空气理化检验 期末复习资料.docx

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空气理化检验期末复习资料

空气理化检验

1.空气理化检验：

是一门以保护人群健康为目的，以分析化学为技术手段，研究空气污染物采样，

理化检验的方法和原理的科学。

2.空气污染指数API：

将常规监测的几种空气污染物浓度简化成为单一的概念性指数值形式。

必测因子：

PM10、SO2、NO2

评价因子：

PM10、SO2、NO2、CO和O3.

3.空气质量指数AQI：

是定量描述空气质量状况的无量纲指数。

评价因子：

PM10、SO2、NO2、CO、O3和PM2.5

4.污染物标准指数PSI：

美国、英国和中国台湾省采用，PSI和API仅在污染物监测项目和评价标准

方面稍有不同。

5.不良建筑物综合征SBS：

某些建筑物内空气污染、空气交换率很低，以致在该建筑物内活动的人

群产生了一系列自觉症状，而离开建筑物后，症状即可消退，这种现象称之为不良建筑物综合征。

6.职业接触限值OEL:

指劳动者在职业活动中长期反复接触，对机体不造成急性或慢性有害健康影响

的容许接触水平。

可分为时间加权平均容许浓度，最高容许浓度，短时间接触容许浓度。

7.时间加权平均容许浓度PC-TWA：

以时间为权数规定8h工作日、40h工作周的平均容许接触浓度。

8.最高容许浓度MAC：

指工作地点，在一个工作日内，任何时间有毒化学物质均不应超过的浓度。

9.短时间接触容许浓度PC-STEL：

指一个工作日内，任何一次接触不得超过的15min时间加权平均

的容许接触水平。

10.穿透容量：

当柱后流出的被采样组分浓度为进入的浓度的5％时，固体填充柱所采集被测物的量

称为穿透容量。

11.洗脱效率：

能够被热解吸或洗脱液洗脱下来的被测物的含量占填充剂采集的被测物总量的百分数。

12.最小采气量：

当空气中待测物的浓度为最高容许浓度值时，保证所采用的分析方法能够检出待测物所需要采集空气的最小量称为最小采气量。

13.采样效率：

在规定的条件下，某采样方法所采集到的待测物的量占其总量的百分数称为采样效率。

14.新风量：

是指在门窗关闭的状态下，单位时间内由空调系统通道、房间的缝隙进入室内的空气总

量，单位为m3.

