校园空气质量监测方案.docx

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校园空气质量监测方案

校园空气质量监测方案_-

环境监测课程设计

………校园空气质量监测方案

专业：

环境工程

姓名：

姚显阳

学号：

B11070412

课题名称：

校园空气质量监测方案

组员：

康耀宗、王齐浩、潘凯飞、雷斌

专业班级：

B110704

系（院）：

环境工程与化学系

指导老师：

葛晓燕

第1章检测背景

此次课程设计是对洛阳理工学院进行空气质量的监测，分析校园空气中各物质的含量，了解污染物对空气质量的影响程度，对空气质量进行评述并提出对策和建议来保护校园及其周边的空气环境。

1.1此次课程设计的目的

（1）课程实践，巩固所学的专业知识。

（2）熟悉环境监测从布点、采样、样品处理、分析测试、数据处理到分析评价等一系列整套工作程序。

（3）能够准确及时、全面的反应空气环境质量现状及其发展趋势，为环境管理、污染源的控制、环境规划提供科学依据。

（4）收集环境监测背景数据、积累长期监测资料，为制定和修订此类环境标准、实施总量控制、目标管理提供依据

（5）实施准确可靠的污染的污染监测，为环境执法部门提供执法依据。

（6）在深入广泛开展环境监测的同时，结合环境状况的改变和监测理论及技术的发展，不断改革和更新监测方法和手段，为实现环境保护和可持续发展提供可靠的技术保障

1.2课程设计的现实意义

（1）巩固所学的专业知识，加深了解我们对大气污染监测的基本理论。

（2）利用所学的知识来解决实际问题，增强我们的运用能力。

增强布点、采样、处理、分析、评价等一系列步骤与方法，为以后毕业论文和毕业后尽快适应实际工作打下良好基础。

第2章污染物调查情况及基础资料的搜集

2.1污染源情况的调查

经过实地调查确定了几个重要的污染源，确定结果见2-1表

表2-1校园内大气污染源

污染源

污染源排放的气体

污染物排放的时间

二食堂与教职工家属区

SO2、油烟、油类等有机物、CO等

上午：

5：

30到7：

30、9:

00到11：

30下午：

15：

00到17：

30

学校路段来往车辆

NO2、TSP、CO

全天都有，集中上、下班高峰

一食堂

SO2、油烟、油类等有机物、CO等

上午：

5：

30到7：

30、9:

00到11：

30下午：

15：

00到17：

30

B楼实验楼

SO2、CO、NO2等

上午：

8：

30到12:

