大氣采樣技術(shù)講義

1、,大氣采樣技術(shù),主講人：單位：,布點方法和采樣時間,監(jiān)測目的,采集方法和采樣儀器,資料收集和監(jiān)測項目,制定大氣污染監(jiān)測方案的程序,首先要根據(jù)監(jiān)測目的進行調(diào)查研究，收集必要的基礎(chǔ)資料；然后經(jīng)過綜合分析，確定監(jiān)測項目；設(shè)計布點網(wǎng)絡(luò)；選定采樣頻率、采樣方法和監(jiān)測技術(shù)；建立質(zhì)量保證程序和措施；提出監(jiān)測結(jié)果報告要求及進度計劃等。,監(jiān)測目的,① 判斷空氣質(zhì)量。通過對環(huán)境空氣中主要污染物質(zhì)進行定期或連續(xù)地監(jiān)測，判斷空氣質(zhì)量是否符合《環(huán)境空

2、氣質(zhì)量標準》或環(huán)境規(guī)劃目標的要求，為空氣質(zhì)量狀況評價提供依據(jù)；② 判斷污染程度。通過對污染源的監(jiān)測，評價污染物排放情況和造成的污染程度，為確定污染控制措施提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，同時，通過對大氣污染源治理設(shè)施運行后的監(jiān)測，可判斷治理設(shè)施的效果；③ 研究空氣質(zhì)量的變化規(guī)律和發(fā)展趨勢，開展空氣污染的預(yù)測預(yù)報，以及研究污染物遷移、轉(zhuǎn)化情況提供基礎(chǔ)資料。④ 為政府環(huán)保部門執(zhí)行環(huán)境保護法規(guī)，開展空氣質(zhì)量管理及修訂空氣質(zhì)量標準提供依據(jù)和基礎(chǔ)資料。,資料

3、收集,,,,1,2,3,,,4,5,監(jiān)測項目,我國《環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》中規(guī)定的常規(guī)監(jiān)測項目見表。,布點方法,●布點的原則和要求,① 采樣點應(yīng)設(shè)在整個監(jiān)測區(qū)域的高、中、低三種不同污染物濃度的地方。② 在污染源比較集中，主導(dǎo)風(fēng)向比較明顯的情況下，應(yīng)將污染源的下風(fēng)向作為主要監(jiān)測范圍，布設(shè)較多的采樣點；上風(fēng)向布設(shè)少量點作為對照。③ 工業(yè)較密集的城區(qū)和工礦區(qū)人口密度大及污染物超標地區(qū)，要適當(dāng)增設(shè)采樣點；城市郊區(qū)和農(nóng)村，人口密度小及污染物濃度低

4、的地區(qū)，可酌情少設(shè)采樣點。④ 采樣點的周圍應(yīng)開闊，采樣口水平線與周圍建筑物高度夾角應(yīng)不大于30°。測點周圍無局地污染源，并應(yīng)避開樹木及吸附能力較強的建筑物。交通密集區(qū)的采樣點應(yīng)設(shè)在距人行道邊緣至少1.5 m遠處。⑤ 各采樣點的設(shè)置條件要盡可能一致或標準化，使獲得的監(jiān)測數(shù)據(jù)具有可比性。,● 采樣高度根據(jù)監(jiān)測目的而定?！?研究大氣污染對人體的危害，采樣口應(yīng)在離地面1.5-2m處；— 研究大氣污染對植物或器物的影響，采樣口高

5、度應(yīng)與植物或 器物高度相近；— 連續(xù)采樣例行監(jiān)測采樣口高度應(yīng)距地面3-15 m；— 若置于屋頂采樣，采樣口應(yīng)與基礎(chǔ)面有1.5 m以上的相對高度，以減小揚塵的影響；—特殊地形地區(qū)可視實際情況選擇采樣高度?！?采樣點應(yīng)布置在主要障礙物和高大建筑物的背風(fēng)，障礙物的頂部與采樣點的水平方向應(yīng)成30°左右。● 樣品入口與主要污染源（如工業(yè)煙囪等）的距離至少早20 m以上，一般不要正對排放源（如公路、停車場、工業(yè)煙囪等

