化境

第四章

大气和废气监测

【知识目标】

了解大气监测的目的、分类及特点；熟悉大气环境质量标准；掌握大气监测技术，即采样技术、测试技术和数据处理技术；熟悉掌握大气监测方案的制订原则与方法、大气样品的采集方法、几种优先监测（IP、TSP、硫酸盐化速率、二氧化硫以及氮氧化物等）污染物的测定方法。

【能力目标】

具有对现场环境调查、监测计划设计、优化布点、样品采集、运送保存的能力；具有样品测试、数据处理的能力；初步具有依据测试数据结果进行环境现状评价的能力。

第一节概述

一、大气和大气污染

(一)大气的组成和垂直分布

1.大气的组成

大气是由多种气体组成的机械混合物。低层大气是由干洁空气、水汽和固体杂质三部分组成的。

（1）干洁空气主要由氮78.6﹪、氧20.95﹪、氩0.93﹪组成，它们的体积和约占总体积的99.94﹪，此外还有二氧化碳、氖、氦、氪、氢、臭氧等其他气体，占不到0.1﹪。其中氧、氮、二氧化碳、臭氧对生命活动具有重要意义。

氧：人类和一切生物维持生命活动所必需的物质。

氮：地球上生物体的基本成分。

二氧化碳：绿色植物进行光合作用的基本原料，并对地面起保温作用。

臭氧：大量吸收太阳紫外线，保护地球上的生物免受过多的紫外线的伤害。

（2）水汽和固体杂质含量虽少，却是天气变化的重要角色。

水汽的相变，产生了云、雨、雪、雾等一系列天气现象。

固体杂质作为凝结核，是成云致雨的必要条件。

2.大气的垂直分布

根据温度、密度和大气运动状况，可将大气划分为一下几个层次。

（1）对流层贴近和大气最底层，其平均厚度为12km。该层是大气中最活跃、与人类关系最密切的一层。因为对流层内大气的重要热源是来自地面长波辐射，故里地面越近气温越高。特点如下：①气温随高度增加而降低。在不同地区、不同季节和不同高度，降低的数值并不相同。每升高1km气温平均下降6℃。②空气具有强烈的对流运动。③气体密度随高度增高而减小。④风、雪、雨、雾、霜、雷电都发生在这一层，大气污染主要发生在这一层，特别是近地层。

（2）平流层平流层的高度在17~50km。该层内气体状态稳定。在25km 一下，随高度增加气温保持不变或稍有上升。从25km开始，气温随高度增加而增高，到，到平流层顶时，气温接近0℃。在15~35km高度存在一臭氧层，其浓度在25km处最大。臭氧能吸收来自太阳的紫外线，氟利昂、氮氧化物等可与臭

氧作用破坏臭氧层。特点如下：①大气稳定，污染物不易排出，臭氧空洞就出现在这一层；②平流层内垂直对流运动很小；③大气透明度高，利于高空飞行。

（3）中间层从平流层顶到80~85km的一层称为中间层。其显著特点是气温随高度增加而降低，顶部氪达—92℃左右，垂直温度分布和对流层相似，层内热源靠其下部的平流层提供，因而下热上冷，气体垂直运动相当强烈。

（4）热层从80~500km称为热层。该层内空气极稀薄，在太阳紫外线和宇宙射线的辐射下，空气处于高度电离状态，因而也称为电离层。特点如下：①气温随高度增高而普遍上升，温度最高可升高至1200℃；②空气处于高度电离状态。

（二）大气污染

1.大气污染

大气中有害物质浓度超过环境所能允许的极限并持续一定时间后，会改变大气特别是空气的正常组成，破坏自然的物理、化学和生态平衡体系，从而危害人们的生活、工作和健康，损害自然资源及财产、器物等，这种情况称为大气污染。大区污染时随着产业革命的兴起、现代工业的发展、城市人口的密集、煤炭和石油燃料使用量的迅猛增长而产生的。

2.大气污染事件

近百年来，西欧、美国、日本等工业发达国家大气污染事件日趋增多，20世纪50-60年代成为公害的泛滥时期，世界上由大气污染引起的公害事件接连发生。例如英国伦敦烟雾事件、日本四日市哮喘事件、美国洛杉矶烟雾事件、印度博帕尔毒气泄漏事件等，不仅严重危害居民健康，甚至造成数百人、数千人的死亡（表4-1）

