环境监测大气设计.docx

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环境监测大气设计

总论

环境监测是环境科学的一个重要分支学科，是在环境分析的基础上发展起来的一门学科，一门捕获环境质量影响因素的代表值来表示环境信息的学科。

环境化学、环境物理学、环境地学、环境工程学、环境医学、环境管理学、环境经济学以及环境法学等所有环境科学的分支学科，都需要在了解、评价环境质量极其变化趋势的基础上，才能进行各项研究和制定有关管理、经济的法规。

它是运用各种分析，测试手段，对影响环境质量的代表值进行测定，取得反映环境或环境污染程度的各种数据的过程。

环境监测的目的是运用监测数据表示环境质量受损程度，探讨污染的起因和变化趋势。

因此，可以将环境监测做比喻为环境保护工作的“耳目”。

所以，学好环境监测对于一名将来要从事环境的学生来说，是非常重要的。

环境监测的过程一般为：

现场调→监测计划设计→优化布点→样品采集→运送保存→分析测试→数据处理→综合评价等。

从信息技术角度看，环境监测是环境信息的捕获→传递→解析→综合的过程。

只有在对监测信息济宁解析、综合的基础上，才能全面、客观、准确地揭示监测数据的内涵，对环境质量极其变化做出正确的评价。

判断环境质量，仅对某一污染物进行某一地点、某一时刻的分析测定是不够的，必须对各种有关污染因素、环境因素在一定范围、时空、空间内进行测定，分析其综合测定数据，才能对环境质量做出确切评价。

因此，环境监测包括对污染物分析测试的化学检测（包括物理化学）；对物理（或能量）因子热、声、光、电磁辐震动及放射性等强度能量和状态测试的物理检测；对生物由于环境质量变化所发出的各种反映和信息，如受害症状、生长发育、形态变化等测试的生物监测；对区域群落、种落的迁移变化进行观测的生态监测等。

目录

1.黄石理工学院………………………………………………………………3

1-1地理位置………………………………………………………………3

1-2黄石理工学院简介……………………………………………………3

2.监测内容………………………………………………………………………4

2-1监测目的……………………………………………………………4

2-2大型作业目标与要求………………………………………………4

3.调查内容………………………………………………………………………4

3-1校园污染源调查……………………………………………………4

3-2校园监测布点原则…………………………………………………5

3-3监测点布点…………………………………………………………5

3-4采样时间与频率……………………………………………………5

4.实验部分………………………………………………………………………6

4-1大气中可吸入颗粒物的测定………………………………………6

4-2大气中氮氧化物的测定……………………………………………7

4-3大气中二氧化硫的测定……………………………………………9

4-4各项监测数据统计…………………………………………………12

5．校园空气质量综合分析评价………………………………………………16

5-1环境质量评价概念与意义…………………………………………17

5-2环境质量评价分类…………………………………………………17

5-3黄石理工学院环境综合分析与评价………………………………17

6．保护校园环境质量方案与建议……………………………………………18

6-1气体污染治理………………………………………………………18

6-2生活污染防治………………………………………………………18

6-3校园生态环境的保护………………………………………………19

7．总结…………………………………………………………………………20

8.参考文献………………………………………………………………………21

9.成绩评定表……………………………………………………………………22

10附录采样布点图

1、黄石理工学院概况

1-1地理位置

黄石理工学院坐落于素有“江南明珠”之称的湖北省第二大城市——黄石市。

黄石理工学院占地面积2189亩。

临磁湖万顷碧波，倚青龙山千亩青翠，草木葱茏，鸟语花香，环境优雅宜人。

学院拥有校舍建筑面积54万平方米，教学科研仪器设备总值8170.46万元，馆藏图书80.9万册，电子图书25.46万册，中外文期刊2000余种，图书馆被评为“省级优秀图书馆”。

学院办学力量雄厚，服务体系完善，多次被评为省级文明单位，是育人、成才和科技创新的理想学府。

1-2黄石理工学院简介

黄石理工学院是一所以理、工科为主，经、管、医、文、教育等学科门类协调发展的多科性本科院校。

设有机电工程学院、电气与电子信息工程学院、环境科学与工程学院、化学与材料工程学院、计算机学院、土木建筑工程学院、医学院、数理学院、经济与管理学院、艺术学院、师范学院、外国语学院、国际学院、高等技术学院、继续教育学院、网络学院、体育部、人文社会科学部等18个院（部）级教学单位，开设有30个本科、51个专科专业，其中环境工程、机械设计与制造专业为教育部教学改革试点专业。

