第十章

自動監(jiān)測與簡易監(jiān)測技術本章主要內容

概述10.1空氣污染連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)10.2水污染連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)10.3遙感監(jiān)測技術10.4簡易監(jiān)測方法概述環(huán)境中污染物質的濃度和分布是隨時間、字間、氣象條件及污染源排放情況等因素的變化而不斷交化的。由于定時、定點人工采樣測定結果不能確切反映污染物質的動態(tài)變化規(guī)律，20世紀70年代初，一些國家或地區(qū)相繼建立起了常年連續(xù)工作的大氣污染自動監(jiān)測系統(tǒng)和水質污染連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)，使環(huán)境監(jiān)測工作向連續(xù)自動化方向發(fā)展；同時出現(xiàn)了簡易監(jiān)測儀器和技術。10.1空氣污染連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)10.1.1系統(tǒng)的組成及功能10.1.2子站布設及監(jiān)測項目10.1.3子站內的儀器裝備10.1.4空氣污染自動監(jiān)測儀器10.1.5氣象觀測儀器10.1.6空氣污染監(jiān)測車10.1.1系統(tǒng)的組成及功能（1）監(jiān)測中心站的主要功能：①向各個子站發(fā)出工作指令，管理子站的工作，如開機、停機、校對檢測儀器等；②定時收集各子站的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并進行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計檢驗；③打印各種報表，繪制污染分布圖；④將各種監(jiān)測數(shù)據(jù)貯存到磁盤或光盤上，建立數(shù)據(jù)庫，以便隨時檢索或調用；⑤當發(fā)現(xiàn)污染指數(shù)超標時，向有關污染源行政管理部門發(fā)出警報，以便采取相應的對策。10.1.1系統(tǒng)的組成及功能（2）監(jiān)測子站（兩類）的主要功能：①計算機按預定的監(jiān)測項目進行監(jiān)測；②按一定的時間間隔采集和處理監(jiān)測數(shù)據(jù)；③將收集到的數(shù)據(jù)按不同的需要進行顯示、打印和短期儲存；④通過本站的無線電接受總站的工作并按總站的要求向總站傳送檢測數(shù)據(jù)。10.1.1系統(tǒng)的組成及功能10.1.2子站布設及監(jiān)測項目（一）子站數(shù)目和站位選址

監(jiān)測子站的數(shù)目和地址的選擇取決于監(jiān)側目的、監(jiān)測范圍和監(jiān)測地區(qū)內的地形條件、氣象條件和污染物分布情況。通常要求設在地理條件好、交通方便、水電設施齊備的地方。

第三章介紹的采樣點位的選擇原則和要求也適用于子站站位的選擇。10.1.2子站布設及監(jiān)測項目監(jiān)測空氣污染的子站監(jiān)測項目分為兩類：一類是溫度、濕度、大氣壓、風速、風向及日照量等氣象參數(shù)；另一類是二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、可吸入顆粒物、臭氧、總碳氫化合物、甲烷烴、非甲烷烴等污染參數(shù)。空氣自動監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測站分為Ⅰ類測點和Ⅱ類測點：Ⅰ類測點測定項目見下表；Ⅱ類測點的測定項目可根據(jù)具體情況確定。

必測項目選測項目二氧化硫氮氧化物一氧化碳可吸入顆粒物或總懸浮顆粒物臭氧總碳氫化合物表10－1

Ⅰ類點測定項目（二）監(jiān)測項目10.1.3子站內的儀器裝備子站內裝備有自動采樣和預處理系統(tǒng)、污染物自動監(jiān)測儀器及其校準設備、氣象參數(shù)測量儀器、環(huán)境微機及其外圍設備、信息收發(fā)及傳輸系統(tǒng)等。圖10－2為某市地面空氣連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)子站儀器裝備的框圖。返回10.1.4空氣污染自動監(jiān)測儀器（一）儀器選型干法儀器:結構簡單，測定準確可靠，維護量小，一種儀器可以測定兩種以上組分等特點。濕法儀器:復雜;干法儀器取代濕法儀器。返回10.1.4空氣污染自動監(jiān)測儀器（二）二氧化硫監(jiān)測儀器紫外脈沖熒光SO2監(jiān)測儀、電導式S02監(jiān)測儀、庫侖滴定式SO2監(jiān)測儀及比色式SO2監(jiān)測儀。1.紫外脈沖熒光S02監(jiān)測儀

主要干擾物質是水分和芳香烴化合物。水的影響一方面是由于S02溶于水造成損失；另一方面由于SO2遇水發(fā)生熒光猝滅造成負誤差，可用半透膜滲透法或反應室加熱法除去。芳香烴化合物在190—230nm紫外光激發(fā)下也能發(fā)射熒光造成正誤差，可用裝有特殊吸附劑的過濾器預先除去。

氣路系統(tǒng)流程圖2、電導式二氧化硫監(jiān)測儀有間歇式和連續(xù)式兩種類型。間歇式測量結果為采樣時段的平均濃度，連續(xù)式測量結果為不同時間的瞬時值。儀器的工作原理干擾因素：溫度、可電離的共存物質（如NH3、Cl2、HCl、NOx）、系統(tǒng)的污染等。10.1.4空氣污染自動監(jiān)測儀器（二）二氧化硫監(jiān)測儀器（三）氮氧化物監(jiān)測儀

