吸进入气管，对局部组织产生刺激和腐蚀作用，是诱发支气管炎等疾病的原因之一，特别是当它与烟尘等气溶胶共存时，可加重对呼吸道黏膜的损害。,SO,2,的味阈值为,0.3ppm,达到,30-40ppm,时，人呼吸困难。,来源：,煤和石油等燃料的燃烧、含硫矿石的冶炼、硫酸、硫酸盐等化工产品生产排放的废气。,测定方法：,分光光度法、碘量法、电化学方法（定电位电解法、库仑滴定法）、紫外荧光法、火焰光度法等。,第15页，共60页。,(,一,),四氯汞盐,-,盐酸副玫瑰苯胺分光光度法,方法原理,第16页，共60页。,方法的关键：,标准曲线的绘制,P.149,第17页，共60页。,原理,：,SO,2,被溶液吸收后，用碘标准溶液滴定，按滴定量计算,SO,2,浓度。,SO,2,+2H,2,O+I,2,=H,2,SO,4,+2HI,思考测定步骤？,注意事项,：,可用氨基磺酸铵消除,NO,2,的影响。,适宜范围,：,烟气监测,（二）碘量法测定,SO,2,第18页，共60页。,原理：,电解是基础,定量依据：,SO,2,在电极上发生氧化产生极限扩散电流与,SO,2,浓度服从菲克斯扩散定律。,有现成的仪器,注意事项：,定期调零、量程校正、清洗过滤器,（三）定电位电解法,第19页，共60页。,（四）,SO,2,自动监测仪器,1.,紫外脉冲荧光,SO,2,监测仪,第20页，共60页。,紫外荧光,SO,2,监测仪气路系统示意图,第21页，共60页。,2.,电导式,SO,2,自动监测仪,第22页，共60页。,自学,154-169,问题探讨？,1,氮氧化物存在形式，来源以及危害。,2,一氧化碳的来源及危害。,3,臭氧的特性，光化学烟雾的成分以及危害。,4,总碳氢化合物的分类，非甲烷烃的危害。,5,含氟废气的主要来源及氟化物的危害。,第23页，共60页。,二、氮氧化物的测定,空气中的氮氧化物以,N,2,O,、,NO,、,NO,2,、,N,2,O,3,、,N,2,O,4,、,N,2,O,5,等多种形态存在，其中,NO,2,和,NO,是主要存在形态，为通常所指的氮氧化物,(NO,x,),。,NO,为无色、无臭、微溶于水的气体，在空气中易被氧化成,NO,2,。,NO,2,为棕红色具有强刺激性臭味的气体，毒性比,NO,高,4,倍，是引起支气管炎、肺损害等疾病的有害物质。,测定方法：分光光度法、化学发光法、原电池库仑滴定法。,第24页，共60页。,三、一氧化碳的测定,一氧化碳,(CO),是空气中主要污染物之一，它主要来自石油、煤炭燃烧不充分的产物和汽车排气。,CO,是一种无色、无味的有毒气体，燃烧时呈淡蓝色火焰。它容易与人体血液中的血红蛋白结合，形成碳氧血红蛋白，使血液输送氧的能力降低，造成缺氧症。,测定方法：气相色谱法,(GC),、汞置换法。,第25页，共60页。,四、光化学氧化剂的测定,总氧化剂是空气中除氧以外的那些显示有氧化性质的物质，一般指,能氧化碘化钾析出碘的物质,，主要有,O,3,、,PAN(,过氧乙酰硝酸酯,),、,NOx,等。,光化学氧化剂是指除氮氧化物以外的能氧化碘化钾的物质，二者的关系为：,光化学氧化剂总氧化剂,0.269,氮氧化物,测定空气中光化学氧化剂常用硼酸碘化钾分光光度法。,第26页，共60页。,五、臭氧的测定,臭氧是最强的氧化剂之一，它是空气中的氧在太阳紫外线的照射下或受雷击形成的。臭氧具有强烈的刺激性，在紫外线的作用下，参与烃类和,NO,x,的光化学反应。,同时，臭氧又是高空大气的正常组分，能强烈吸收紫外线，保护人和生物免受太阳紫外线的辐射。但是，如,O,3,超过一定浓度，对人体和某些植物生长会产生一定危害。