表4-1 大气污染事件

事件名称时间地

点

污染源及现象主要危害

伦敦烟雾事件

1952年

12月英国伦

敦

二氧化硫、烟尘在一定气象条

件下形成刺激性烟雾

诱发呼吸道疾

病，死亡4000多人

马斯河谷烟雾

1930年

12月比利时

马斯河谷工

业区

二氧化硫、粉尘蓄积与空气约60人死亡，数

千人患呼吸道病症

多诺拉烟雾

1948年

美国宾夕法

尼亚多诺拉

镇

炼锌、钢铁、硫酸等工厂的废

气蓄积与深谷空气中

死亡10多人，患

病6000多人

四日市哮喘事件

1955年

日本四日市

炼油厂排放的废气，二氧化硫

是至喘的原因

500多人患哮喘

病，死亡30多人

洛杉矶烟雾事件

1943年

美国洛杉矶

晴朗天空出现蓝色刺激性烟

雾，主要是由汽车尾气经光化学反

应所造成的烟雾

眼红、喉痛、额、

咳嗽等呼吸道疾病

博帕尔毒气泄漏

1984年

12月印度博

帕尔市

美国联合碳化物公司所属农药

厂45t液态剧毒性异氰酸甲酯泄漏

死亡2万多人，

近20万人致残

二、大气污染物和大气污染源

（一）大气污染物

大气污染物的种类不下数千种，已发现有危害作用而被人们注意到的有100多种，其中大部分是有机物。具体划分如下述。

1.依据大气污染物的形成过程

（1）一次污染物直接从各种污染源排放到大气中的有害物质。

特点：组分单一

常见的主要有：二氧化硫、氮氧化物、一氧化氮、碳氢化合物、颗粒性物质等。颗粒性物质中包含苯并[a]芘的等强致癌物质，有毒重金属、多种有机化合物和无机化合物等。

（2）二次污染物指一次污染物在大气中相互作用或它们与大气中的正常组分发生反应所产生的新污染物。

特点：多为气溶胶、颗粒小；毒性一般比一次污染物大。

常见的主要有：硫酸盐、硝酸盐、臭氧、醛类（乙醛和丙烯醛）、过氧乙酰硝酸酯（PAN）等。

二次污染物常出现在下列两种烟雾中；伦敦型烟雾和光化学烟雾（洛杉矶烟雾）。

2.依据大气污染物的粗在状态

大气中的污染物质的存在状态时由其自身的理化性质及行程过程决定的；气象条件也起到一定的作用。根据存在状态一般将它们分为两类。

（1）分子状态污染物指常温常压下以气体或蒸汽形式（苯、苯酚）分散在大气中的污染物质。根据化学形态，可将其分为五类：

◆含硫化合物：SO2、H2S、SO3、硫酸、硫酸盐

◆含氮化合物：NO、NO2、NH3、硝酸、硝酸盐

◆碳氢化合物：C1-C5化合物、醛、酮、PAN

◆碳氧化合物：HF、HCl

特点：粒子状态污染物、扩散快、在大气中分布比较均匀。

(2)粒子状态污染物指分散在大气中的微小液体和固体颗粒，粒径多在0.01~100μm，是一个复杂的非均匀体系。通常根据颗粒在重力作用下的沉降特性将其分为降尘和飘尘。

①降尘：粒径大于10μm的颗粒物能较快地沉降到地面上，称为降尘。如水泥粉尘、金属粉尘、飞灰等，一般颗粒大，比重也大，在重力作用下，易沉降，危害范围较小。

②飘尘：粒径大于10μm的粒子，粒径小，比重也小，可长期漂浮在大气中，具有胶体性质，称为飘尘，又称气溶胶。易随呼吸进入人体，危害健康，因此也称可吸入颗粒物（IP或PM

）。通常所说的烟、雾、灰尘均是用来描述飘尘存在

10

的形式的。

烟：某些固体物质在高温下由于蒸发或升华作用变成气体逸散与大气中，遇

冷后又凝聚成微小的固体颗粒悬浮于大气构成烟。烟的粒径一般为0.01~1μm。

雾：雾是由悬浮在大气中的微小液体构成的汽溶胶，按其形成方式可分为分散型汽溶胶和凝聚型气溶胶。常温状态下的液体，由于飞溅、喷射等原因被雾化而形成微小雾滴分散在大气中，构成分散型气溶胶。液体因加热变成蒸汽逸散到大气中，遇冷后又凝集成微小液滴形成凝聚型气溶胶。雾的粒径一般在10μm 以下。