15.换气率：

是指在一小时内由室外进入室内空气量与该室室内空气量的百分比。

16.标准物质（RM）：

是一种或多种规定特性足够均匀和稳定的材料。

17.颗粒物的空气动力学直径PAD：

指在通常温度、压力、相对湿度的空气中，在重力作用下与实际颗粒物具有相同末速度、密度为1g/cm3球体的直径。

18.颗粒物的扩散直径PDD：

指在通常温度、压力、和相对湿度的条件下，与实际颗粒物具有相同扩散系数的球形直径。

19.质量中值直径MMD：

表示悬浮颗粒物体系的几何平均粒径，常用D50表示。

20.质量分散度：

用粉尘中不同粒径粒子的质量组成百分比表示。

21.数量分散度：

用粉尘中不同粒径粒子的数量组成百分比表示。

22.粉尘爆炸性：

高分散度、高浓度的可氧化的粉尘，遇到明火、火花或放电时可发生爆炸。

23.空气质量自动监测系统AQMS：

是指在监测位点，采用连续自动监测仪器对环境空气质量进行连续的样品采集、监测、处理和分析的过程。

我国的检测项目包括气象参数和污染参数两大类。

第一章空气理化检验概论

1.空气包括环境空气、工作场所空气、公共场所空气和室内空气。

2.空气理化检验的意义有：

1止空气污染引起的急性中毒，慢性危害和远期作用

2评价环境空气质量状况，评价空气污染控制、管理效果。

3为保护人体健康，治理空气污染提供科学依据。

3.空气理化检验的主要任务：

应用理化检验手段，查明空气中有毒有害物质的来源、种类、数量、迁移、转化和消长规律，为消除空气污染，改善空气质量，保护人群健康提供科学依据。

4.空气理化检验的分类：

根据研究对象的不同：

根据检验目的的不同：

1环境空气质量检验①环境空气质量检测

2室内空气和公共场所空气质量检验②特定目的检测

3工作场所空气质量检验③污染源的监测

5.空气理化检验工作的主要内容：

1颗粒物的测：

TSP总悬浮颗粒物

2无机污染物的测定：

SO2和氮氧化物等

3有机污染物的测定：

甲醛和农药等

4气污染物的快速测定：

处理突发事件

5气象参数的测定：

气温、气压、气湿、风速等

6.空气理化检验方法的选择原则：

1选择国家标准方法，推荐方法

2依据样品中待测组分的含量选用分析方法

3分析多组分样品时，尽可能选择既可分离组分有可测定组分的分析方法

4有条件时，尽可能选择具有专属性单项成分检测仪器进行检验

5在经常性的检验工作中，尽可能选用连续自动测定仪。

7.空气理化检验的发展趋势：

1标准检测方法更加具有先进性、科学性和可行性；

2检验技术向高度自动化方向发展；

3主要检验对象由无机物扩展到有机物；

4主要检验范围由室外扩展到室内；

5在细颗粒物的检验中，由主要开展TSP检验转向主要进行PM2.5等细颗粒物；

6检测范围不断扩大，检测项目不断增加，检测物种类不断增加；

8.API与AQI区别：

1参与评价的污染物种类不同：

API评价的污染物只有SO2、NO2和PM10三项，AQI除了上述三项还有PM2.5、CO和O3共六项。

2称谓不同：

原标准API称为“空气污染指数”，新标准AQI称为“空气质量指数”。

3表征空气质量状况的级别增加了：

原标准API有五个级别，新标准AQI有六个级别。

4评价时间段不一样：

API只有当天12时至次日12时的空气质量评价，AQI可衡量小时空气质量和日空气质量。

5评价结果不同：

新标准AQI要求更严格。

9.重大的污染事件：

1伦敦烟雾事件：

根本原因是短时间内取暖用煤排除大量的SO2和烟尘，同时由于当地特殊的地形和气象条件（大雾），使空气中的污染物难以扩散，造成了严重的危害。

2光化学烟雾事件：

是目前城市最主要污染之一，在日光紫外线的照射下，汽车尾气中的污染物发生光化学反应，形成刺激性很强的光化学氧化剂，导致光化学污染。

3核电泄漏：

重庆天然气井喷事件、氯气泄漏事件。

10.全球性大气环境问题：

温室效应、酸雨、臭氧层破坏。

11.空气污染物的来源：

（一）环境空气污染物的来源：

1工业企业（燃料燃烧，工业排放）②生活性污染③交通运输

（二）室内空气污染的来源：

2室内燃烧②室内活动③建筑装修

（三）工作场所空气中污染物的来源：

3生产性毒物②生产性粉尘

12.空气污染物的分类：

（一）按污染物属性：

物理性污染物、化学性污染物、生物性污染物、放射性污染物。

（二）按污染物形成过程：

一次污染物：

由污染源直接排放入空气环境中，其物理化学性质没有发生改变的原始污染物。

二次污染物：

有一些污染物在空气中与其他物质发生发生化学反应，或在太阳辐射作用下发生光化学反应而形成的新的污染物。