,测定方法：硼酸碘化钾分光光度法、靛蓝二磺酸钠分光光度法。,第27页，共60页。,六、氟化物的测定,空气中的气态氟化物主要是氟化氢，也可能有少量氟化硅,(SiF,4,),和氟化碳,(CF,4,),。含氟粉尘主要是冰晶石,(Na,3,AlF,6,),、萤石,(CaF,2,),、氟化铝,(AlF,3,),、氟化钠,(NaF),及磷灰石,3Ca,3,(PO,4,),2,CaF,2,等。,氟化物属高毒类物质，由呼吸道进入人体，会引起黏膜刺激、中毒等症状，并能影响各组织和器官的正常生理功能。对于植物的生长也会产生危害。,测定方法：滤膜采样,-,离子选择电极法、石灰滤纸采样,-,氟离子选择电极法。,第28页，共60页。,七、汞的测定,汞属极度危害毒物，具有易蒸发特性，被人体吸入后可引起中毒，危害神经系统。空气中的汞来源于汞矿开采和冶炼、某些仪表制造、有机合成、染料等工业生产过程排放和逸散的废气和粉尘。,测定方法：冷原子吸收法、冷原子荧光法。,第29页，共60页。,八、总烃及非甲烷烃的测定,污染环境空气的烃类一般指具有挥发性的碳氢化合物,(C,1,C,8,),，常用两种方法表示：一种是包括甲烷在内的碳氢化合物，称为总烃,(THC),，另一种是除甲烷以外的碳氢化合物，称为非甲烷烃,(NMHC),。,空气中的碳氢化合物主要来自石油炼制、焦化、化工等生产过程中逸散和排放的废气及汽车尾气，局部地区也来自天然气、油田气的逸散。,测定方法：气相色谱法、光电离检测法。,第30页，共60页。,九、挥发性有机物,(VOCs),和甲醛的测定,VOCs,是指室温下饱和蒸气压超过,133.32Pa,的有机物，如苯、卤代烃、氧烃等。,VOCs,和甲醛是人们关注的室内空气污染的主要有机物，具有毒性和刺激性，有的还有致癌作用。,挥发性有机化合物,(VOCs),的测定,:,冷冻吸附采样，热解析进样，毛细管色谱法。,甲醛的测定,酚试剂分光光度法，气相色谱法。,第31页，共60页。,十、其他污染物质的测定,1.,苯系物的测定,苯系物包括苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯、对二甲苯、间二甲苯等，可经富集采样，解吸，用气相色谱法测定。,2.,挥发酚的测定,常用气相色谱法或,4-,氨基安替比林分光光度法测定空气中的挥发酚,(,苯酚、甲酚、二甲酚等,),。,3.,甲基对硫磷和敌百虫的测定,甲基对硫磷,(,甲基,1605),是国内广泛应用的杀虫剂，属高毒物质。常用的测定方法有气相色谱法和盐酸萘乙二胺分光光度法。,第32页，共60页。,十一、空气污染指数计算,空气污染指数,(API),是一种向社会公众公布的反映和评价空气质量状况的指标。它将常规监测的几种主要空气污染物浓度经过处理简化为单一的数值形式，分级表示空气质量和污染程度，具有简明、直观和使用方便的优点。,根据我国城市空气污染的特点，以,SO,2,、,NO,x,和,TSP,作为计算,API,的暂定项目，并,确定,API,为,50,、,100,、,200,时，分别对应于我国空气质量标准中日均值的一、二、三级标准的污染浓度限值,，,500,则对应于对人体健康产生明显危害的污染水平。,第33页，共60页。,射线可吸入颗粒物测定仪工作原理示意图,（二）碘量法测定SO2,原理：SO2被溶液吸收后，用碘标准溶液滴定，按滴定量计算SO2浓度。,测定方法：气相色谱法、光电离检测法。,如果在上游，应该大于3倍管道直径；,空气污染指数(API)是一种向社会公众公布的反映和评价空气质量状况的指标。