通常所说的烟雾是烟和雾同时构成的固、液混合态气溶胶，如硫酸烟雾、光化学烟雾等。

硫酸烟雾有燃煤产生的高浓度二氧化硫和煤烟形成的，而二氧化硫经氧化剂、紫外光等因素的作用被氧化成三氧化硫，三氧化硫与水蒸气结合形成硫酸烟雾。

光化学烟雾当汽车阳光照射下，经发生一系列光化学反应，形成臭氧、PAN 和醛类等物质悬浮于大气中而构成光化学烟雾。

（二）大气污染源

1．自然污染源

自然污染源是由于自然原因造成的。如火山爆发时射出大量粉尘、二氧化硫气体等；森林发生火灾时会产生大量二氧化碳、碳氢化合物、热辐射的等。

3.人为污染源

人为污染源是由于人类的生产和生活活动形成的，是大气污染的主要来源。

（1）工业企业排气SO2，NO2，TSP, HF等（表4-2）。

表4-2 各类工业企业向大气排放的主要污染物

（2）交通运输工具排放的废气主要有氮氧化合物、一氧化碳、碳氢化合物等。汽车减速时比定速时排出的废气更多，所以城市交通拥堵加速了空气污染。

（3）室内空气污染源包括物理、化学、生物和放射性污染源，主要有消费品和化学品的使用、建筑和装饰材料以及个人活动。如各种染

料燃烧、烹调、油烟机吸烟产生的SO

2、NO

X

等各种有害气体；建筑、装饰

材料及家具和家用化学品释放的甲醛、氨、苯、氡和挥发性有机化合物等；

家用电器盒某些用具导致的电磁辐射等物理污染；室内用具和宠物产生的生物性污染；人体生理代谢排出的内源性和外源性污染；通过咳嗽、打喷嚏等喷出的流感病毒、结核杆菌、链球菌的等生物污染物；通过门窗进入、人为活动带入的污染物，如干洗过的衣物释放出的三氯乙烯、四氯乙烯等。

三、大气污染物的特点

大气污染物的时空分布及其浓度与污染物排放源的分布、排放量及地形、地貌、气象等条件密切相关。

同一污染源对同一地点在不同时间所造成的地面空气污染浓度往往相差数倍至数十倍；同一时间不同地点也相差甚大。

一次污染物和二次污染物在大气中的浓度在大气中的浓度由于受气象条件的影响，它们在一天内的变化也不同。一次污染物因受逆温层、气温、气压等的限制，在清晨和黄昏时浓度较高，中午即降低；而二次污染物如光化学烟雾等由于是靠太阳光能形成的，故在中午时浓度增加，清晨和夜晚时降低（图4-1）

四、大气监测项目及监测目的

（一）监测项目

科学家发现，至少有100种大气污染物对环境产生危害，我们不可能逐项测定。因此我们把污染物分级排队，从中筛选出潜在的危害性大，在环境中出现频率高，难以降解，具有生物积累性、“三致”物质及现在已有检出方法的污染物，（即优先监测原则）（表4-3）

连续监测实验室与自动监测实验室不同监测项目略有不同，详见本章第二节。

（二）监测目的

（1）通过对大气环境中主要污染物物质进行定期或连续的监测，判断大气环境质量是否符合国家制定的环境空气质量标准，并未编写大气环境质量状况评价报告提供数据。

（2）为研究大气环境质量的变化规律和发展趋势，开展大气污染的预测预

报工作提供依据。

（3）为政府部门执行有关环境保护法规，开展环境质量管理、环境科学研究及修订大气环境质量标准提供基础数据和依据（表4-3）。

表4-3 空气污染常规检测项目

第二节大气样品的采集

与其他环境要素中的污染物质相比较，大气污染物流动性大，其浓度与污染物排放源的分布、排放量及地形、地貌、气象等条件密切相关，而且浓度一般都比较低（ppm—ppb数量级），这就使得大气污染监测与水质监测略有不同。它们的相似点事程序相似。不同点是采样方法和仪器不同。

