第三章 空气和废气监测--194

第三章 空气和废气监测第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 第八节 空气污染基本知识 空气污染监测方案的制定 空气样品的采集方法和采样仪器 气态和蒸气态污染物质的测定 颗粒物的测定 降水监测 污染源监测 标准气体的配制

第一节 空气污染基本知识

1)了解大气、空气和大气污染的基本概念及大气污染对人

和生物的危害，2)掌握大气污染物的存在状态，大气污染物的时空分布特 点和对大气监测的意义。 3)掌握大气中污染物浓度的表示方法与气体体积换算。

一、 大气、空气和空气污染

大气：包围在地球周围的气体，其厚度达1000-1400km。它包 括均质层分为: 对流层、平流层和中间层；非均质层中又分:

暖层(电离层)和散逸层(外层)。空气：对人类及生物生存起重要作用的是近地面约10km内的气 体层(对流层 troposphere),占大气总质量的95%左右。

大气组成比例图洁 净 恒定组分---系指大气中含有的 N 、0 、Ar 及微量的 大 Ne 、He 、Kr、Xe 等稀有气体. 气 的 组 可变组分---主要是指大气中的C02和水蒸气等. 成

洁净的大气对生命来说是至关重要： 一个成年人每天呼吸大约两万次，吸入的空气量 大约为10-15m3, 约为每天吃人食物重量的10倍。生 命的新陈代谢一时一刻也离不开空气，人5周不吃 饭,5 天不饮水，尚能生存，而5分钟不呼吸就会死亡。

空气污染(atmosphere pollution)

空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 种情况称为空气污染。

二、空气污染的危害1、对人的危害 ①急性危害 (Acute effects) 指高浓度污染物短时间内造成的危害，常使作物产量显 著降低，甚至枯死。 ②慢性危害 (Chronic effects) 指低浓度污染物长期作用长时间内造成的危害，会影响 植物的正常发育，有时危害症状明显，有时不明显。 ③不可见危害(Carcinogenic effects) 只造成植物生理上的障碍，使植物生长在一定程度上受 抑制，但从外观上一般看不出症状。

污染的大气对动植物的生长和生存造成危害，严重时还 会造成死亡： 在受污染的大气中，常含有 CO、SO2、N0x 、H2S 、 NH3 、Cl2 、HCl 和碳氢化合物(如 ,CH4 、C1OH16 等)、 过氧乙酰硝酸脂 (PAN) 以及多种的无机或有机物气体等。 悬浮于大气中的污染物,不仅对太阳 -地球间热量收支平衡 有影响,造成局部或全球气候和气象的不正常,而且能直接对 动植物的生长和生存造成危害,污染严重时还会造成死亡。

对动植物的危

害 1.70年代初，美国空气污染造成经济损失250亿美元/年。 2.臭氧使美国每年森林农作物经济损失超过30亿美元。 3.哥伦比亚的炼铜厂S02污染，使该厂南部52英里内30%的 树木，南部33英里内60%的树木死亡或者严重受损。 对材料的损坏 SO2,H2O,H2S使PbSO4→PbS 白→黑，油画变黄，腐蚀材 料，腐蚀建筑材料，使橡胶制品脆裂，损坏艺术品，使有色 材料退色。颗粒物沉积在高压浅色绝缘器件上，高湿度时可 变为导体造成短路。比如电视机爆炸。

对大气的影响能改变大气的性质和气候的形式： 1.CO2吸收地面的辐射，颗粒物对阳光的散射作用能改变地面 温度，使温度上升或者下降(温室效应)。 2.细的颗粒物可降低能见度，使降水增加，雾增加。 3.改变大气的电学性质。 4.酸雨，已使世界上一些地区生态受到明显的伤害。 造成酸雨的原因：SO2,NO2,我国南方酸雨比较严重。

三、空气污染源空气污染源 可分为自然源和人为源两种。 自然源： 火山爆发、森林火灾等 人为污染源：生产、生活活动

(一)工业企业排放的废气工业企业排放量最大的是以煤和石油为燃料，在燃烧

过程中排放的粉尘、SO2、NOX、CO、CO2等，其次是生产过程中排放的多种有机物和无机污染物质。

(二)交通运输工具排放的废气汽车数量大，排放的污染多，集中在大城市

美国大气污染80%来自汽车的尾气。造成光化学烟雾污染等。

(三)室内空气污染源1、室内空气污染的分类 ①化学性污染：甲醛、O3、CO2、SO2、NH3、总挥发性有机物、重 金属等。使白血病、肺结核、鼻咽喉的发病率升高。 ②物理性污染：电磁辐射等。 ③生物性污染：霉菌、病毒等。

④放射性污染：氡气等。《民用建筑工程室内环境污染控制规范》(GB50325-2001)

《室内空气质量标准》(GB/T18883-2002)

2、室内空气的质量表征

①有毒、有害污染因子指标：在标准中规定了最高允许量。 ②舒适性指标：包括室内温度、湿度、大气压、新风量等， 属于主观性指标，与季节(夏季和冬季室内温度控制不一

样)、人群生活习惯等有关。

四、空气中的污染物及其存在形态已发现有危害而被人注意的就有一百多种，其中大部分是 有机物，环境科学中用下列两种方法进行分类。 一次污染物 1.按形成过程分类 二次污染物 分子状态污染物

2.按存在状态分类粒子状态污染物

一次污染物 直接从各种污染源排放到大气中的有害物质，常见 的有： SO2 , CO, NOX (NO, NO2),C-H, 铅(Pb)及其他重金 属, 颗粒物(其中包括毒重金属，3,4-苯并芘(BaP)- 强致癌物，无机和有机化合物)等。

二次污染物 进入大气的一次污染物

在大气中相互作用，或与大气中正常 组分发生化学反应，以及在太阳辐射参与下，引起光化学反应而 产生与一次污染物的物理、化学性质不同的物质。 如：美国洛杉矶的光化学烟雾事件：

一次污染物为：臭氧 (ozone),醛类(乙醛，丙烯醛等)二次污染为：反应中产生的过氧乙酰硝酸酯，(光化学氧化剂 photochemical oxidants,PAN)

从化学组分和物理形态综合考虑，可以把大气污染分为8类污染物 1,含硫化合物 2,含氮化合物 3,卤素化合物 一次污染物 SO2, H 2S NO, NH3 HF, HCl 二次污染物 SO3, H2SO4, MSO4 NO2, HNO3, MNO3 无

4,碳的化合物5,碳氢化合物(HC) 6,光化学氧化剂 7,微粒物质 8,放射性物质

CO, CO2C1-C5化合物 多环芳烃，重金属毒物 醛， 酮， 酸 O3, PAN, H2 O2

无

H2SO4, MSO4, MNO3

(一)分子状污染物 沸点低，气体分子形式存在，并以分子状态进入大气， 或者常温下液体，但挥发性强，受热时易以蒸汽进入大气 中。 如：SO2,CO,NOx,HCN,苯, 苯酚，汞,NH3,H2S,Pb,Cd,氟 化物等。 特点： 扩散情况与自身比重有关，并受气象条件影响。