,为大气质量管理与评价提供依据。,但是，如O3超过一定浓度，对人体和某些植物生长会产生一定危害。,3Kpa）下的采样体积（单位分别以L表示）。,（1）基本概念 P.,CO是一种无色、无味的有毒气体，燃烧时呈淡蓝色火焰。,空气中的氮氧化物以N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4、N2O5等多种形态存在，其中NO2和NO是主要存在形态，为通常所指的氮氧化物(NOx)。,4如果横截面是矩形，那么确定位置要用当量直径，De=2WL/(L+W).,第七节 污染源监测,第34页，共60页。,1,概述,（,1,）,.,污染源分类,：,这里的污染源指的是,人为污染源,，不包括自然源，这些污染源主要来自,工业企业、生活锅炉、交通运输,等。,污染源包括,固定污染源,和,流动污染源,。,第35页，共60页。,（,2,）,.,污染源监测目的,:,a.,监督性监测,b.,研究性监测,c.,为大气质量管理与评价提供依据。,第36页，共60页。,(3).,污染源监测的内容：,a.,废气排放量,(m,3,/h),；,b.,有害物质的排放量（,kg/h,）；,c.,排放废气中有害物质的浓度（,mg/m,3,）；,第37页，共60页。,（,4,）,.,监测要求：,a.,生产设备处于正常运转状态,下；对因生产过程而引起排放情况变化的污染源，应根据其变化的特点和周期进行系统监测；,b.,当测定工业锅炉烟尘浓度时，,锅炉应在稳定的负荷下运转,，不能低于额定负荷的,85,。对于手烧炉，测定时间不得少于两个加煤周期。,C.,监测,无组织排放源,时，在监控点采集空气样品，,捕捉污染物的最高浓度,。,第38页，共60页。,2,固定污染源监测,以常见的,烟道污染源,为对象说明固定污染源废气的测定。,（,1,）基本概念,P.170,a.,监测内容：,b.,气体体积换算：,c.,采样系统：,第39页，共60页。,（,2,）采样点的位置和数目,位置要求,1,烟气管道直道部分，并且流速小于,5m/s,；,2,避开弯道和其他阻力构件；,3.,距离要求：如果采样点设置在弯道或者阻力构件下游，应该大于,6,倍管道直径；如果在上游，应该大于,3,倍管道直径；如果客观条件不允许（管道很短，找不到大于,3D,的直道部分），那至少应该满足距离大于,1.5,倍管道直径。,4,如果横截面是矩形，那么确定位置要用当量直径，,D,e,=2WL/(L+W).,第40页，共60页。,采样点数目确定,因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，因此，需按一定原则进行多点采样。采样点的位置和数目主要依据烟道断面的形状、尺寸大小和流速分布情况确定。,圆形烟道：,p.171-173,矩形烟道：,拱形烟道：,第41页，共60页。,（,3,）基本状态参数的测量,温度的测量,压力的测量,流量、流速,含湿量,烟尘浓度,烟气组分,*,黑度,第42页，共60页。,1.,温度的测量,玻璃水银温度计,热电温度计,2.,压力的测量,烟气的压力分为全压、静压和动压。,静压：,单位体积气体所具有的,势能,，表现为气体在各个方向上作用于器壁的压力。,动压：,单位体积气体具有的,动能,，是使气体流动的压力。,全压：气体在管道中流动具有的总能量。,全压静压动压,第43页，共60页。,压力测量装置包括：,P.175,皮托管,标准皮托管（孔小，易堵塞）,S,型皮托管（孔大，适宜测高浓度烟气）,压力计,U,形压力计,斜管,(,臂,),式微压计,第44页，共60页。