一、监测方案的制订

制订大气污染监测方案的程序，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。

我国制定的《环境监测技术规范》（大气和废气部分）中，规定了大气环境污染监测与污染源监测的目的、布点原则、监测项目、采样方法和监测技术等。

（一）基础资料的收集

1.污染源分布及排放情况

通过调查，将监测区域的污染源类型、数量、位置、排放的主要污染物及排放量一一弄清楚，同时还应了解所用原料、燃料及消耗量。注意将由高烟囱排放的较大污染源于由低烟囱排放的小污染区别开来。因为小污染源的排放高度低，对周围地区地面大气中污染物浓度影响比大型工业污染源大。另外，对于交通运输污染较重和石油化工企业的地区，应区别一次污染物和由于光化学反应产生的二次污染物。因为二次污染物是在大气中形成的，其高度可能在远离污染源的地方，在布设监测点事应加以考虑。

2.气象资料

污染物在大气中的扩散、输送和一系列的物理、化学变化在很大程度上取决于当时当地的气象条件。因此，要收集监测区域的风向、风速、气温、气压、降

水量、日照时间、相对温度、温度的垂直梯度和逆温层底部高度等资料。

3.地形资料

地形对当地的风向、风速和大气稳定情况等有影响，因此，是设置监测网点应当考虑的重要因素。例如，工业区建在河谷地区时，出现逆温层的可能性打；位于丘陵地区的城市，市区内大气污染物的浓度梯度会相当大；位于海边的城市会受海、陆风的影响，而位于山区的城市会受山谷风的影响等。为掌握污染物的实际分布状况，监测区域的地形越复杂，要求布设监测点越多。

4.土地利用和功能分区情况

监测区域内土地利用情况及功能区划分也是设置监测网点应考虑的重要因素之一。不同功能区的的污染状况是不同的，如工业区，商业区，混合区、居民区等。还可以按照建筑物的密度，有无绿化地带的等作进一步分类。

5.人口分布及人群健康状况

环境保护的目的是维护自然环境的生态平衡，保护人群的健康。因此，掌握监测区域的人口分布、居民和动植物受大气污染物危害情况及流行性疾病等资料，对制订监测方案、分析判断监测结果是有益的。

6.监测区域以往的大气监测数据

供参考

（二）监测项目的确定

存在于大气中的污染物质多种多样，应根据优先监测的原则，选择那些危害大、涉及范围广、已建立成熟的测定方法，并有标准可比的项目进行监测。我国在《居住区大气中有害物质最高容许浓度》中规定了34种有害物质的限值。对于大气环境污染例行监测项目，各国大同小异，为《环境监测技术规范》中规定的例行监测项目有一下两种。

1.连续采样实验室分析项目

（1）必测项目：SO

2、NO

X

、总悬浮颗粒物、飘尘、硫酸盐化速率、

硫酸盐化速率、灰尘自然降尘量

（2）选测项目：CO、光化学氧化剂、氟化物、Pb、Hg、苯并[a]芘、总烃及非甲烷烃。

2.大气环境自动监测系统监测项目

（1）必测项目：SO

2、NO

X

、总悬浮颗粒物或飘尘PM

10

、CO。

（2）选测项目：臭氧、总碳氢化合物。

（三）采样点的布设

1.布设采样点的原则和要求

（1）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。（2）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；上风向设少量点作为对照。

（3）工业较密集的城区和工矿区，人口密集及污染物地区，适当曾设采样点，城郊和农村，人口密度小及污染物浓度低的地区，可少设点。

（4）采样点周围应开阔，采样口水平线与周围建筑物高度的夹脚应不大于30℃。测点周围无局地污染源，并避开树木及吸附能力较强的建筑物。

（5）各采样点的设置条件应尽可能一致或标准化，使获得的监测数据具有可比性。

（6）采样高度根据监测目的而定。如研究大气污染对人体的危害，采样口

高度为1.5-2m；如研究大气污染对植物或器物的影响，采样口高度与植物或器物高度相近。连续采样例行监测采样口高度应距地面3-15m。

2.采样点数目

一般都是按城市人口多少设置城市大气地面自动监测站（点）的数目（表

4-4）。

表4-4 中国国家环保总局推荐的监测点数

的监测点要增加；

（1）在工业密集区，测量飘尘和SO

2

测点数要增加；反之，（2）在燃烧大量重油的煤的地区，SO

2

则可减少；

（3）在地形不规则的地区，监测点数往往要增加；

（4）在交通运输极为繁忙的城市，测定NO

和CO的点数要增

X

加。

3.布点方法

（1）功能区布点法多用于区域性常规监测。先将监测区域划分为工业区、商业区、居住区、工业区和居住混合区、交通稠密区、清洁区等，再根据具体污染情况和人力、物力条件，在各功能区分别设置相应数量的采样点。