　　《环境影响评价》为2008年省级本科精品课程，环境工程、电器工程及自动化两个专业分别为2007、2009年省级品牌建设专业。

机电基础实验教学示范中心为2007年省级高校实验教学示范中心。

黄石理工学院现有专任教师900余人，其中教授（正高级职称）50人、副教授（副高级职称）296人，博士、硕士375人。

教师中有6人享受国务院特殊津贴，7人获省级有突出贡献中青年专家称号，1人为湖北省高层次人才，2人享受省政府专项津贴。

11人为兼职硕士生导师，另有外聘知名学者10人为兼任教师。

黄石理工学院重视开展对外学术交流活动，先后与华中科技大学、武汉工程大学等院校联合培养研究生，并同加拿大北大西洋学院（“CNA”）合作开展了“中加合作培养创新人才项目”（即“中加合作班”）。

　　建院三十年来，学院为社会输送了大批厚基础、宽口径、高素质的高级应用型工程技术人才和其它各类专门人才，以动手能力强、适应能力强而颇受用人单位的好评。

学院先后六次获湖北省普通高等学校优秀教学成果奖；学生多次在全国大学生电子设计竞赛、数学建模竞赛、英语竞赛中获奖；多名学生在全国大学生文化艺术节书画摄影大赛中获奖；学生读书会工作经验在联合国教科文组织举办的第62届国际图联大会上进行了交流。

面向未来，全院师生员工决心弘扬“弘毅、务实、求是、创新”的校训精神，以育人为根本，以教学为中心，以学科建设为龙头，以创新为动力，以发展为主题，以服务社会为目的，立足湖北、面向全国，坚持以本科教育为主，适度发展专科教育，继续开展成人教育，积极发展研究生、留学生教育，为把黄石理工学院建成特色鲜明的多科性本科院校而努力奋斗。

2、监测内容

2-1监测目的

环境监测的目的是准确、及时、全面的反映环境质量现状及发展趋势，为环境管理、污染源控制、环境规划提供科学依据。

具体归纳为：

1）对污染物及其浓度（强度）作时间和空间方面的追踪，掌握污染物的来源、扩散迁

移、反应、转化，了解污染物对环境质量的影响程度，并在此基础上，对环境污染物作出预测、预报和预防。

2）了解和评价环境质量的过去、现在和将来，掌握其变化的规律。

3）收集环境背景数据、积累长期监测资料，为制定和修订各类环境标准、实施总量控

制目标管理提供依据。

4）实施准确可靠的污染的污染检测，为环境执法部门提供执法依据。

5）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与手段，为实现环境保护和可持续发展提供可靠的技术保障。

2-2大型作业目标与要求

此次的大型作业是针对校园空气状况进行监测，从而了解校园的大气以及大气状况，观察分析大气中有害物质的分布，对空气质量进行评述并提出保护校园环境质量的对策与建议，利用我们所学的知识来解决实际问题。

巩固和加深了解我们对大气污染监测的基本理论，同时加强布点、采样。

分析、测定等步骤与方法，而且为毕业设计和毕业后尽快适应实际工作打下良好基础。

3、调查内容

3-1校园污染源调查

据调查，黄石理工在校人数为2万人，食堂有5个，还有一些开水锅炉，校内还有一个较大的驾校。

其次还有校外的餐厅，居民区，矿山，施工工程，及来往的车辆等，这些都会对学校环境造成较大的影响。

其中食堂和开水锅炉还有施工工程建设带来的污染物主要是粉尘和SO2，，而驾校和校外的车辆则主要会带来一些氮氧化合污染物。

3-2校园监测点的布设原则

1）在污染源比较集中地地方、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，上风向布设量点作为对照；

2）工业较密集，人口密度较大的地区要适当增设采样点

3）采样点的会走位应该视野应该比较开阔，采样口水平线与周围的建筑物高度的夹角应不大于30°

4）各个采样点的设置条件尽可能一致或标准化，使其获得的监测数据只有可比性；

5）采样的高度根据检测母的而定，研究大气污染对人体的危害，应该将采样器或者测定仪器设置于常人呼吸带的高度，即在采样口应在离地面1.5m-2m处。

综上所述，在校园中布点应根据污染物类型，数量，位置，排放浓度以及校园地形，功能区以及人口密集现象，地形及其他客观原因确定布点位置和数目。

据校园污染源的特点，建议使用功能区布点法。

3-3监测点的布设

检测项目

地点

PM10

SO2

NO2

西门驾校

1

1

1

静园食堂

1

1

1

体育馆

1

1

1

3-4采样时间和采样频率

频率：

连续采样三天，每天采样三次；

时间：

6月02～04日，每天早8：

00，中午12:

