1、第四章 大氣監(jiān)測 本章教學目的、要求1. 掌握大氣監(jiān)測基本概念；2. 熟悉大氣監(jiān)測方案的制定程序；3. 掌握環(huán)境空氣質量監(jiān)測技術；4. 掌握大氣污染源監(jiān)測技術。本章重點1 采樣布點方法；2 NO2、SO2、CO、O3、PM10等主要污染物的采樣測定技術；3 煙道氣測試技術。本章難點1. 大氣中SO2的采樣測定技術；2. 煙塵等速采樣原理。本章教學目錄4.1 大氣污染4.2 大氣污染監(jiān)測方案的制定4.3 大氣污染物的測定4.4 大氣污染源監(jiān)測4.5 室內空氣監(jiān)測4.6 酸雨監(jiān)測4.7 大氣污染的生物監(jiān)測4.1 大氣污染一、大氣大氣是指包圍在地球外圍的厚厚的大氣層，是人類和動物攝取氧氣的源泉，是植

2、物所需的二氧化碳的貯存庫，是環(huán)境介質的組成部分之一，也是環(huán)境能量流傳的重要環(huán)節(jié)。1、大氣圈在自然地理學上，把隨地球旋轉的大氣層稱為大氣圈。在通常狀態(tài)下，可以認為從地表至1000-1400km的氣層作為大氣圈的厚度。在大氣圈中的大氣分布不均勻，隨著離地表高度的增加，大氣越來越稀薄。2、大氣圈的組成根據(jù)大氣圈中大氣組成狀況以及大氣垂直高度上大氣的溫度變化，大氣圈可分為對流層、平流層、中間層、電離層和散逸層。對大氣污染來說，指的是發(fā)生在離地面約10公里之內大氣總量95%左右的對流層里。特別是指離地面1公里內的大氣圈里，即邊界層里。 二、大氣的組成 1、干潔大氣干潔大氣主要由 O2、N2和稀有氣體組成

3、。在近地層大氣中這些氣體組分地含量幾乎可認為使不變的，它們約占大氣總量的99.96%。2、水蒸汽水蒸汽含量因時因地而變化，在干旱地區(qū)可低至0.02%，而在南方溫暖濕潤氣候下可高達6%。3、各種固體雜質 各種雜質（如粉塵、煙、有害氣體等），則因自然活動或人類活動的影響，無論種類還是含量，變動都很大，甚至導致大氣污染。三、大氣污染 1、定義：根據(jù)國際標準組織（ISO）作出定義：大氣污染通常系指由于人類活動和自然過程引起某種物質進入大氣中，呈現(xiàn)出足夠的濃度，達到足夠的時間，并因此而危害了人體健康、舒適感和環(huán)境。引起大氣污染的物質叫大氣污染物。 圖4-1-1 大氣污染2、大氣污染三要素大氣污染是由污染

4、源、大氣作用（如受風速、風向、氣壓溫度等作用）和承受體（人體、動植物、物品）三個環(huán)節(jié)組成，稱之為大氣污染三要素。 3、危害：(1) 大氣污染對人體健康的影響(2)大氣污染對氣候的影響(3)大氣污染對臭氧層的破壞(4)酸 沉 降圖4-1-2 大氣污染嚴重的城市圖4-1-3 酸雨腐蝕后的森林四、大氣監(jiān)測1、定義：大氣監(jiān)測，就是用科學的布點、采樣和分析測量方法等對大氣污染物或大氣環(huán)境行為進行長時間定期或連續(xù)測定，以獲取能反映大氣質量的代表性數(shù)據(jù)的過程。要正確理解大氣監(jiān)測，就必須理解監(jiān)測的對象、目的 、任務以及大體分類。2、大氣監(jiān)測的對象：大氣監(jiān)測的主要對象是大氣中有害有毒的物質及有關的氣象因素。 3

5、、大氣監(jiān)測的目的：1）貫徹執(zhí)行環(huán)境保護法；檢查工業(yè)污染物排放濃度或排放量是否符合國家排放標準，大氣質量是否符合國家的大氣質量標準，為各項環(huán)境保護工作提供數(shù)據(jù)。 2）加強企業(yè)環(huán)保管理；評價“廢氣”凈化裝置性能，加強日常維護使用和科學的管理，為新的凈化裝置設計提供依據(jù)。 3）開展環(huán)境監(jiān)測科學研究 。為污染源和環(huán)境影響評價提供必要數(shù)據(jù)，為探索污染物質的遷移、轉化、擴散、稀釋的規(guī)律，為防治環(huán)境污染、為環(huán)境管理法規(guī)、標準的制定以及為城市或企業(yè)的合理規(guī)劃布局提供有力的依據(jù)。4、大氣監(jiān)測的任務：1）大氣污染源監(jiān)測如對煙囪、汽車尾氣的監(jiān)測。2）大氣環(huán)境污染監(jiān)測 監(jiān)測對象不是污染源而是整個大氣中的污染物質。3）

6、特定目的監(jiān)測 為了某一目的進行特定指標的監(jiān)測。它要求選定某一種或多種污染物進行特定目的的監(jiān)測，例如，研究大氣污染物對人體健康的影響，調查燃煤火力發(fā)電廠排放的污染物對周圍居民的呼吸道危害等。五、大氣污染物的種類和存在狀態(tài)一般地，存在于大氣中的污染物大致可分為氣態(tài)和氣溶膠兩大類。1氣態(tài)和蒸氣態(tài)氣態(tài)，是指某些污染物質，在常溫常壓下以氣體形式分散于大氣中。常見的氣態(tài)污染物有：二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物、氯氣、氯化氫、臭氧等等。蒸氣態(tài)，是指某些污染物質，在常溫常壓下是液體或固體（如苯、丙烯、醛、汞是液體，酚是固體），只是由于它們的沸點或熔點較低，較易揮發(fā)，因而以蒸氣態(tài)揮發(fā)到大氣中。2氣溶膠1）定義根據(jù)