13.空气污染物的存在状态和特点：

主要为气体，蒸气和气溶胶。

1气体状态的污染物：

是指在常温常压下以气体状态分散在空气中的污染物，从污染源进入空气后，仍然以分子形式存在；

2蒸气状态污染物：

是指某些固态和液态物质受热升华或挥发而分散在空气中的污染物。

气体和蒸气状态污染物均匀地分布在空气中，他们的运动速度较大，可以扩散到较远的地方。

不同气体或蒸气的密度各不相同，相对密度大的向下沉降，相对密度小的可以长时间漂浮在空气中。

3气溶胶状态污染物：

按物理形态分类：

尘、烟和雾；按形成方式分类：

分散性气溶胶，凝聚性气溶胶，化学反应形成的气溶胶；PM2.5、雾霾和灰霾（P22）

14.空气污染物浓度的表示方法：

注意：

必须将采样体积换算成标准状况下的体积，再进行空气中有害物质浓度的计算。

1质量体积法：

可用于气体、蒸气和气溶胶。

2体积表示法：

仅适用于气体和蒸气状态的污染物，不适用于气溶胶状态的污染物。

例如：

ml/m3（百万分之一，ppm）

3个数、体积表示法：

通常用来表示空气中浓度水平极低的污染物的含量。

15.大气中有害物质的卫生标准：

一级标准：

保护自然生态和人群健康，在长期接触情况下，不发生任何危害影响的空气质量要求；适用于国家规定的自然保护区。

二级标准：

保护人群健康和城乡的动植物，在长期和短期接触情况下，不发生伤害的质量要求；适用于居民区，商业交通居民混合区。

三级标准：

保护人群不发生急慢性中毒和城市一般的动植物（敏感者除外）正常生长的空气质量要求；适用于大气污染程度比较重的城镇和工业区。

16.我国环境空气质量标准规定的浓度限值：

1）1小时平均浓度限制：

任何1小时污染物浓度的算术平均值，其限制是指任何1小时内平均浓度的最高容许值。

这一浓度限值是确保接触者在短期内吸入该物质不止于发生任何一种急性危害（刺激、过敏或中毒）的上限值。

2）24小时平均浓度限值：

指一个自然日24小时平均浓度的算术平均值，也称日平均浓度；其限制是指任何一个自然日24小时平均浓度的最高容许值。

3）年平均浓度限值：

是指一个日历年内每天平均浓度的算术平均值；其限制是指任何一个日历年内各日平均浓度的算数均值的最高容许值。

对于具有慢性中毒危害作用的物质，都应定制2）和3）。

对于既能产生急性危害又能导致慢性危害的物质，则制定1）、2）、3）。

17.化学因素职业接触限值类型：

1）时间加权平均容许浓度：

（个体采样）以时间为权数规定8小时工作日、40小时工作周的平均容许接触浓度。

2）最高容许浓度MAC：

工作地点、在一个工作日内，任何时间有毒化学物质均不应超过的浓度。

3）短时间接触容许浓度：

在遵守1）的前提下，容许短时间（15分钟）接触的浓度。

4）超限倍数：

对未规定1）的化学有害因素，在符合8小时1）的情况下，任何一次短时间（15分钟）接触的浓度不应超过的1）的倍数值。

第二章空气样品的采集

采样点的选择：

正确采集空气样品是空气理化检验工作至关重要的技术环节的原因是：

1受空气流动性的影响②空气污染物的浓度变化快③确保样品的代表性

1.环境空气采样点的选择：

1）空气污染物对周围区域空气的污染程度与风向风速和废气排出高度有关。

2）对于建筑物沿山坡层层分布的城市，除了设置水平采样点外，还需设置一些垂直采样点。

3）烟污强度系数=

4）烟污强度系数百分比=

5）采样点的具体要求：

采样口离道路边缘不得超过20m；采样点与建筑物的距离应大于建筑物高度2倍；采样点水平线与周围建筑物高度的夹角应小于30°。

6）采样时间和采样频率：

要获得1小时平均浓度值，采样时间≥45分钟；

要获得8小时平均浓度值，采样时间≥6小时；

要获得日平均浓度值，气态污染物累积采样≥20小时、颗粒物连续采样24小时。

2.工作场所空气采样点的选择P34

工作场所空气污染调查采样

3.室内空气样品采样点的选择P35

气态污染物的采样方法：

（一）直接采样法：

将空气样品直接采集在合适的空气收集器内，再带回实验室分析的采样方法。

适用于气体和蒸气状态的污染物，适用于空气污染浓度较高，分析方法灵敏度较高，不适宜使用动力采样的现场。

主要包括：

①注射器采样法；②塑料袋采样法；③置换采样法；

4真空采样法：

方法简便，可在有爆炸危险的现场使用；

用直接采样法采集的空气样品应该尽快测定，避免组分与器壁反应、吸附、解析、渗漏等，防止待测组分浓度变化；分析方法灵敏度不高时，不能采用集气法。

（二）浓缩采样法：

是大量空气样品通过空气收集器时，其中的待测物被吸收、吸附或阻留，富集在吸收器的采样方法。

1.有动力浓缩采样法:

利用抽气泵提供采样动力，将空气样品中的待测物采集在收集器的吸收介质中被浓缩，其采样仪器主要由收集器、流量计和抽气动力三部分组成。

1）溶液吸收法：

以吸收管为收集器，液体介质为吸收液，抽气泵为动力。

常用的采样容器有气泡吸收管、多孔玻板吸收管和冲击式吸收管（只采气溶胶）：

前两者适用于气体、蒸气，原理为增大吸收面积，溶解吸收和反应。

1气泡吸收管：

采集气体或蒸汽状态的污染物。

（大型和小型）

2多孔玻板吸收管：

采集气体或蒸汽、雾状、颗粒较小的烟状的空气污染物，但不能采集颗粒较大的烟和尘。

（直型和U型）

理想的吸收液：

不仅吸收空气中的待测物，同时可以用作显色剂，边吸收边显色。

2）固体填充柱采样法：

对所有状态都能采集。

1.填充剂的种类：

理想的固体填充剂：

应具有良好的机械强度、稳定的理化性质、通气阻力小，采样效率高，易于解吸附，空白值低等性能。

固体填充柱的性能指标：

穿透容量、洗脱效率

1硅胶：

极性吸附剂，对极性物质有强烈的吸附作用，硅胶对空气中水分有较强的吸附作用，吸水后会失去吸附能力，硅胶的吸附力较弱，吸附容量小，已吸附的物质容易解吸；

2活性炭：

非极性吸附剂，用于非极性和弱极性有机蒸气的吸附，吸附力较强，吸附容量大，不易解吸；

3高分子多孔微球：

比表面积大，机械强度较高，热稳定性好，对一些化合物具有选择性的吸附作用，较容易解吸；

2.与溶液吸收法相比，固体填充柱采样法的优点：

1可以长时间采样，适用于空气污染物日平均浓度的测定。

2克服了溶液吸收法在采样过程中溶剂挥发带来的误差。

3对气体，蒸气，气溶胶都有较高的采样效率。

4采集在固体填充剂上的待测污染物比在溶液中更稳定，可存放数天甚至数周；

5现场采样时，固体填充采样管携带更为方便

3）低温冷凌浓缩法：

空气中低沸点的气态物质。

2.无动力浓缩采样法（被动式采样法）：

用于个体采样，时间加权、个体接触剂量问题。

1）扩散法：

主要影响因素是风速。

2）渗透法：

多了一层渗透膜，用于测定人们对污染物的接触量或空气污染物的时间加权平均浓度。

气溶胶污染物的采样方法:

1.滤料采样法：

滤料的种类：

1）定量滤纸：

优点是灰分低、机械强度高、不易破损、耐高温；缺点是通气阻力大、采集的气溶胶颗粒能进入滤纸内部，解吸较困难、吸湿性较大

2）玻璃纤维滤纸：

优点是耐高温、吸湿性小、通气阻力大、适用于大流量法采集空气中低浓度的有害物质；缺点是金属空白值高（灰分高），石英玻璃纤维滤纸克服了这个缺点，但造价高。

3）聚氯乙烯滤膜：

优点是静电性强、吸湿性小、耐酸碱、金属空白值较低；缺点是不耐热、最高使用温度为55℃、加热时易卷曲

4）微孔滤膜：

优点是采样效率高、灰分低、适用于气溶胶中的金属元素的分析采样；缺点是通气阻力较大，采样速度低

5）聚氨酯泡沫塑料：

适宜于较大流量的采样，常用于同时采集气溶胶和蒸气状态两相共存的某些污染物。

2.冲击式吸收管：

适用于气溶胶。

原理为惯性作用冲击到吸收管的底部与吸收液作用被吸收。

3.固体填充柱采样法（同气态）

气态和气溶胶两种状态污染物同时采样方法：

1.泡沫塑料采样法：

聚氨酯泡沫塑料具有多孔性，它既可以阻留气溶胶又可以吸附有机蒸气，常用于采集半挥发性有机物，eg.有机磷农药）

2.浸渍滤料法：

利用滤料的物理阻留和吸附作用以及代谢物上的化学试剂反应。

3.多层滤料采样法：

使用两层或三层滤料串联组成一个滤料组合体进行采样。

4.环形扩散管和滤料组合采样法（扩散管的几何尺寸和采样速度决定采集气体效率）

空气采样器：

由收集器、流量计和抽气动力组成：

气体流量计：

1皂膜流量计：

可以校准其他仪器的原因：

4.闭封性好

5.重量忽略不计，摩擦力小

6.体积准确，时间准确，流量准确

唯一的误差来自时间，所以应该把长度拉长，速度变慢。

2湿式流量计③孔口流量计④转子流量计

①②是测流过气体的体积值，③④是测流过气体的流速

采样效率及评价方法：

采样效率：

在规定的条件下，某采样方法所采集到的待测物的量占其总量的百分数称为采样效率。

评价方法：

①用标准气体评价②用实际采集量评价

影响采样效率的主要因素：

1.待测物的存在状态与收集气2.吸收液或固体吸附剂

3.采样速度4.采样量和采样时间5.气象等其他因素

第三章空气物理性参数的测定

气温的测定：

一般是指距离地面1.5米左右，处于通风、防辐射条件下测得的温度。

气压的测定：

通常把北纬45°的海平面上，0℃时的正常气压（101.325kPa）称为一个标准大气压。

气湿的测定：

1.绝对湿度：

一定气压下，单位体积空气中所含水汽的质量。

2.最大湿度：

一定气温下，单位体积空气中所含水汽的最大量。

3.饱和差：

一定气温下，空气的最大湿度与绝对湿度之差。

它反映在某气温下，单位体积空气中还能容纳水汽的量。

4.生理饱和差：

37℃时空气的最大湿度与绝对湿度之差。

生理饱和差越大，表明人体散热越容易，反之越难。

5.相对湿度：

是同一温度时，绝对湿度与最大湿度的比值，即空气中实际含水量与同一温度条件下饱和水汽量的比值。

用%表示。

第四章空气检验的质量保证

标准物质的编号：

P82

空气理化检验实验室常用静态法和动态法配置标准气：

（二）静态配气法（一般只适用于配制少量化学活泼性较差的标准气体）

原理：

是把一定量的气态或蒸汽态的原料气加入已知容积的容器中，然后再加入稀释气体，混匀。

根据加入原料气体量、稀释气体量和容器容积，计算标准气的浓度。

配气方法：

（根据储存气体所用容器的大小和类别分类）

1.大瓶配气法：

分类：

（1）气体稀释配气法

（2）挥发性液体配气法（3）多瓶串联配气法

缺点：

①瓶壁可能吸附原料气，使实际浓度值下降。

②用一个大瓶配制的标准气体，使用时浓度不断变化，可供使用的气体量很少。

2.注射器配气法：

缺点：

由于受注射器内壁吸附、死体积大和液体挥发不完全等因素的影响，配制的气体浓度误差很大

3.塑料袋配气法：

通常选用聚四氟乙烯袋；

优点：

配齐方法简单，使用方便。

缺点：

气体配好后应及时使用，储存时间短，用高沸点化合物挥发配制的气体的贮存时间很短，用低沸点化合物会发配制的气体最长贮存时间也不能超过2-3天。

4.高压钢瓶配气法

