大气环境监测技术.pptx

大气环境监测技术大气环境监测技术环境监测特点质量控制与质量保证监测标准布点、采样、前处理和分析技术自动监测技术目录目录准确准确、及时、全面地反映环境质量现状及发展趋、及时、全面地反映环境质量现状及发展趋势，为环境管理、污染源控制、环境规划等提供势，为环境管理、污染源控制、环境规划等提供科学依据。科学依据。人类人类健康、保护环境，合理使用自然资源健康、保护环境，合理使用自然资源环境监测地目的环境监测地目的环境质量监测大气环境质量监测、地表水监测、地下水监测、海洋监测、噪声监测污染源监测废气监测、废水监测应急监测例行监测、应急监测、科研监测环境监测分类环境监测分类环境监测发展的三个阶段环境监测发展的三个阶段 1 1）污染监测阶段：污染监测阶段：2020世纪世纪5050年代被动监测阶段年代被动监测阶段2 2）环境监测阶段：环境监测阶段：2020世纪世纪7070年代主动监测阶段年代主动监测阶段3 3）污染防治监测阶段：污染防治监测阶段：2020世纪世纪8080年代自动监测阶段年代自动监测阶段环境监测技术的特点与发展环境监测技术的特点与发展发展趋势发展趋势1 1）由经典的化学分析向仪器分析发展；）由经典的化学分析向仪器分析发展；2 2）由手工操作向连续自动化迈进；）由手工操作向连续自动化迈进；3 3）微量分析）微量分析（%,ppm%,ppm）向痕量向痕量（pptppt）、超痕量发展；、超痕量发展；4 4）由污染物成分分析发展到化学形态分析；）由污染物成分分析发展到化学形态分析；5 5）仪器的联合使用和电子计算机化。）仪器的联合使用和电子计算机化。环境监测技术的特点与发展环境监测技术的特点与发展 质量保证是一系列行为和程序，在考虑数据的准确性、精密性、完整性、代表性和可比性的前提下，这些行为和程序确保监测数据满足相应的标准要求。对监测全过程进行技术上、管理上的全面监督。监测全过程：监测计划的制定，采样网络，采样频率、采样时段，样品的运输和保存，分析的方法，实验室条件，人员培训，数据处理和结果表达以及编写有关的文件指南和手册等。质控控制与质量保证质控控制与质量保证准确性、精密性、完整性、代表性和可比性质量浓度、体积浓度、实际状态浓度、标态浓度空白值、全程空白、旅行空白质控样、加标质控、平行双样方法检出限、灵敏度、校准曲线：校准曲线是用于描述待测物质的浓度或量与相应的测量仪器的响应量或其他指示量之间定量关系的曲线。校准曲线包括“工作曲线”（绘制校准曲线的标准溶液的分析步骤与样品分析步骤完全相同）和标准曲线（绘制校准曲线的标准溶液的分析步骤与样品分析步骤相比有所省略，如省略样品的前处理)。基本术语和概念基本术语和概念标准物质 标准物质具有一种或多种足够均匀和很好确定了的特性值，用以校准设备，评价测量方法或给材料赋值的材料或物质。稳定性和均匀性稳定性和均匀性一级标准物质、二级标准物质一级标准物质、二级标准物质基本概念和术语基本概念和术语名 称编 号标准浓度/(molmol-1)不确定度/%标准气体氮中甲烷氮中一氧化碳氮中二氧化碳氮中二氧化硫空中甲烷氮中一氧化氮氮中氧氮中二氧化碳空气中一氧化碳BW0101BW0106BW0111BW0116BW0121BW0122BW0123BW0124BW01251010001010001010003003000110050200021%15501111.5110.10.51氮中丙烷研制中渗透管二氧化硫二氧化氮硫化氢BW0203氨BW0204氯BW0205氟化氢BW0206BW0201BW02020.11.00.11.00.252.00.11.0渗透率/(gmol-1)0.371.4(25)0.32.01%2%2%2%11222臭氧发生器BW02076080010-9(V/V)2扩散管苯正戊烷BW0801BW0802扩散率3001620/(gmin-1)2501820/(gmin-1)1我国气体标准物质我国气体标准物质标准分析方法标准分析方法 