7、國際標準化組織（ISO）定義，氣溶膠系指沉降速度可以忽略的固體粒子、液體粒子或固體和液體粒子在氣體介質中的懸浮體。2）氣溶膠的分類總懸浮顆粒物：簡稱TSP，按我國現(xiàn)行大氣環(huán)境質量標準規(guī)定，一般指大氣動力學直徑小于100m的液體或固體微粒。其中，直徑在10m以下的微粒，稱為可吸入微粒，有時也叫飄塵，簡稱PM10，這些微粒能夠隨呼吸進入人體，危害健康；在大氣中長期懸浮而不沉降，降低大氣能見度；參與大氣化學反應，加重污染程度。特別是2m以下的塵粒，更易吸入，沉降在人體的呼吸道和深部的肺泡內，危害尤大。如長期工作生活在可吸入顆粒物濃度較大的環(huán)境里，就可能患嚴重的塵肺、矽肺病。因此可吸入顆粒物是大氣監(jiān)測

8、中一個主要監(jiān)測項目。降塵：一般系指大氣動力學直徑大于100m的較大的顆粒物，在大氣中，由于重力作用，在較短時間內沉降到地面的塵粒，可增加地面的污染。六、大氣污染源分類大氣污染源就是造成大氣污染的污染物發(fā)生源。根據(jù)污染物產生的原因，大氣污染物一般可分為天然大氣污染源和人為大氣污染源。1）天然大氣污染源造成大氣污染的自然發(fā)生源。如火山爆發(fā)排出的火山灰、二氧化硫、硫化氫等，森林火災、海嘯、植物腐爛、天然氣，土壤和巖石的風化以及大氣圈中大氣運動等自然現(xiàn)象所引起的大氣污染。圖4-1-4 山林大火一般來說，天然污染源能造成大氣污染只占大氣污染的很小一部分，而且超出了人類所能控制的范圍。因此，我們主要研究人

9、為因素所引起的大氣污染問題。2）人為大氣污染源造成大氣污染的人為發(fā)生源。如資源和能源的開發(fā)（包括核工業(yè)）、燃料的燃燒以及向大氣釋放出污染物的各種生產設施等。人為大氣污染源按污染源的運動狀態(tài)、人們的社會活動、污染物的形成及其影響范圍的不同，可有不同的分類方法：按污染源的運動狀態(tài)分為固定污染源和移動污染源。固定污染源主要是排放的污染物的固定設施，如排放硫氧化物、氮氧化物、煤塵、粉塵及其它有害物質的鍋爐、加熱爐、工業(yè)窯爐、民用爐灶等。移動污染源主要是排放污染物的交通工具，如排放碳氧化物、氮氧化物、硫氧化物、碳氫化合物、鉛化物、黑煙等的飛機、汽車、船舶、蒸汽或內燃機車等。圖4-1-5 固定污染源圖4-

10、1-6 移動污染源按人們的社會活動分為工業(yè)污染源、農業(yè)污染源、生活污染源和交通運輸污染源。工業(yè)污染源是排放污染物的工業(yè)生產過程和設施，如石油化工、金屬冶煉、電力、建筑材料等工業(yè)排放的污染物，其種類和數(shù)量隨著能源結構、城市結構、社會經濟條件、生產特點和技術水平等因素的影響而不同。農業(yè)污染源，如現(xiàn)人工農業(yè)生產大量的施用農藥、化肥、除草劑所產生的污染物。生活污染源是人類生活活動過程中排放污染物的設施，如取暖、燒飯用的液化石油氣爐、煤油及各種燃煤裝置等所排放的一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫等。交通運輸污染源即移動污染源。燃燒煙囪按其分布情況，可分為點源和面源。一般而言，高于35m的孤立煙囪稱為高架點源，

11、眾多的低矮煙囪群構成的源，稱為面源。圖4-1-7 高架點源圖4-1-8 面源七、大氣污染物濃度表示方法單位體積大氣樣品中所含有污染物的量，就稱為該污染物在大氣中的濃度。大氣污染的濃度表示方法有兩種。1質量濃度以單位體積大氣樣品中所含污染物的質量數(shù)來表示。常用的有mg/m3和µg/m3。2體積濃度以單位體積大氣中所含有害氣體或蒸氣的體積數(shù)。常用的有ppm（10-6）和ppb（10-9）和百分比濃度（%）。國際標準化組織（ISO）以及我國排放標準和環(huán)境質量標準采用質量濃度和體積濃度表示。3濃度換算質量濃度表示法對各種狀態(tài)污染物均能適用，它與體積濃度表示法在標準狀況下有如下?lián)Q算關系。M&#

12、215;E(ppm)A(mg/m3) = 22.4 式中：M污染物的分子量；A質量濃度，mg/m3；E體積濃度，ppm；22.4在標準狀況（0，101325Pa）下氣體的摩爾體積，L/mol；例題：在標準狀況下，已知大氣中SO2的濃度為2ppm，試換算成mg/m3。解 M(SO2)=64，由換算公式得： 64×2A= =5.71(mg/m3) 22.44大氣標準體積的計算由于現(xiàn)場采樣時的溫度、大氣壓力都是變化著的，為了使計算出的大氣污染物濃度有可比性，必須將采樣體積換算成標準狀況下的體積。根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，在標準狀況（0，101325Pa）下273 PV0 =Vt&#