00下午16:

00

4、实验部分

现场监测项目和方法

项目

采样方法

流量

时间

分析方法

PM10

滤膜富集法

100L/min

≧30min

重量法

SO2

液体吸收法

0.5L/min

≧30min

盐酸副玫瑰苯胺比色法

NO2

液体吸收法

0.5L/min

≧30min

盐酸萘乙二胺比色法

4-1大气可吸入颗粒物的测定（PM10）

（1）测定原理

气体首先进入采样器附带的10μm以上颗粒物切割器,将采样气体中粒径大于10μm以上的微粒分离出去.小于这一粒径的微粒随气流经分离器的出口被阻留在已恒重的滤膜上,根据采样前后滤膜的质量差及采样体积,计算可吸入颗粒物的浓度（mg/m3）.

（2）主要仪器

大气采样器,切割器,流量计,超细玻璃纤维滤膜,分析天平,恒温恒湿箱等.

（3）测定步骤

选用合格的超细玻璃纤维滤膜,采样前在干燥器内放置24h,用感量为0.1mg的分析天平称量,放入干燥器1h后再称量,两次质量差不得大于0.4mg（即为恒重）.将恒重滤膜放在采样夹滤网上,牢固压紧至不漏气.不同样品不同滤膜,如果测定任何一次浓度要每次更换滤膜.测日平均浓度,只需采集到一张滤膜上,采样结束,用镊子将有尘面的滤膜对折放入纸袋,做好记录,放入干燥器内24h恒重,称量结果.采样点应避开污染源及障碍物,测定交通枢纽处可吸入颗粒物,采样点应布置在距人行道边缘1m处.测定任何一次浓度,采样时间不得少于1h.测定日平均浓度,间断采样时间不得少于4次,采样口距地面1.5m,采样不能在雨雪天进行,风速不大于8m/s.

（4）结果计算

c=（G2-G1）*1000/Vt

式中:

c——飘尘浓度,mg/m3;

G2——采样后滤膜质量,g;

G1——采样前滤膜质量,g;

Vt——换算成标准状态下采样体积,m3.

（5）注意事项

①在同样条件下,三个采样系统浓度测定结果变异系数应小于15%;

②在采样开始至终了时间内,采样系统流量值的变化应在额定流量的±10%以内.