（2）网络布点法适用于污染源较分散的情况如调查面源和线源（图4-2）。对城市环境规划和管理有重要意义。网络的大小视污染源强度、地区功能等因素而定（排放量大、源密集的城市，每平方千米设一个；对排放量低的地区，可美4KM2设一个）

（3）同心圆布点法适用于多个污染源组成的污染群，且大污染源较集中的地区（图4-3）。对调整源较适合，以污染源或污染源群为中心，沿放射线方向向外扩散，采样点不在同心圆上。采样时要注意主导风向，主轴与主导风向要一致，应该布点于下风向。

（4）扇形布点法适用于孤立的高架点源，且主导风向明显的地区。上风向应设对照点（图4-4）。以点源所在位置为顶点，主导风向为轴线，在下风向地面上划出一个扇形作为布点范围。扇形的角度一般为45。也可能更大些，但不能超过90。。采样点设在扇形平面内距点源不同距点源不同距离的若干弧线上。

（5）叶脉形布点法要严格选择主导风向与主方向一致，并在污染源上风向布设1-2个对照点。

（四）采样时间和采样频率

采样时间系指每次采样从开始到结束所经历的时间。

采样频率：在一定时间范围内的采样次数。

擦样时间和采样频率取决于监测目的、污染物分布特点及人力、物力等因素。

我国监测技术规范对大气污染例行监测规定的采样时间和采样频率列于表

4-5.

《环境空气质量标准》（GB3095-1996）及其修订，对污染物监测数据的统计有效性如下规定：

（1）应在采样点受污染最严重的时期采样规定。

（2）对于SO

2、NO

X

每年至少有分布均匀的144个日均值，每

日至少有分布均匀的12个月均值。对于TSP、PM

10

每年至少有60个日均值，每月至少有分布均匀的5个月均值。

（3）对于SO

2、NO

X

每日至少有18h的采样时间

表4-5 采样时间和采样频率

二、采样方法和采样仪器

（一）采样方法

选择采样方法的根据是:污染物在大气中的存在状态、浓度、理化性质，以及分析方法的灵敏度。采样大气的方法可归纳为直接采样法和富集（浓缩）采样放两类。

1.采样法及其采样器

适用于大气中被测组分浓度较高或监测方法灵敏的情况，这是不必浓缩，只需用仪器直接采集少量样品进行分析测定即可。此法测得的结果为瞬时浓度或短时间内的平均浓度。

常用容器有注射器、塑料袋、采气管、真空瓶等。

（1）注射器采样注射器有10ml、50ml和100ml等，可根据需要选取。常用100ml注射器采集有蒸汽样品。采样时，先用现场气体抽洗2-3次，然后抽取100ml，密封进气口，带回实验室分析。样品存放时间不宜长，一般当天分析完。气相色谱分析法常采用此法取样。取样后，应将注射器进气口朝下，垂直放置，以使注射器内略大于外压。

（2）塑料袋采样应选不吸附、不渗透，也不与样气中污染组分发生化学反应的塑料袋，如聚四氟乙烯袋、聚乙烯袋、聚氯乙烯袋和聚酯袋等，还有用金属薄膜作衬里（如衬银、衬铝）的塑料袋。

采样时，先用二联球打进现场气体冲洗2-3次，再充满样气，加封进气口，带回实验室尽快分析。

（3）采气管采样采气管容积一般为100-1000ml。采样时，打开两端旋塞，用二联球或抽气泵接在管的一端，迅速抽进比采气管容积大6-10倍的欲采

气体，使采气管中原有气体被完全置换主来，关上旋塞，采气管体积即为采气体积。

（4）真空瓶采样真空瓶是一种具有活塞的耐压玻璃瓶，容积一般为500-1000ml。采样前，先用抽真空装置把采气瓶内气体抽走，使瓶内真空度达到1.33kPa，之后，便可打开旋塞采样，采样即关闭旋塞，则采样体积即为真空瓶体积（图4-5，图4-6）。