6、）的下風(fēng)口。,布點數(shù)目的確定,采樣點數(shù)目的確定應(yīng)根據(jù)監(jiān)測范圍大小、污染物的空間分布特征、人口分布及密度、氣象、地形及經(jīng)濟條件等因素綜合考慮。監(jiān)測網(wǎng)點數(shù)的確定有人口數(shù)法、經(jīng)驗法、地理變異系數(shù)法和功能區(qū)法等。我國對空氣環(huán)境污染例行監(jiān)測采樣站（點）設(shè)置數(shù)目主要參照世界衛(wèi)生組織WHO和美國EPA的方法，即以城市人口分布為基礎(chǔ)的經(jīng)驗法。,布點數(shù)目的確定,世界衛(wèi)生組織（WHO）和世界氣象組織（WMO）提出按城市人口多少設(shè)置城市大氣地面自動監(jiān)測站點

7、，見表。,采樣點布點方法,1、功能區(qū)布點法 多用于區(qū)域性常規(guī)監(jiān)測。便于了解工業(yè)污染對其他功能區(qū)的影響。 將監(jiān)測區(qū)域劃分為工業(yè)區(qū)、商業(yè)區(qū)、居住區(qū)、混合區(qū)、交通稠密區(qū)、清潔區(qū)等，在各功能區(qū)設(shè)置一定數(shù)量的采樣點。 2、網(wǎng)格布點法 多用于有多個污染源， 且污染源分布較均勻的情況下。,網(wǎng)格布點法,采樣點布點方法,3、同心圓布點法 主要用于污染群，且重大污染源較集中的地區(qū)。 以

8、污染群的中心為圓心，畫若干同心圓，再從同心圓作若干放射線，放射線與圓周的交點即為采樣點。同心圓半徑取4、10、20、40km，從里向外各圓周上分別設(shè)4、8、8、4個點。 同心圓布點法,采樣點布點方法,4、扇形布點法 適用于孤立的高架點源，且主導(dǎo)風(fēng)向明顯的地區(qū)。 以點源所在位置為頂點，主導(dǎo)風(fēng)向為軸線

9、，在下風(fēng)向地面劃出一扇形區(qū)。 扇形布點法,采樣點布點方法,采用同心圓和扇形布點法時，應(yīng)考慮高架點源的擴散特點。同心圓或弧線不宜等距離劃分，而是靠近最大濃度值的地方密一些，以免漏測最大濃度。 而污染物最大濃度出現(xiàn)的位置，與源高、氣象條件和地面狀況密切相關(guān)。,采樣點布點方法,例如，對于平坦地面上50m高煙囪，污染物最大地面濃度出現(xiàn)的位置與氣象條件的關(guān)系如表所示。

10、 實際工作中，為使采樣網(wǎng)點布設(shè)合理，應(yīng)做到因地制宜，往往采用以一種布點方法為主，兼用其他方法的綜合布點法。,采樣時間與頻率,●采樣時間（時段）：是指每次采樣從開始到結(jié)束所經(jīng)歷的時間。根據(jù)采樣時間的長短可分為短期采樣、長期采樣、間歇性采樣。●采樣頻率：是指在一個時段內(nèi)的采樣次數(shù)。 ●要根據(jù)監(jiān)測目的、污染物分布特征及濃度水平、分析方法靈敏度、人力物力等因素確定采樣時間和采樣頻率。1、應(yīng)急監(jiān)測：●要求

11、盡快得知結(jié)果，采樣時間應(yīng)盡量短。但短期采樣，代表性較差。,采樣時間與頻率,2、為監(jiān)測空氣質(zhì)量的長期變化趨勢：●長期連續(xù)自動采樣是最佳的采樣方式，可取得任何一段時間的平均值，但受儀器限制，難于普及?！衩扛粢欢〞r間采樣叫間歇性采樣，也是較常用的采樣方式，適用于受人力、物力限制而進行人工采樣測定的情況。是目前廣泛采用的方法，應(yīng)用得當(dāng)，也有較好的代表性。,采樣時間與頻率,國家環(huán)保局頒布的空氣質(zhì)量采樣時間和采樣頻率規(guī)定，見表,采樣時間與頻率,