00下午：

14：

00到16：

00

2.2基础资料的搜集

2.2.1气象资料

洛阳市属亚热带向暖温带过渡地带，季风环流明显，因此，四季温度和风向变化较显著。

洛阳市气候特点是：

四季分明，冬季寒冷雨雪少，春季干旱大风多，夏季炎热多雨且集中，秋季晴和日照长。

年平均气温：

14.7℃，年平均降雨量：

601.6mm。

从风向看，冬季盛行偏北风,寒冷干燥；夏季盛行偏南风，炎热多雨，季风气候明显。

从气况上看，洛阳四季分明，春夏秋冬平均气温分别是12.3℃～15.2℃，22.9℃～26.6℃，12.3℃～14.9℃，0.5℃～2.0℃。

可称春暖、夏热、秋凉、冬寒。

从降雨上看，年平均降雨量600-700毫米，降雨多在7、8、9三个月，明显表现出冬春干燥少雨，夏秋雨水集中，总体表现为春干、夏丰、秋润、冬少。

----洛阳气象局

2.2.2地形及功能区划分

洛阳理工东校区所在地区是平原地形，是一个封闭性的教学生活综合区。

学校的校园是由教学区，宿舍区，附近居民区等多功能区组成，我们学校校区人口数千，主要分布于宿舍于教职工家属院区。

人群健康状况良好。

2.3设计方案的标准和规范

环境空气质量监测点位布设原则由《环境空气质量监测点位布设技术规范》HJ664—2013环境空气质量监测点位的设置应符合下列要求：

1具有较好的代表性，能客观反映一定空间范围内的环境空气污染水平和变化规律。

2各监测点之间设置条件尽可能一致，使各个监测点获取的数据具有可比性。

3监测点应尽可能均匀分布，同时在布局上应反映主要功能区和主要大气污染源的污染现状及变化趋势。

4可比性

同类型监测点设置条件尽可能一致，使各个监测点获取的数据具有可比性。

5稳定性

监测点位置一经确定，原则上不应变更，以保证监测资料的连续性和可比性。

6污染控制点原则上应设在可能对人体健康造成影响的污染物高浓度区一级主要固定污染源对环境空气质量产生明显影响的地区。

7污染监控点一局排放源的强度和主要污染项目布设，应设置在源的主导风向和第二主导风向的下风向的最大落地浓度区内，以捕捉到最大污染特征为原则进行布设。

8.为研究大气污染对人体的危害采样口应在地面1.5~2m处。

9.采样点的周围应开阔，采样口水平线与周围建筑物高度的夹角不应大于30度。

测点周围无局地污染。

2.4设计思路

1.通过环境背景的调查，确定监测和评价的主要污染物。

2.布设监测网点进行大气环境质量现状监测和分析。

3.对调查和监测结果进行系统分析。

4.建立和选择评价模式，对大气环境质量现状做出评价。

5.流程图：

图2-2方案设计流程图

第3章采样点的设置

监测区域内的采样点布设。

经典法是常用的方法，特别是对尚未建立监测网或监测数据积累少的地区，需要凭借经验确定采样点的位置。

具体方法有：

功能区布点法、网格布点法、同心圆布点法及扇形布点法。

根据学校所在地的气象资料，经过对以上的调查研究和相关资料的讨论及综合分析，可知校园的主要污染物有二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx）、二氧化氮（NO2）、可吸入颗粒物（PM10）、可吸入颗粒物（PM2.5）、一氧化碳（CO）、臭氧（O3），所以我们对校园监测项目有：

二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx）、二氧化氮（NO2）、可吸入颗粒物（PM10）、可吸入颗粒物（PM2.5）、一氧化碳（CO）、臭氧（O3）。

采样点布设及布点数目的确定：

根据学校的各污染源的非集中分布情况和结合校园各环境功能区的要求，及我校的地形、地貌、气象等条件，我们组的采样点布设方法采用的是功能区布点法（由于校园分为多个功能区：

主要以居住区、教学区、活动区为主）、网格布点法（由于我校没有较大的污染源，且属于面源）相结合的.由于布点时应考虑点的代表性与整体空间区域的一致性，应该保持点位的相应分散。

另外，由于学校校区污染源较为分散，一食堂与二食堂以及教职工家属院区质检有一定的空间距离，包括B楼实验楼，基本上是以一食堂，二食堂之间为中心的原型区域主要污染源。

另一方面，我校区风向以西北风向为主，考虑到风的下风向布设点位，在保证避开主要污染源的前提下，并且保持校区区域污染测定的一致性，代表性，稳定性。

我们最终决定设置4点位进行采样调查：

采样点设置分别是:

1.教职工家属院内2.空旷的操场上3.教学楼A东面，国旗台左边的路边4.离1号食堂东门不远处南边的小湖边，见图3-1,结果所确定的监测项目，按照《空气和废气监测分析方法》、《环境监测技术规范》和《大气环境质量标准》所规定的采样方法和分析方法执行。

图3-1采样点图

第4章检测项目及其方法原理和数据处理的确定

4.1检测方法

根据《环境空气质量标准》GB3095—2012，具体见表4-1,4-2校区在文化区范围内，根据环境空气质量标准则在二类区，适用于二级浓度限值。

表4-1环境空气污染物基本浓度限值

表4-2环境空气污染物其他项目浓度限值

环境空气质量评价区域点、背景点的检测项目除《环境空气质量标准》GB3095—2012中规定的基本项目外，由国务院环境保护行政主管部门根据国家环境管理需求和点位实际情况增加其他特征检测项目见表4-3。

由《环境空气质量监测点位布置技术规范》HJ664-2013，实地调研发现，监测区内以科研污染（污染气体包括总烃、苯系物、氯化氢、苯并（a）芘等）、交通污染（污染气体包括一氧化碳、氮氧化物、二氧化硫等）为主，夏季或有风天气会产生特殊污染（污染气体包括氨气、硫化氢等）。

