环境课件第三章大气和废气监测.pptx
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《环境课件第三章大气和废气监测.pptx》由用户(三亚风情)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 环境 课件 第三 大气 废气 监测
- 资源描述:
-
1、 主讲:吴馥萍 教授示例示例第三章第三章 大气和废气监测大气和废气监测 q 3-1 大气污染基本知识大气污染基本知识q 3-1-1大气大气 空气和大气污染空气和大气污染q 1大气大气 指包围在地球周围的气体,厚度指包围在地球周围的气体,厚度100014000kmq 空气空气 对人类和生物的生存起重要作用是近地面的对人类和生物的生存起重要作用是近地面的10km(对流对流层)称空气层,占大气总质量的层)称空气层,占大气总质量的95%。q 在环境科学领域内空气和大气常作为同义词使用,大气是指在环境科学领域内空气和大气常作为同义词使用,大气是指大范围的空气,如一个城市、一个区域。空气是指小范围,大范围
2、的空气,如一个城市、一个区域。空气是指小范围,如一座工厂、一间房子的空气。如一座工厂、一间房子的空气。q 2大气组成大气组成q (1)清洁干燥的大气)清洁干燥的大气 N2 78.06% O220.95% Ar0.93%,其余其余尚有十多种气体占尚有十多种气体占0. 06%。不含水汽。不含水汽。q (2)实际的空气都含有水汽。不同地区、时间含量不同。)实际的空气都含有水汽。不同地区、时间含量不同。q 3.大气污染大气污染q 大气质量恶化,改变了大气的组成,危害人的工作、生活和大气质量恶化,改变了大气的组成,危害人的工作、生活和健康,损害自然资源和财产,这现象称为大气污染。健康,损害自然资源和财产
3、,这现象称为大气污染。 示例示例3-1-23-1-2大气污染对人和生物的危害大气污染对人和生物的危害 q 1对人体危害对人体危害q (1)急性危害)急性危害 人体受到严重污染的空气侵袭后,在短人体受到严重污染的空气侵袭后,在短 时间时间内即表现出不适和中毒症状。内即表现出不适和中毒症状。q (2)慢性危害)慢性危害 长期生活在低浓度污染的空气中,危害不明显,长期生活在低浓度污染的空气中,危害不明显,难觉察。但长时间积累,使慢性支气管炎、咳嗽、哮喘、肺炎、难觉察。但长时间积累,使慢性支气管炎、咳嗽、哮喘、肺炎、肺癌发病率升高,死亡率增加。肺癌发病率升高,死亡率增加。q 2对动物的危害与人体相似对
4、动物的危害与人体相似q 3对植物的危害对植物的危害q (1) 急性危害急性危害 使作物减产甚至枯死。使作物减产甚至枯死。q (2) 慢性危害慢性危害 在低浓度污染物作用下,长时间内造成的危在低浓度污染物作用下,长时间内造成的危害。影响植物正常发育,有时出现危害症状,但大多不明显。害。影响植物正常发育,有时出现危害症状,但大多不明显。 (3)不可见危害:只造成植物生理上的障碍,使植物生长在一)不可见危害:只造成植物生理上的障碍,使植物生长在一定程度上受到抑制,但从外观看一般看不出症状。定程度上受到抑制,但从外观看一般看不出症状。 示例示例3-1-3 3-1-3 大气污染物大气污染物及及其存在形态
5、其存在形态 q (一)按其形成过程分类(一)按其形成过程分类q 1一次污染物一次污染物 指直接从污染源排放到大气中的污染物(指直接从污染源排放到大气中的污染物(SO2、NOX、CO、CnHm颗粒物、毒物)颗粒物、毒物)q 2二次污染物二次污染物 一次污染物进入大气之后,污染物之间相互作一次污染物进入大气之后,污染物之间相互作用,或与空气中正常组分发生反应,生成的新污染物,多为气用,或与空气中正常组分发生反应,生成的新污染物,多为气溶胶,常见的有溶胶,常见的有O3、醛类物质、过氧化乙酰硝酸脂、硫酸雾、醛类物质、过氧化乙酰硝酸脂、硫酸雾、硝酸雾等污染更严重。硝酸雾等污染更严重。q (二)按存在的形