（二）动态配气法（配制化学性质活泼物质的标准气体）

原理：

是将已知浓度的原料气以较小的流量恒定不变地送入气体混合器中，同时将稀释气以较大的流量恒定不变地送入气体混合室，与原料气混匀后并将其稀释。

混匀后的气体连续不断地从混合室流出，备用。

配气方法：

渗透膜法：

利用原料气体或液体的分子通过惰性塑料薄膜渗透进入稀释气流，根据渗透量和稀释气的流量计算配置气体的浓度。

渗透管配气结果准确，它的主要误差来源于恒温精度、气体流量的准确度和稳定性。

第五章空气中颗粒物的测定；

1.空气颗粒物的分类：

（一）根据空气颗粒物粒径大小分类：

总悬浮颗粒物（PAD≤100μm）、PM10（PAD≤10μm）、PM2.5（PAD≤2.5μm）。

（二）根据颗粒物的物理状态分类：

固态颗粒物（烟和粉尘）、液态颗粒物（雾和雾尘）、固液混合态颗粒物（烟尘）。

（三）根据颗粒物的生成机制分类：

一次颗粒物、二次颗粒物

2.生产性粉尘（具有爆炸性）

分类：

无机粉尘、有机粉尘、混合性粉尘

3.粉尘分散度的测定

粉尘分散度是指各粒径区间的粉尘数量或质量分布的百分比；可用数量分散度和质量分散度两种方法表示，我国采用数量分散度来表示。

常用测定方法有自然沉降和法滤膜法：

1、自然沉降法：

用物镜测微尺标定目镜测微尺，标定后，确定在所选的物镜倍数下，目镜测微尺刻度间距代表真实长度。

物镜测微尺是标准尺度，总长为1mm,分为100等分，每一分度值为0.01mm，即为10微米。

此法仅适用于颗粒状沉样的测定。

2、滤膜溶解涂片法：

不适用于可溶于有机溶剂中的粉尘和纤维状粉尘

4.粉尘中游离二氧化硅的测定

游离SiO2是指没有与金属及金属氧化物结合的二氧化硅，常以结晶形态存在，测定方法有焦磷酸质量法（关键是严格控制温度）、碱熔钼蓝光度法（关键是溶解）。

焦磷酸质量法

原理：

在245-250摄氏度温度下，浓磷酸脱水生成焦磷酸，焦磷酸与粉尘中的硅酸盐、金属氧化物作用，使之形成可溶性焦磷酸盐，而粉尘中游离二氧化硅几乎不溶于焦磷酸，过滤后，游离二氧化硅将以残渣形式存。

称量残渣，以质量法测定粉尘中游离二氧化硅的含量。

残渣经洗涤、干燥、炭化、灰化过程后再进行称重。

注意：

焦磷酸溶解硅酸盐时温度不得超过250度，否则易形成胶状物，低于245度，不能形成焦磷；且时间为15分钟。

第六、七章空气中无机污染物和有机污染物的测定

1.概述：

主要性质、主要来源、卫生意义。

2.测定方式：

常用测定方法及优缺点，国标测定方法及操作因素。

1.SO2

2.氮氧化物

3.氨

4.臭氧

5.硫化物

6.氟及其化合物

7.铅

8.汞

9.锰

10.甲醛

11.苯、甲苯、二甲苯

12.挥发性有机化合物VOC

13.苯并【a】芘

14.总烃和非甲烷烃

15.有机磷农药

16.拟除虫菊酯类农药

第八章空气中有毒物质的快速测定

一、快速测定:

是一种应用简便的分析方法或便携式的简易仪器,在现场短时间内检测出空气中有害物质浓度的测定方法。

二、简易比色法包括试纸法和溶液法：

（一）试纸法的两种测定方式：

1.是将滤纸浸渍显色剂制成试纸条，采样时待测物质在滤纸上与显色剂迅速发生化学反应，产生颜色变化，与标准色板比色定量；适用于气态、蒸气态和雾状物质。

2.先用空白滤纸吸附、阻留空气中的待测物质，采样后，再在纸上滴加或喷射显色剂，反应产生颜色变化，然后与标准色板比色定量；适用于烟、尘状态的有毒物质。

（二）溶液法（同第二章）

三、检气管法：

1.有比色型和比长度型两种；比长度型检气管可直接读取浓度值，读数误差小、使用方便，是检气管发展方向。

2.影响检气管变色柱长度的因素：

1抽气速度的影响

2采样体积的影响

3温度的影响

四、便携式仪器测定法：

比上两种在灵敏度、准确度和现场使用方面都有优越性。

五、空气质量自动监测仪器

用于自动检测技术主要有湿法（被淘汰）、干法（我国采用）、差分吸收光谱法（研究）。

六、设立监测站的目的可分为三类：

一是评价某地区整体的空气质量状况；

二是掌握汽车排气和固定污染源的污染状况；

三是为某一地区的特定目的而进行监测。