2.富集（浓锁）采样法及其采样器

富集（浓缩）采样法：是大量的样气通过呼吸或固体吸收剂得到吸收或阻留，使原来浓度较小的污染物质得到浓缩，以利于分析测定。

适用于大气中污染物质浓度较低，更能反映大气污染的真实情况。

具体采样方法包括液吸收法、固体阻留法、低温冷凝法、自然积集法等。

（1）溶液吸收法是采集大气中气态、蒸汽态及某些气溶胶态污染物质的常用方法。一般是采用温度保持在15-25℃为宜。

采样时，用抽气装置将预测空气一一定流量抽入装有洗手液的吸收管（瓶），使被测物质的分子阻留在吸收液中，以达到浓缩的目的。采样结束后，倒出吸收液进行测定，根据测得的结果及采样体积计算大气中污染物的浓度。

吸收效率主要决定于吸收速度和样气与吸收液的接触面积

吸收液的选择原则是：与被采集的物质发生化学反应快或对其溶解度大；污染物质被吸收液吸收后，要有足够的稳定时间，以满足分析测定所需时间的要求；污染物质被吸收后，应有利于下一步分析测定，最好能直接用于测定；吸收液毒性小、价格低、易于购买，且尽可能回收利用。

常用吸收管有气泡吸收管、冲击式吸收管、多孔筛板吸收管（表4-6，图4-7）。

⑵填充柱阻留法填充柱是用一根长为6~10cm、内径为3~5mm的玻璃管或塑料管、内装颗粒状填充剂制成。采样时，让气样以一定流速通过填充柱，则预测组分因吸附、溶解或化学反应等作用被阻留在填充剂上，达到浓缩采样的目的。采样后，通过加热解吸。吹起或溶剂洗脱，使测组分从填充剂上释放出来进行测定。

吸附型填充柱的填充剂是颗粒状固体吸附剂，如活性炭、硅胶、分析筛、高分子多孔微球等。对气体和蒸汽吸附力强。

分配型填充柱所用填充剂为表面涂有高沸点有机溶剂（如甘油异十三烷）的惰性多孔颗粒物（如硅藻土、耐火砖等），适于对蒸汽和气溶胶态物质（如六六六、DDT、多氯联苯等）的采集。气样通过采样管时，分配系数大的或溶解度大的组分阻留在填充柱表面的固定液上。

反应型填充柱的填充剂是由惰性多空颗粒物（如石英砂、玻璃微球等）或纤维状物（如滤纸、玻璃棉等）表面涂渍能与被测组分发生反应的试剂制成。

固体阻留法优点：①用固体采样管可以长时间采样，测的大气中日平均或一段时间内的平均浓度值；溶液吸收法则由于液体在采样过程中会蒸发，采样时间不宜过长；②只要选择合适的固体填充剂，对气态、蒸汽态和气溶胶态物质都有较高的富集效率，而溶液吸收法一般对气溶胶吸收效率要差些；③浓缩在固体填充柱上的待测物质比在吸收液中稳定时间要长，有时可放置几天或几周也不发生变化。所以，固体阻留法师大气污染物监测中具有广阔发展前景的富集方法。

⑶滤料阻留法将过滤材料（滤纸、滤膜等）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，称量过滤材料上富集的颗粒物质量，根据采样体积，即可计算出空气中颗粒物的浓度（图4-8、图4-9）。

常用滤料：纤维状滤料：如定量滤纸、玻璃纤维滤膜（纸）、氯乙烯滤膜等；筛孔装滤料：如微孔滤膜、核孔滤膜、银薄膜等。各种滤料由不同的材料制成，性能不同，适用的气体范围也不同

⑷低温冷凝法借制冷剂的制冷作用使空气中的某些低沸点气态物质被冷凝成液态物质，以达到浓缩的目的（图4-10）。适用于大气中某些沸点较低的气态污染物质，如烯烃类、醛类等。

常用制冷剂：冰、干冰、冰—食盐、液氯—甲醇、干冰—二氯乙烯、干冰—乙醇等。优点：效果好、采样量大、利于组分稳定。

⑸自然积集法利用物质的自然重力、空气动力和浓差扩散作用采集大气中的被侧物质，如自然降尘量、硫磺盐化速率、氟化物等大气样品的采集。采集降尘的方法分为湿法和干法两种。干法采样一般使用标准采集尘器（图4-11，图4-12）。夏季也需加除藻剂。