6、态分类(二)按存在的形态分类q 1分子态污染物分子态污染物 SO2、NOx、CO H2S、O3等。等。q 2粒子态污染物指分散在大气中的液体和固体颗粒物粒子态污染物指分散在大气中的液体和固体颗粒物 粒径粒径0.01100um之间之间q (1) 降尘降尘 粒径粒径10umq (2) 飘尘飘尘 粒径粒径10umq (a) 烟烟 固体小颗粒(固体小颗粒(0.011um) 悬浮于大气中悬浮于大气中q (b) 雾雾 粒径粒径AK(CgCL)q 说明发生化学反应的吸收速度更快,所以一般选用能与被测说明发生化学反应的吸收速度更快,所以一般选用能与被测组分发生化学反应的溶剂作为吸收液。组分发生化学反应的溶剂作
7、为吸收液。 q(1)增大气一液接触面是提高吸收速度的另一因素。)增大气一液接触面是提高吸收速度的另一因素。q设采样的流量为设采样的流量为Q,气泡平均半径为气泡平均半径为r,则单位时间内则单位时间内 气泡的总表面积为气泡的总表面积为A q如果吸收液高度为如果吸收液高度为H,气体流速为气体流速为V,则气泡接触液则气泡接触液体的时间为体的时间为H/V,则气体在通过吸收液的时间内,气则气体在通过吸收液的时间内,气液总接触面积为液总接触面积为 A总总=3Q/rH/V q从上式看出,当气体流量一定时,吸收液高度越高,从上式看出,当气体流量一定时,吸收液高度越高,气泡半径越小,流速越慢,则气液总接触面越大。
8、吸气泡半径越小,流速越慢,则气液总接触面越大。吸收速度越快,增大气液接触面积要选择合适的吸收管。收速度越快,增大气液接触面积要选择合适的吸收管。qB 被测组分在吸收液中的溶解度越大吸收率越高被测组分在吸收液中的溶解度越大吸收率越高 。234343QrQArr3QHArV总q1选择吸收液的原则选择吸收液的原则q(1)与被测组分发生化学反应快,或溶解度大。)与被测组分发生化学反应快,或溶解度大。q(2)污染物被吸收后要有足够的稳定时间。)污染物被吸收后要有足够的稳定时间。q(3)污染物被吸收后应有利于下一步的分析。)污染物被吸收后应有利于下一步的分析。q(4)吸收剂毒性小,价格低,易于购买,且尽可
9、)吸收剂毒性小,价格低,易于购买,且尽可能可回收。能可回收。q2几种常用吸收管几种常用吸收管q(1)气泡吸收管)气泡吸收管 P159图图3-7q适于采集气态和蒸气态物质。这种吸收管可装适于采集气态和蒸气态物质。这种吸收管可装510ml吸收液,采样流量为吸收液,采样流量为0.52.0 L/min. (2)冲击式吸改管)冲击式吸改管 P159图图3-7 q只适宜采集气溶胶态物质。装吸收液只适宜采集气溶胶态物质。装吸收液510ml的吸的吸收管采样流量为收管采样流量为3.0 l/min;装吸收液为装吸收液为50100ml的吸收管采样流量为的吸收管采样流量为30 l/min. q(3) 多孔筛板吸收管(
10、瓶)多孔筛板吸收管(瓶) P159图图3-7q 适于采集气态蒸气态、气溶胶物质。采样效率高。适于采集气态蒸气态、气溶胶物质。采样效率高。q 吸收管装吸收管装510ml吸收液,采样流量吸收液,采样流量0.11.0 l/min.小吸收瓶装吸收液小吸收瓶装吸收液1030ml。采样流量采样流量0.52.0 l/min。大吸收瓶装吸收液大吸收瓶装吸收液50100ml,采样流量采样流量30 l/min。q(二)填充柱阻留法二)填充柱阻留法q采样方法要点采样方法要点 用一根长用一根长612cm,内径内径35mm的的玻管或塑料管内装颗粒填充剂而制成,采样时让玻管或塑料管内装颗粒填充剂而制成,采样时让气样以一定