标准分析方法又称分析方法标准，是技术标标准分析方法又称分析方法标准，是技术标准中的一种，它是一项文件，是权威机构对某项准中的一种，它是一项文件，是权威机构对某项分析所作的统一规定的技术准则和各方面共同遵分析所作的统一规定的技术准则和各方面共同遵守的技术依据，它必须满足以下条件：守的技术依据，它必须满足以下条件：（1 1）按照规定的程序编制。）按照规定的程序编制。（2 2）按照规定的格式编写。）按照规定的格式编写。（3 3）方法的成熟性得到公认。通过协作试验，）方法的成熟性得到公认。通过协作试验，确定了方法的误差范围。确定了方法的误差范围。（4 4）由权威机构审批和发布。）由权威机构审批和发布。标准分析方法和分析方法标准化标准分析方法和分析方法标准化分析方法分析方法标准化标准化 1.实验室的选择 2.分析方法 3.分析人员 4.实验设备 5.样品的类型和含量 6.分析时间和测定次数 7.协作试验中质量控制标准分析方法和分析方法标准化标准分析方法和分析方法标准化监测标准监测标准气态无机污染物SO2、NOx、O3、CO、H2S、NH3颗粒物及元素TSP、PM10、PM2.5Pb、Cd、Hg、As、Cr有机污染物VOC芳烃类化合物：苯并芘醛酮类化合物：甲醛主要监测污染物主要监测污染物颗粒物现有标准颗粒物现有标准标准名称准名称标准准编号号环境空气境空气质量量标准准GB 30952012环境空气质量监测点位布设技术规范（试行）环境空气质量监测点位布设技术规范（试行）HJ 664-2013环境空气境空气颗粒物（粒物（PM10PM10和和PM2.5PM2.5）连续自自动监测系系统技技术要求及要求及检测方法方法HJ 653-2013环境空气境空气颗粒物（粒物（PM10PM10和和PM2.5PM2.5）采）采样器技器技术要求及要求及检测方法方法HJ 93-2013环境空气境空气颗粒物（粒物（PM10PM10和和PM2.5PM2.5）连续自自动监测系系统安装和安装和验收技收技术规范范HJ 655-2013部分代替HJ/T 193-2005环境空气境空气颗粒物（粒物（PM2.5PM2.5）手工）手工监测方法（重量法）技方法（重量法）技术规范范HJ 656-2013环境空气境空气 PM10 PM10和和PM2.5PM2.5的的测定定 重量法重量法HJ 618-2011环境空气境空气质量自量自动监测技技术规范范HJ/T 193-2005PM10PM10采采样器技器技术要求及要求及检测方法方法HJ/T 93-2003环境空气境空气 总悬浮浮颗粒物的粒物的测定定 重量法重量法GB/T 15432-1995环境空气境空气 降降尘的的测定定 重量法重量法GB/T 15265-94大气大气飘尘浓度度测定方法定方法GB 6921-86宏观-空气质量评价评价点背景点区域点污染监控点交通点信息点具体单次监测大气监测布大气监测布点点首先要根据监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，选定采样频率、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。