,3.,流量、流速的测量,4.,含湿量的测量,5.,烟尘浓度的测量,6.,烟气组分的测量,P.176,了解内容,不要求掌握,.,第45页，共60页。,*7.,烟气黑度的测定,a.,林格曼黑度图法,用林格曼烟气黑度计观测烟气示意图,林格曼烟气黑度图,b.,测烟望远镜法,c.,光电测烟仪法,第46页，共60页。,3.,流动污染源监测,以轻型小客车尾气排放监测为例说明流动污染源监测。,轻型客车：,指最大总质量不超过,3500kg,的,M1,类、,M2,类和,N1,类汽车。,M1,类车指包括驾驶员座位在内，座位数不超过,9,座的载客汽车。,M2,类车指包括驾驶员座位在内座位数超过,9,座，且最大设计总质量不超过,5000kg,的载客汽车。,N1,类车指最大设计总质量不超过,3500kg,的载货汽车。,第47页，共60页。,（,1,）汽车发动机污染物,a.CO,CO,主要来自汽油的不完全燃烧，即便完全燃烧也会有,CO,，因为高温高压的汽缸中，,CO2,会分解或被还原为,CO,。,b.HC,来自汽油的不完全燃烧,.,c.NOx,来自汽油燃烧的高温环境中，,N2,与,O2,反应生成,NO,（占,95%,以上），,NO,进一步会生成,NO2,等其他,NOx,d.,铅化物、硫化物,来自汽油中的,Pb,和,S,元素的燃烧。,第48页，共60页。,（,2,）污染物排放量测定,污染物排放量与汽车的行驶状态有关，下面分为四种不同的行驶状态测定污染物排放量。,怠速、匀速、加速、减速四种状态,。,P.188,高档匀速最省油，不要低档高速和高档低速，转速最好不要超过,2500,转（,80km/h,）,第49页，共60页。,(3).,汽车排气中,NOx,的测定,在汽车尾气排气管处用取样管将废气引出,(,用采样泵,),，经冰浴,(,冷凝除水,),、玻璃棉过滤器（除蚀尘,),，抽取到,100mL,注射器中，然后将抽取的气样经氧化管注入冰乙酸,对氨基苯磺酸,盐酸萘乙二胺吸收显色液，显色后用分光光度法测定，测定方法同大气中,NOx,的测定方法一致。,第50页，共60页。,（,4,）汽车排气烟度的测定,汽车柴油机或柴油车排出的黑烟含有多种颗粒物，其组分复杂，但主要是炭的聚合体。衡量它们的指标就是烟度。,烟度：,是指使一定体积排气透过一定面积的滤纸后，滤纸被染黑约程度，用波许单位,(Rb),表示。,烟度排放标准中规定：新生产车和进口车限值,5.0Rb,；在用车限值,6.0Rb,。,第51页，共60页。,根据我国城市空气污染的特点，以SO2、NOx和TSP作为计算API的暂定项目，并确定API为50、100、200时，分别对应于我国空气质量标准中日均值的一、二、三级标准的污染浓度限值，500则对应于对人体健康产生明显危害的污染水平。,用抽气动力抽取一定体积的空气通过已恒重,测定方法：硼酸碘化钾分光光度法、靛蓝二磺酸钠分光光度法。,三、灰尘自然沉降量的测定,1大气中污染物的分布有何特点?掌握它们的分布特点对进行监测有何意义?,（3）样品采集后，应贴上标签，编好号，记录采样地点、日期、采样起止时间、雨量等。,生产设备处于正常运转状态下；,4如果横截面是矩形，那么确定位置要用当量直径，De=2WL/(L+W).,废气排放量(m3/h)；,采样点的位置和数目主要依据烟道断面的形状、尺寸大小和流速分布情况确定。,3Kpa）下的采样体积（单位分别以L表示）。,十、其他污染物质的测定,计算该监测点标准状态（0，101.,(一)四氯汞盐-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法,以轻型小客车尾气排放监测为例说明流动污染源监测。