11、流速通过填充剂,被测组分因吸附,气样以一定流速通过填充剂,被测组分因吸附,溶解或化学反应等作用被阻留在填充剂上达到浓溶解或化学反应等作用被阻留在填充剂上达到浓缩采样目的,采样后通过解吸或溶剂洗脱,使被缩采样目的,采样后通过解吸或溶剂洗脱,使被测组分从填充剂上释放出来便于测定。测组分从填充剂上释放出来便于测定。 q 1吸附型填充柱吸附型填充柱q 填充剂是固体颗粒状吸附剂填充剂是固体颗粒状吸附剂q (1) 吸附力为分子间力,吸附力较弱,易解吸吸附力为分子间力,吸附力较弱,易解吸q (2) 吸附力为利余化学键力,吸附力较强,采样效率高,吸附力为利余化学键力,吸附力较强,采样效率高,但难解吸。但难解吸
12、。q 2分配型填充柱。分配型填充柱。q 类似于气相色谱粒的功能。类似于气相色谱粒的功能。q 3反应型填充柱。反应型填充柱。q 气样通过此类填充柱时,被测组分与填充剂发生化学反应而气样通过此类填充柱时,被测组分与填充剂发生化学反应而被阻留下来。被阻留下来。q (1) 填充剂本身是能与被测组分发生反应的纯物质。填充剂本身是能与被测组分发生反应的纯物质。q (2) 填充剂是惰性多孔颗粒物或纤维状物,表面涂渍能与填充剂是惰性多孔颗粒物或纤维状物,表面涂渍能与被测组分发生化学反应的试剂。被测组分发生化学反应的试剂。q 填充柱阻留法采样的优点在于可长时间采样、富集效率高,填充柱阻留法采样的优点在于可长时间
13、采样、富集效率高,适于测定微量组分和测定日平均浓度,浓缩在固体填充剂上适于测定微量组分和测定日平均浓度,浓缩在固体填充剂上的被测物质比较稳定,可放置几天,十几天。的被测物质比较稳定,可放置几天,十几天。 q(一)滤料阻留法(一)滤料阻留法 用于采集空气中固体颗粒物。用于采集空气中固体颗粒物。q将过滤材料放在采样夹上,用抽气装置抽气,则空将过滤材料放在采样夹上,用抽气装置抽气,则空气中的颗粒物被阻留在过滤材料上。称量滤料上阻气中的颗粒物被阻留在过滤材料上。称量滤料上阻留的物质的质量,根据采样体积可计算出空气中颗留的物质的质量,根据采样体积可计算出空气中颗粒物的浓度。粒物的浓度。q(二)低温冷凝法
14、(二)低温冷凝法q用冷冻剂冷凝提高采集效率。用冷冻剂冷凝提高采集效率。q1采样方法采样方法 仪器装置仪器装置P162图图3-9q2. 常用冷冻剂常用冷冻剂 冰冰盐水(盐水(-10C););干冰干冰乙醇(乙醇(-72C););液态氧(液态氧(-183C););液态空气(液态空气(-190C)液氮(液氮(-196 C)此种方法优点,可长时间较长流量此种方法优点,可长时间较长流量采样,效率高,富集效果好,样品可稳定较长时间采样,效率高,富集效果好,样品可稳定较长时间保存。保存。 q(一)自然积集法(一)自然积集法 :利用物质的自身:利用物质的自身重力,空气动力和浓差扩散作用采集空重力,空气动力和浓差
15、扩散作用采集空气中被测物。气中被测物。q1降尘试样的采集降尘试样的采集q(1)湿法采样)湿法采样 P163q(2)干法采样干法采样 P163图图3-10 3-11q2硫酸盐化速率试样的采集硫酸盐化速率试样的采集q(1) 二氧化铅采样法后面介绍二氧化铅采样法后面介绍q(2)碱片法后面介绍)碱片法后面介绍 示例示例 3-3-3 3-3-3 采样仪器采样仪器 q(一)主要组成部分(一)主要组成部分 由收集器,流量计,采样动由收集器,流量计,采样动力三部分组成。力三部分组成。q1收集器收集器 用于捕集大气中欲测污染物质的装置。用于捕集大气中欲测污染物质的装置。q2流量计流量计 用于测量气体流量的仪器,