调研及资料收集（一）污染源分布及排放情况（二）气象资料（三）地形资料（四）土地利用和功能分区情况（五）人口分布及人群健康情况单次监测活动布点单次监测活动布点1 1.覆盖覆盖全部监测区：采样点应设在整个监测区域的高中低三全部监测区：采样点应设在整个监测区域的高中低三种不同污染物浓度的地方种不同污染物浓度的地方2.2.在污染源比较集中，主导风向比较明显的情况下，应将污在污染源比较集中，主导风向比较明显的情况下，应将污染源的下风向作为主要监测范围，布设较多的采样点；上染源的下风向作为主要监测范围，布设较多的采样点；上风向布设少量点作为对照风向布设少量点作为对照3.3.工业集中地区多取点，农村可少些；人口密度大的地区多工业集中地区多取点，农村可少些；人口密度大的地区多取点，少的地区可少些取点，少的地区可少些4.4.采样的周围应开阔，无局地污染源。采样的周围应开阔，无局地污染源。5.5.超标地区多取点，未超标地区少些超标地区多取点，未超标地区少些6.6.采样高度根据监测目的而定采样高度根据监测目的而定布设采样点的原则和要求布设采样点的原则和要求污染物浓度污染物浓度污染源污染源工业分布工业分布人口密度人口密度超标情况超标情况监测类型监测类型优化优化布点布点基本基本原则原则 1.功能区布点法功能区布点法 2.网格布点法网格布点法 3.同心圆布点法同心圆布点法 4.扇形布点法扇形布点法采样站采样站(点点)布设布设方法方法图图3.1 3.1 网格布点法网格布点法图图3.2 同心圆布点法同心圆布点法图图3.3 扇形布点法扇形布点法采样频率系指在一个时段内的采样次数。采样频率系指在一个时段内的采样次数。采样时间指每次采样从开始到结束所经历的时间。采样时间指每次采样从开始到结束所经历的时间。二者要根据监测目的、污染物分布特征、分析方法灵敏度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。等因素确定。采样频率和采样时间采样频率和采样时间监测项目采样时间和频率二氧化硫隔日采样，每天连续采样240.5 h，每月1416 d，每年12个月二氧化氮(或氮氧化物)同二氧化硫总悬浮颗粒物隔双日采样，每天连续采样240.5 h，每月56 d，每年12个月灰尘自然沉降量每月采样302 d，每年12个月硫酸盐化速率每月采样302 d，每年12个月选择采样方法要考虑的因素选择采样方法要考虑的因素1.1.污染物的存在状态污染物的存在状态2.2.污染物的浓度污染物的浓度3.3.污染物的理化特性污染物的理化特性4.4.所用分析方法的灵敏性所用分析方法的灵敏性样品的采集样品的采集直接采样法直接采样法（一）注射器采样（一）注射器采样（二）塑料袋采样（二）塑料袋采样（三）采气管采样（三）采气管采样（四）真空瓶采样（四）真空瓶采样图图3.5 真空采气瓶示意图真空采气瓶示意图图图3.6 真空采气瓶抽真空装置示意图真空采气瓶抽真空装置示意图溶液吸收法溶液吸收法 吸收吸收液的选择液的选择对被采集物质溶解度要大或与被对被采集物质溶解度要大或与被采集物质的化学反应速度快采集物质的化学反应速度快稳定时间长稳定时间长有利有利于下一步分析于下一步分析毒性小，价格低，易购买，可回毒性小，价格低，易购买，可回收收富集富集(浓缩浓缩)采样采样图图3.7 气体吸收管（瓶）示意图气体吸收管（瓶）示意图 填充柱阻留填充柱阻留填充柱阻留填充柱阻留法法法法 吸附型填充柱，分配型填充柱，反应型填充柱。