优点：不需动力设备，简单易行，且采样时间长，测定结果能较好反映大气污染情况。

（二）采样仪器

采用大气污染检测的采样仪器主要由收集器、流量计和采样动力三部分组成。

1．气态污染物采样器

便携式采样器（图4-13）及恒温横流采样器（图4-14）都是用于采集SO2

、NO2等气态污染物，采样流量为0.5~2.0L/min。

2. 颗粒物采样器

颗粒物采样器有总悬浮颗粒物采样器合飘尘采样器。总悬浮颗粒物采样器按其流量分为大流量合中流量（图4-15）两种类型。飘尘采样器是装有分离大于10μm颗粒物的分尘器的采样器。二级旋风分尘器的工作原理如图4-16所示。在离心力作用下，粗颗粒被甩到桶壁上并最终落入大粒子收集器内，细颗粒随气流沿气体排出管上升，被过滤的滤膜捕集，从而测定飘尘的浓度。

（三）采样效率及评价

采样效率是指在规定的采样条件（如采样流量、污染浓度范围、采样时间等）下所采集到的污染物量占其总量的百分数。

评价方法一般与污染物在空气中的状态有很大关系，不同的存在状态有不同的评价方法。

1．采集气态和蒸汽态污染物质效率的评价方法

⑴ 绝对比较法

精确配制一个已知浓度为c 0的标准气体，用所选用的采集方法采集，测定被采集的污染物浓度（c 1）,其采样效率（K ）为：1000

1?=C C K ﹪

⑵ 相对比较法

配置一个恒定的但不要求知道待测污染物准确浓度的气体样品，用2~3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，其采样效率（K ）为：1003

211?++=C C C C K ﹪

式中：c 1,c 2,c 3——分别为第一采样管、第二采样管和第三采样管中污染物的实测浓度。

2. 采集颗粒物效率的评价方法

⑴ 采集颗粒属效率 即所采集的颗粒数占总颗粒数的百分数。

⑵ 质量采样效率 即所采集到的颗粒物质量占颗粒物总质量的百分数。 由于小颗粒物的数量占大部分，而按质量计算却只占很小部分，故质量采样效率总是大于颗粒数采样效率。由于微米以下颗粒对人体健康影响较大，颗粒采样效率有着重要作用；在大气监测评价中，评价采集颗粒物方法的采样效率多质量采样效率表示。

（四） 采样记录

采样记录与实验室记录同样重要，在实际工作中，若对采样记录不重视，不认真填写与采样记录，会导致由于采样记录不全而使一大批监测资料无法统计而作废。

内容有：所采集样品被污染物的名称及编号；采样地点和采样时间；采样流量；采样体积及采样时的温度和大气压力；采样仪器、吸收液及采样时天气状况及周围情况；采样者、审核者姓名等。

（五） 大气中污染物浓度表示方法与气体体积换算

1．污染物浓度表示方法

⑴ 单位体积质量浓度C ：单位体积内所包含污染物的质量数。

单位：mg/m 3或μm/m 3,对任何状态的污染物都适用。

⑵ 体积比浓度C p ：污染物体积与气体总体积的比值，不受空气温度及压力的影响。

单位：ppm 或ppb ，仅适于气态或蒸汽态物质，不适用于颗粒态物质。ppm 系指在100万体积空气中含有害气体或蒸汽的体积数；ppb 是ppm 的1/1000

⑶ 两种单位换算关系

C p =22.4×C/M

2．气体体积换算

把现场状态下的体积换算成标准状态下的体积： 根据其体状态方程，换算式如下：325

.1012732730P t V V t ?+?=

式中：V0——标准状态下的采样体积，L或m3；

V t——现场状态下的采样体积，L或m3；

t——采样时的温度，℃；

p——采样时的大气压力，kPa。

第三节大气污染物的测定

大气污染物有颗粒态污染物和气态污染物，根据优先监测原则，本节主要介绍自然降尘、总悬浮颗粒物、可吸入颗粒物、二氧化硫、氮氧化物等优先监测项目的测定，简单介绍一下一氧化碳、硫酸盐化速率、飘尘中苯并[a]芘、总烃、臭氧、氟化物、铅的测定。

一、颗粒态污染物的测定

大气中颗粒物质的测定项目有：自然降尘量、总悬浮颗粒物、可吸入颗粒物（飘尘）、颗粒物中化学组分的测定。

分析1011

万旭