16、而流量是计用于测量气体流量的仪器,而流量是计算采气体积的参数。算采气体积的参数。q(1) 孔口流量计孔口流量计 P165图图3-13q(2) 转子流量计转子流量计 P165图图3-14q(3) 皂膜流量计皂膜流量计 P164图图3-12q(4) 临界孔流量计临界孔流量计P165q1采样动力采样动力(抽气装置抽气装置):根据采样流量、收集器类:根据采样流量、收集器类型及采样点条件进行选择。并要求抽气流量稳定,型及采样点条件进行选择。并要求抽气流量稳定, 连续运行能力强、噪声小和能满足抽气速度要求。连续运行能力强、噪声小和能满足抽气速度要求。q(1)非电力抽气动力)非电力抽气动力 注射器、抽气筒、
17、水抽气瓶、注射器、抽气筒、水抽气瓶、双连球等。应用于采气量小,无市电供给的情况。双连球等。应用于采气量小,无市电供给的情况。q(2)电力抽气动力)电力抽气动力q(a)真空泵真空泵 刮板泵,抽气速度较大,可用于大流刮板泵,抽气速度较大,可用于大流量采样。量采样。q(b)薄膜泵薄膜泵 q适用于阻力不大的收集器采气,流量适用于阻力不大的收集器采气,流量0.53.01/min的采样。的采样。q(c)电磁泵电磁泵 原理与薄膜泵相似。原理与薄膜泵相似。抽气量抽气量0.51.01 /min. q(一)专用采样装置(一)专用采样装置q将收集器、流量计、抽气泵、气样预处理、流量调将收集器、流量计、抽气泵、气样预
18、处理、流量调 节、自动定时控制等部件组装在一起就构成了专用节、自动定时控制等部件组装在一起就构成了专用采样器。采样器。q1大气采样器大气采样器 P166图图3-15、16q用于采集气态和蒸气态污染物,流量用于采集气态和蒸气态污染物,流量0.52.0L/minq2颗粒物采样器颗粒物采样器q A总悬浮颗粒物(总悬浮颗粒物(TSP)采样器采样器q(1) 大流量采样器大流量采样器 P167图图3-17采气流量采气流量1.11.7q中流量采样器中流量采样器 P167图图3-18采气流量采气流量50150 L/min 示例示例q B飘尘采样器飘尘采样器q(1)二级旋风分尘器)二级旋风分尘器 P167图图3
19、-19q(2)向心式分尘器)向心式分尘器 P168图图3-20、21q(3)撞击式分尘器)撞击式分尘器 P169图图3-22q C个体剂量器个体剂量器q 为研究大气污染物对人体健康的危害而为研究大气污染物对人体健康的危害而研制的采样器,随人的活动连续采样,反映研制的采样器,随人的活动连续采样,反映人体实际吸入的污染物的量,只能采集气态人体实际吸入的污染物的量,只能采集气态蒸气态物。蒸气态物。 示例示例3-3-4 3-3-4 采样效率采样效率 q 在规定的采样条件下所采集到的污染物量占其总量在规定的采样条件下所采集到的污染物量占其总量的百分数。的百分数。q(一)采集气态、蒸气态污染物的评价方法。
20、(一)采集气态、蒸气态污染物的评价方法。q1绝对比较法绝对比较法 精确配制一个已知浓度为精确配制一个已知浓度为Co的标准气,用所选用的标准气,用所选用的采样方法采集,测定被采集的污染物的浓度的采样方法采集,测定被采集的污染物的浓度C1 采样效率采样效率K= C1/Co*100%q2相对比效法相对比效法 配剃一个恒定的但不知道待测物准确浓度的气体配剃一个恒定的但不知道待测物准确浓度的气体样品,用样品,用3个采样管串联起来采集所配制的样品,个采样管串联起来采集所配制的样品,采样结束后,分别测定各采样管中污染物的浓度。采样结束后,分别测定各采样管中污染物的浓度。 采样效率采样效率K=C1C2C3 *