吸附型填充柱，分配型填充柱，反应型填充柱。吸附型填充柱，分配型填充柱，反应型填充柱。吸附型填充柱，分配型填充柱，反应型填充柱。富集富集(浓缩浓缩)采样采样。颗粒状填充剂颗粒状填充剂颗粒状填充剂颗粒状填充剂抽气泵抽气泵抽气泵抽气泵 组分组分组分组分 空气空气空气空气图图图图3.8 3.8 填充柱阻留法示意图填充柱阻留法示意图填充柱阻留法示意图填充柱阻留法示意图滤料阻留法滤料阻留法富集富集(浓缩浓缩)采样采样图图图图3.9 3.9 颗粒物采样夹和滤料采样装置示意图颗粒物采样夹和滤料采样装置示意图颗粒物采样夹和滤料采样装置示意图颗粒物采样夹和滤料采样装置示意图富集富集(浓缩浓缩)采样采样低温低温低温低温冷凝法冷凝法冷凝法冷凝法静静静静电电电电沉降沉降沉降沉降法法法法扩散扩散扩散扩散(或渗透或渗透或渗透或渗透)法法法法自然自然自然自然积集法积集法积集法积集法颗粒物采样颗粒物采样污染物分析技术污染物分析技术四氯汞钾吸收盐酸副玫瑰苯胺光度法四氯汞钾吸收盐酸副玫瑰苯胺光度法 方法方法原理和测定条件原理和测定条件 溶液吸收法的吸收液：四氯汞钾溶液吸收法的吸收液：四氯汞钾 光度法的显色剂：对品红光度法的显色剂：对品红+甲醛甲醛 H H3 3POPO4 4少，少，pH1.6pH1.60.10.1，maxmax548nm 548nm 红紫色红紫色 H H3 3POPO4 4多，多，pH1.2pH1.20.10.1，maxmax575nm 575nm 蓝紫色蓝紫色污染物分析技术污染物分析技术-SO2-SO2盐酸萘乙二胺盐酸萘乙二胺分光光度法分光光度法原理原理用冰乙酸、对氨基苯磺酸和盐酸萘乙二胺配成吸收液用冰乙酸、对氨基苯磺酸和盐酸萘乙二胺配成吸收液采样采样,空气中的空气中的NONO2 2被吸收，转变成亚硝酸和硝酸，在冰乙被吸收，转变成亚硝酸和硝酸，在冰乙酸存在条件下酸存在条件下,亚硝酸与吸收液中的对氨基苯磺酸起重氮亚硝酸与吸收液中的对氨基苯磺酸起重氮化反应，然后与盐酸萘乙二胺偶合，生成玫瑰红色的偶氮化反应，然后与盐酸萘乙二胺偶合，生成玫瑰红色的偶氮化合物，其颜色深浅与气样中化合物，其颜色深浅与气样中NONO2 2浓度成正比，可用分光浓度成正比，可用分光光度法定量。光度法定量。NoxNox分析分析 臭氧：臭氧：硼酸碘化钾分光光度法、靛蓝二磺酸钠硼酸碘化钾分光光度法、靛蓝二磺酸钠分光光度法分光光度法汞：金膜富集汞：金膜富集-冷原子吸收法、巯基棉富集冷原子吸收法、巯基棉富集-冷原子荧光冷原子荧光法法总烃及非甲烷烃：气相色谱法、光电离检测总烃及非甲烷烃：气相色谱法、光电离检测法法挥发性有机物挥发性有机物(VOCs(VOCs)：冷冻吸附采样，热解析进样，毛细：冷冻吸附采样，热解析进样，毛细管管色谱法色谱法苯系苯系物物:富集采样，解吸，用富集采样，解吸，用气相色谱法气相色谱法其它污染物分析其它污染物分析自动监测技术自动监测技术SO2 紫外荧光法 点式连续监测系统NO2 化学发光法 CO 非分散红外吸收法CO对以4.5m为中心段的红外辐射具有选择性吸收,在一定浓度范围内,吸收值与CO浓度呈线性关系计算公式O3 紫外吸收法 O3对253.7nm波长的紫外光有特征吸收，在一定浓度范围内,吸收值与O3浓度呈线性关系计算公式DOASDOASO3NO2SO2分析仪DifferentialOpticalAbsorptionSpectroscopy反射镜发射接收器差分吸收光谱法O3NO2SO2光纤射线吸收原理射线吸收原理源探测器滤纸带振荡天平振荡天平谢谢！