連續(xù)或間斷自動測定空氣中氮氧化物的儀器以化學發(fā)光法NOx自動監(jiān)測儀應用最廣泛，其他還有原電池庫侖滴定法NOx監(jiān)測儀和比色法NOx監(jiān)測儀。1、化學發(fā)光法NOx監(jiān)測儀的原理化學發(fā)光反應是指某些化合物分子吸收化學能后，被激發(fā)到激發(fā)態(tài)，再由激發(fā)態(tài)返回基態(tài)時，以光量子形式釋放出能量的現(xiàn)象。通過測量化學發(fā)光強度可對物質進行定量測定，這就是化學發(fā)光分析法。

2、化學發(fā)光分析法的特點10.1.4空氣污染自動監(jiān)測儀器（四）臭氧監(jiān)測儀連續(xù)或間歇自動測定空氣中O3的儀器以紫外光度法O3監(jiān)測儀應用最廣，其次是化學發(fā)光法O3監(jiān)測儀。1．紫外光度法臭氧監(jiān)測儀紫外光度法O3監(jiān)測儀操作簡便，響應快，最低檢測出限為0.0043mg／m3。

2．化學發(fā)光法臭氧監(jiān)測儀10.1.4空氣污染自動監(jiān)測儀器10.1.4空氣污染自動監(jiān)測儀器（五）一氧化碳監(jiān)測儀1、非色散紅外吸收法CO監(jiān)測儀2、相關紅外吸收法CO監(jiān)測儀10.1.4空氣污染自動監(jiān)測儀器（六）總烴及非甲烷烴的測定返回10.2水污染連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)由于污染水質的污染物種類繁多、成分復雜、干擾嚴重，需要一系列的化學預處理操作，而且水質污染往往是痕量的，因此對水質污染連續(xù)自動監(jiān)測比較困難。所以水質污染連續(xù)自動監(jiān)測技術首先是對那些能夠反映水質污染的綜合指標項目，然后再逐步增加具體污染項目的連續(xù)白動監(jiān)測。10.2水污染連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)10.2.1水污染連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)的組成10.2.2子站布設及監(jiān)測項目10.2.3水污染連續(xù)自動監(jiān)測儀器10.2.4水質監(jiān)測船返回10.2.1水污染連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)的組成水質污染自動監(jiān)測系統(tǒng)(wPMs)由一個中心監(jiān)測站、若干個固定監(jiān)測分站和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)三部分組成的。返回10.2.2子站布設及監(jiān)測項目（一）子站布設與第二章“水和廢水監(jiān)測”中介紹的原則和方法相同。（二）監(jiān)測項目見書中表10-3（P499）返回10.2.3水污染連續(xù)自動監(jiān)測儀器（一）水溫監(jiān)測儀返回（二）電導率監(jiān)測儀10.2.3水污染連續(xù)自動監(jiān)測儀器（三）pH監(jiān)測儀由復合式PH玻璃電極、溫度自動補償電極、電極夾、電線連接箱、專用電纜、放大指示系統(tǒng)及小型計算機等組成。為防止電極長期浸泡于水中，表面沾附污物，在電極夾上帶有超聲波清洗裝置，可自動清洗電極。由于玻璃電極阻抗高。易碎及表面容易沾污等缺點，近年來發(fā)展采用固體金屬電極，其表面采用機械刷不斷清洗，因此性能遠比玻璃電極好，特別適用于自動監(jiān)測。原理見下圖:10.2.3水污染連續(xù)自動監(jiān)測儀器（四）溶解氧

水質受污染時，水中溶解氧將降低，傳感元件采用溶解氧電極，這是—種氣敏膜電極，有原電極型及極譜池型兩種。10.2.3水污染連續(xù)自動監(jiān)測儀器（五）化學需氧量COD自動測定儀的原理是將化學法測定COD的程序自動比、儀器化。可用于間歇、自動測定的儀器有比色式COD自動測定儀、恒電流庫侖滴定式COD自動測定儀及電位滴定式COD自動測定儀。下圖介紹電位滴定式COD自動測定儀。10.2.3水污染連續(xù)自動監(jiān)測儀器10.2.3水污染連續(xù)自動監(jiān)測儀器10.2.3水污染連續(xù)自動監(jiān)測儀器（六）BOD監(jiān)測儀間歇式自動監(jiān)測儀工作原理示于圖10—23。整機按照下列程序完成一個周期測定：(1)將中性磷酸鹽緩沖溶液用定量泵以一定流量打人微生物傳感器下端的發(fā)送池，發(fā)送池置于30℃恒溫水浴中。因緩沖溶液不含BOD物質，故傳感器輸出信號為一穩(wěn)態(tài)值。(2)將水樣以恒定流量(小于緩沖溶液流量的1／10)打人緩沖溶液中，與其混合后進人發(fā)送池。因此時的溶液含有BOD物質，使傳感器輸出信號減小，其減少值與BOD物質的濃度有定量關系，經(jīng)電子系統(tǒng)運算，直接顯示BOD值。(3)一次測定結束后，將清洗水打入發(fā)送池，清洗輸液管路和發(fā)送池。清洗完畢，自動開始第二個周期測定。10.2.3水污染連續(xù)自動監(jiān)測儀器10.2.3水污染連續(xù)自動監(jiān)測儀器（七）TOC監(jiān)測儀TOC自動監(jiān)測儀是根據(jù)非色散紅外吸收法原理設計的，有單通道和雙通道兩種類型(見第二章)。下圖是單通道型儀器的流程圖。10.2.3水污染連續(xù)自動監(jiān)測儀器（八）其它污染物監(jiān)測儀器UV(紫外)吸收監(jiān)測儀、TOD監(jiān)測儀、總氮、總磷、氨氮、氟化物、氰化物、六價鉻與總鉻等監(jiān)測儀。返回10.3遙感監(jiān)測技術遙感(RS)是遙遠的感知。遙感監(jiān)測技術是通過收集