21、100% q(一)采集颗粒物效率的评价方法(一)采集颗粒物效率的评价方法q1用质量采样效率表示(最常用方法)要评价某用质量采样效率表示(最常用方法)要评价某 一个采样方法的采样效率,用另一个已知采样效一个采样方法的采样效率,用另一个已知采样效率高的方法同时采样进行比较。率高的方法同时采样进行比较。q2颗粒采样效率的测定颗粒采样效率的测定 采集到颗粒物的粒数占总颗粒数的百分比,用采集到颗粒物的粒数占总颗粒数的百分比,用一个灵敏度很高的颗粒计数器测量进入滤料前后一个灵敏度很高的颗粒计数器测量进入滤料前后空气中的颗粒数来计算。空气中的颗粒数来计算。q3-3-5 采样记录采样记录 记录被测物名称、编号
22、、采样地点、采样时间、记录被测物名称、编号、采样地点、采样时间、流量、采样体积、采样时的温度和大气压,吸收流量、采样体积、采样时的温度和大气压,吸收液和采样时的天气状况、环境状况、采样者及审液和采样时的天气状况、环境状况、采样者及审核者姓名核者姓名 示例示例3-3-6 大气中污染物浓度的表示方法与气体体积换算P149 q (一)污染物浓度表示方法(一)污染物浓度表示方法q 1单位体积内所含污染物的质量数。单位体积内所含污染物的质量数。q mg/m3(标),标),g/mg/m3 3(标)标)q 2 2污染物体积与气样总体积的比值污染物体积与气样总体积的比值 PPm 在在100万单位体积的空气中含
23、有害污染物气体或万单位体积的空气中含有害污染物气体或 蒸气的体积数。蒸气的体积数。 PPb=1/1000PPm 1PPm=1000PPb PPm=1/106 PPb=1/109q 3两种表示方法可以相互换算两种表示方法可以相互换算 Cp=(22.4/M)*C Cp 以以PPm表示的气体浓度表示的气体浓度 C 以以mg/m3表示的气体质量浓度表示的气体质量浓度 22.4 标准状态下(标准状态下(0C,101.325Kpa)气体摩尔体积(气体摩尔体积(L) M 污染物质的摩尔质量污染物质的摩尔质量 q(一)气体体积的换算(一)气体体积的换算q为了使监测结果具有可比性,需将采样状态为了使监测结果具有
24、可比性,需将采样状态下的气体体积换算为标准状态下(下的气体体积换算为标准状态下(0C,101.325Kpa,R=22.4L)或参比状态下或参比状态下(25C,101.325Kpa,R=24.5L)的体积。的体积。根据状态方程根据状态方程PV=nRT (标准状态下气体体积)标准状态下气体体积) P P采样现场大气压力;采样现场大气压力; t t采样现场温度采样现场温度 0273273101.325tPVVt1 11222PVnRTPVnRT示例示例3-4 3-4 气态和蒸气态污染物的测定气态和蒸气态污染物的测定3-4-1 3-4-1 SOSO2 2的测定的测定 q(一)盐酸副玫瑰苯胺分光法(一)
25、盐酸副玫瑰苯胺分光法GBq1原理原理 用四氯合汞酸钾为吸收液吸收大气中用四氯合汞酸钾为吸收液吸收大气中SO2生生成稳定的亚硫酸二氯合汞络离子,再与甲醛反应成稳定的亚硫酸二氯合汞络离子,再与甲醛反应生成羟甲基磺酸再与盐酸副玫瑰苯胺反应生成稳生成羟甲基磺酸再与盐酸副玫瑰苯胺反应生成稳定的紫色络合物。定的紫色络合物。 2242-2-+-2422232223232HgCl +2KCl =K HgCl K HgCl +SO +H O = HgCl SO +2H +2ClHHgCl SOHCHOHO CH SO HHgCl Cl NHHClHSOHOCH232- -C- -NH2HCl NH2HCl H2
展开阅读全文