,第八节 降 水 监 测,第52页，共60页。,一、采样点的布设,根据我国,大气降水样品的采集与保存,(GB13580.2,92),标准中规定：,（,1,）采样点数目,，根据研究的目的和需要来确定。一般常规监测，人口在五十万以上的城市布三个点，人口在五十万以下的城市布设二个点，采样点的布设应兼顾城区、农村和清洁对照点。要尽可能照顾到气象地形、地貌。,（,2,）采样点位应尽可能的远离局部污染源，四周无遮挡雨、雪的高大树木或建筑物。,第53页，共60页。,二、样品的采集,（一）采样器,雨水自动采样器示意图,第54页，共60页。,（二）采样方法,（三）水样的保存,（,1,）从每次降雨,(,雪,),开始，要采集全过程,(,开始到结束,),雨,(,雪,),样。如遇连续几天降雨,(,雪,),，每天上午,8,:,00,开始，连续采集,24 h,为一次样。,（,2,）采样器应高于基础面,1.2m,以上。,（,3,）样品采集后，应贴上标签，编好号，记录采样地点、日期、采样起止时间、雨量等。,采样后应尽快测定；如需要保存，一般不主张添加保存剂，水样密封后放于冰箱中。,第55页，共60页。,（一）测定项目和测定频次,I,级测点为：,pH,、电导率、,K,+,、,Na,+,、,Ca,2+,、,Mg,2+,、,NH,4,+,、,SO,4,2,、,NO,2,、,NO,3,、,F,、,Cl,。每月测定不少于一次，每月选一个或几个随机降水样品分析上述项目。,省、市监测网络中的,、,级测点视实际需要和可能决定测定项目。,三、降水组分的测定,第56页，共60页。,（二）测定方法（略）,1.pH,的测定,2.,电导率的测定,3.,硫酸根的测定,4.,亚硝酸根和硝酸根的测定,5.,氟离子的测定,6.,氯离子的测定,7.,铵根离子的测定,8.,钾、钠、钙、镁离子的测定,第57页，共60页。,第三章 大气和废气监测,习题,一、名词解释,一次污染物；二次污染物；富集（浓缩）采样法；,PM10,；硫酸盐化速率,二、填空,1,实验室大气污染物监测项目主要有,_,、,_,、,_,、,_,、和,_,。,2,大气中氮氧化物主要包括,_,、,_,、,_,、,_,、和,_,。,3,大气采样器的基本组成部分包括,_,、,_,、,_,。,第58页，共60页。,三、简答,1,大气中污染物的分布有何特点,?,掌握它们的分布特点对进行监测有何意义,?,2,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,?,3,简述重量法测定大气中总悬浮颗粒物和飘尘时，为提高测定准确度，应该注意控制哪些因素,?,第59页，共60页。,四、计算题,1,、已知两次采样的采样流量和采样时间分别为,100L/min,，,6h,和,0.40L/min,，,20min,；环境温度为,20,，气压为,101.0Kpa,，试计算标准状态（,0,，,101.3Kpa,）下的采样体积（单位分别以,L,表示）。,2,、某监测点的环境温度为,18,，气压为,101.0Kpa,，以,0.50L/min,流量采集空气中二氧化硫，采集,30min,。已知测定样品溶液的吸光度为,0.254,，,试剂空白吸光度为,0.034,，二氧化硫校准曲线回归方程斜率为,0.0776,，截距为,0.001,。计算该监测点标准状态（,0,，,101.3Kpa,）下二氧化硫的浓度（,mg/m,3,）。,第60页，共60页。,