据此，确立了本次科研区的监测项目：

二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx）、二氧化氮（NO2）、可吸入颗粒物（PM10）、可吸入颗粒物（PM2.5）、一氧化碳（CO）、臭氧（O3）。

表4-4环境空气质量评价区域点，背景点检测项目

因为实验器材有限，再根据《环境空气质量标准》具体见表4-5，我们选用了HJ482-2009国标法来测二氧化硫，HJ504-2009国标法来测臭氧。

表4-5各项污染物分析方法

4.2测定方法的原理

各标准规定的各污染物分析测定方法的原理：

4.2.1SO2的测定：

采用盐酸副玫瑰苯胺分光光度法测定

原理：

空气中的SO2被四氯汞钾溶液吸收后，生成稳定的二氯亚硫酸盐络合物，该络合物再与甲醛及盐酸副玫瑰苯胺作用生成紫色络合物，其颜色深浅与二氧化硫浓度呈正比。

4.2.2氮氧化物的测定：

采用盐酸萘乙二胺分光光度法测定

原理：

用冰乙酸、对氨基苯磺酸和盐酸萘乙二胺配成的吸收液采样，空气中的NOx被吸收转变为亚硝酸和硝酸。

在冰醋酸存在的条件下，亚硝酸与对氨基苯磺酸发生重氮反应，然后再与盐酸萘乙二胺偶合，生成玫瑰红色偶氮染料，其颜色深浅与氮氧化物浓度呈正比，因此可以用分光光度法测定。

4.2.3PM10的测定：

采用重量法测定

原理：

使用安装有大粒子的大流量采样器采样，将PM10收集在已恒重的滤膜上，根据采样前后滤膜重量之差及采气体积，即可计算出PM10的质量浓度。

4.2.4CO的测定：

采用气相色谱（GC）测定

原理：

空气中的CO、CO2和甲烷经TDX-01碳分子筛柱分离后于氢气流中在镍催化剂作用下，CO、CO2皆能转化为CH4，然后用氢火焰离子化检测器分别检测三种物质，其出峰顺序为：

CO、CH4、CO2。

4.2.5O3的测定：

采用靛蓝二磺酸钠分光光度法

原理：

空气中的臭氧在磷酸盐缓冲溶液存在下，与吸收液中蓝色的靛蓝二磺酸钠等摩尔反应，褪色生成靛蓝红二磺酸钠，在610nm测量吸光度，根据蓝色减退的程度定量空气中臭氧的浓度。

4.2.6TSP的测定：

采用重量法测定。

原理：

为用抽气动力抽取一定体积的空气通过已恒重的滤膜，则空气中的悬浮颗粒物被阻留在滤膜上，根据采样前后滤膜重量之差及采样体积即可计算TSP的浓度。

4.3数据处理

各标准规定的各污染物测定方法对应的测定公式:

4.3.1SO2的测定

Ρ=（A-A0）×B/V×0Vt/Va式中：

Ρ——空气中SO2的浓度

A——样品试液的吸光度

Ao——试剂空白溶液的吸光度

B——计算因子，μg/吸光度

Vo——换算成标准状况下的采样体积

Vt——气样吸收液总体积

Va——测定时所取气样吸收液体积

4.3.2氮氧化物的测定

计算结果要用Saltman实验系数f进行换算。

该系数是用NO2标准混合气体进行多次吸收实验测定的平均值，表征在采气过程中被吸收液吸收生成偶氮染料的亚硝酸量与通

过采样系统的NO2总量的比值。

4.3.3PM10的测定

PM10=采样后的滤膜质量-采样前的滤膜质量

4.3.4CO的测定

K=ρs/hsρx=hx×K

式中：

K——定量校正值，表示每mm峰高代表的浓度

ρs——校正气样中CO（或CH4、CO2）的浓度

hs——标准气样中CO（或CH4、CO2）的峰高

ρx——测定气样中CO（或CH4、CO2）的浓度

hx——测定气样中CO（或CH4、CO2）的峰高

4.3.5O3的测定

空气中臭氧的质量浓度ρ（O3）=（A0-A-a）×V/（b×V0）式中：

ρ（O3）——空气中臭氧的质量浓度；

A0——现场空白样品吸光度的平均值；

A—