12、污染物監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計有效性的規(guī)定,采樣方法與采樣儀器,自然積集法,低溫冷凝法,采樣方法與采樣儀器,●直接采樣法,當(dāng)空氣中被測組分濃度較高，或所用分析方法的靈敏度較高時，采用直接采樣法采取少量空氣樣品就可滿足分析需要。,注射器采樣,塑料袋采樣,采樣方法與采樣儀器,保存要點： 防止收集容器器壁的吸附和解吸現(xiàn)象，應(yīng)選用聚四氟乙烯塑料收集器采集這些性質(zhì)活潑的氣態(tài)檢測物。因此，用直接采樣法采集的空氣樣品應(yīng)該盡快測定，減少收集器內(nèi)壁的吸附、解

13、吸作用。,真空蘇瑪罐直接采樣,●濃縮采樣法,大氣中的污染物質(zhì)濃度一般都比較低（ppm一ppb數(shù)量級），直接采樣法往往不能滿足分析方法檢測限的要求，故需要用富集采樣法對大氣中的污染物進行濃縮。富集采樣時間一般比較長，測得結(jié)果代表采樣時段的平均濃度，更能反映大氣污染的真實情況。主要包括溶液吸收法、濾筒和濾膜阻留法、固體吸附劑阻留法、低溫冷凝法、自然積集法。,采樣方法與采樣儀器,采樣方法與采樣儀器,溶液吸收法,吸收液的選擇原則1.被測物質(zhì)在

14、吸收液中溶解度大，反應(yīng)速度快；2.被測組分在吸收液中要有足夠的穩(wěn)定時間；3.需要考慮到下一步化學(xué)反應(yīng)，應(yīng)與以后的分析步驟銜接起來；4.吸收液毒性小、價格低、易于購買，且盡可能回收利用。,常用吸收液有水、水溶液和有機溶劑。,采樣方法與采樣儀器,保存要點：避免 高溫 光照 碰撞防止 揮發(fā) 氧化 分解保持 低溫 密封 避光,便攜式大氣采樣器,氣泡吸收管,多孔篩板吸收管,采樣方法與采樣儀器,采樣方法與采樣儀器,采樣方法與采樣儀器,濾

15、筒和濾膜阻留法,該方法是將過濾材料（濾紙、濾膜等）放在采樣夾上，用抽氣裝置抽氣，則空氣中的顆粒物被阻留在過濾材料上，稱量過濾材料上富集的顆粒物質(zhì)量，根據(jù)采樣體積，即可計算出空氣中顆粒物的濃度。,采樣方法與采樣儀器,保存要點： 由于濾料具有體積小、重量輕，易存放，攜帶方便，保存時間較長等優(yōu)點，濾料采樣法已被廣泛用于采集空氣中的顆粒態(tài)檢測物。 采樣面向內(nèi)存放，潔凈、避光、干燥條件保存。,采樣方法與采樣儀器,固體吸附劑阻留法,

16、采樣時，讓氣樣以一定的流速通過填充柱，則欲測組分因吸附、溶解或化學(xué)反應(yīng)而被阻留在填充劑上，達到濃縮采樣的目的。采樣后，經(jīng)過加熱解析、吹氣或溶劑洗脫使被測組分從填充劑上釋放出來。 吸附型填充柱，填充劑是固體顆粒狀吸附劑如活性炭、硅膠、分子篩、高分子多孔微球等多孔性物質(zhì)，具有較大的比表面積，吸附性強，對氣體、蒸氣分子有較強的吸附性。,采樣方法與采樣儀器,保存要點： 低溫避光，采集在固體填充劑上的待測檢測物比在溶液中更穩(wěn)定，部分

17、樣品可存放數(shù)天。,采樣方法與采樣儀器,低溫冷凝法 大氣中某些沸點比較低的氣態(tài)污染物質(zhì)，如烯烴類、醛類等，在常溫下用固體填充劑等方法富集效果不好，而低溫冷凝法可提高采集效率。 低溫冷凝采樣法是將U形或蛇形采樣管插入冷阱中，當(dāng)大氣流經(jīng)采樣管時，被測組分因冷凝而凝結(jié)在采樣管底部。,采樣方法與采樣儀器,自然積集法 這種方法是利用物質(zhì)的自然重力、空氣動力和濃差擴散作用采集大氣中的被測物質(zhì)，如自然降塵量、硫酸鹽化速率、氟化物等大