4-2大气中氮氧化物的测定（NO2）

1）原理：

用冰乙酸、对双氨基苯磺酸和盐酸乙二胺配成吸收液，大气中NO2被氧化成HNO3和HNO2。

在冰乙酸存在的条件下，亚硝酸与对氨基苯磺酸发生重氮化反应，然后再与吸收液偶合，生成玫瑰红色偶氮化合物，其颜色深浅与样品中的含量成正比，然后用分光光度法测定。

2）标准曲线的绘制：

配置标准系列，各加等量吸收液显色，定容制成标准曲线色列。

于540nm处分别测定其吸光度，根据数据值绘制标准曲线，测定样品溶液的吸光度：

=

式中：

A—试样溶液的吸光度

A0—试剂空白溶液的吸光度

b—标准曲线性回归方程的斜率，吸光度·ml/μg；

a--标准曲线性回归方程的截距；

V—采样用吸收液体积，mL；

V0---换算为标准状态（273K、101.3kPa）下的体积，L；

D---样品的稀释倍数；

f---saltzman试验系数，0.88（当空气中二氧化氮浓度高于0.720mg/m3时，f值为0.77）。

3）仪器：

吸收瓶、便携式采样器、分光光度计、硅胶管等。

4）试剂：

（1）吸收液称取5.0g对氨基苯磺酸，置于1000mL容量瓶中，加入50mL冰醋酸和900mL水的混合溶液，盖塞振摇，使其完全溶解。

加入0.050g盐酸奈乙二胺，溶解后，用水稀释至标线，此为吸收原液，储于棕色瓶中，在冰箱内可保存两个月。

保存时应密封瓶口，防止空气与吸收液接触。

采样时，按4份吸收原液与1份水的比例混合配成采样用吸收液。

（2）三氧化铬-砂子氧化管筛取20-40目海砂（或河砂），用（1+2）的盐酸浸泡1夜，用水洗至中性，烘干。

将三氧化铬与砂子按质量比（1+20）混合，加少量水调匀，放在红外灯下或烘箱内于105℃烘干，烘干过程中应搅拌几次。

制备好的三氧化铬-砂子应是松散的，若粘在一起，说明三氧化铬比例太大，可适当增加一些砂子，重新制备。

称取约8g三氧化铬-砂子装入双球玻璃管内，两端用少量脱脂棉塞好，用乳胶管或塑料管制的小帽将氧化管两端密封，备用。

采样时将氧化管与吸收管用一小段乳胶管相连。

（3）亚硝酸钠标准储备液称取0.1500g粒状亚硝酸钠（NaNO2），预先在干燥器内放置24h以上，溶解于水，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至标线。

此溶液每毫升含100.0μgNO2-，储于棕色瓶内，冰箱中保存，可稳定三个月。

（4）亚硝酸钠标准溶液吸取储备液5.00mL于100mL容量瓶中，用水稀释至标线。

此溶液每毫升含5.0μgNO2-。

5）测定步骤

标准曲线的绘制：

取6支10ml具塞比色管，按表配制标准系列。

亚硝酸钠标准系列

管号

0

1

2

3

4

5

亚硝酸钠标准溶液（2.5μg/ml）

0

0.40

0.80

1.20

1.60

2.00

吸收原液

8.00

8.00

8.00

8.00

8.00

8.00

水（mL）

2.00

1.60

1.20

0.80

0.40

0

亚硝酸根含量（μg/ml）

0

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

样品的测定：

采样后，放置20min（气温低适应适当延长显色时间。

如室温15℃时，显色40min以上），用吸收液将采样瓶中吸收液的体积补至标线，混匀。

将采样溶液移入1cm比色皿中，用绘制标准曲线的方法测定试液空白液和样品溶液的吸收光度。

若样品溶液的吸光度超过标准曲线的测定上限，可用稀释液稀释再测定吸收光度。

计算结果应乘以稀释倍数。

注意事项

1.吸收液应为无色,如显微红色,可能有亚硝酸根的污染,应检查试剂和蒸馏水的质量.

2.吸收液长时间暴露在空气中或受日光照射,也会显色,使空白值增高.因此,吸收液应避光保存,吸收管在采样,运送和存放过程中,都应采取避光措施.

3.吸收液中加入一定量的冰醋酸,可以维持吸收液的酸性条件（pH=2以下）,保证显色充分.

4-3大气中二氧化硫的测定

（四氯汞钾溶液—盐酸副玫瑰苯胺吸收分光光度法）

1）原理：

气样中的SO2四氯汞钾吸收，生成稳定的二氯亚硫酸盐络合物，该络合物再与甲醛和副玫瑰苯胺反应，生成紫色的络合物。

其颜色深浅与SO2浓度成正比，用分光光度法测定，反应式如下：

HgCl2+2KCl=K2[Hg（Cl）4]

[HgCl4]2-+SO2+H2O=[HgCl2SO3]2*+2H++2Cl-

[HgCl2SO3]+HCHO+2H=HgCl+HOCH2SO3H（羟基甲基硫酸）

2）标准曲线：

先用亚硫酸钠标准溶液被指标准色列，在最大吸收波长处以蒸馏水为参比测定的吸收光度，用空白试剂修正吸光度含量绘制标准光度，然后用同样的方法测定显色后的样品溶液，经空白液修正后，按下列公式计算样品气中SO2的含量：

C（SO2，mg/m3）=

式中：

A—样品溶液的吸光度

A0---试剂空白溶液的吸光度

--校正因子1/b，10-3mgSO2/（吸光度

12mL）

b---回归方程的斜率;

—样品溶液总体积，mL；

--测定时所取样品体积，mL

--标准情况下的采样体积，L

用甲醛缓冲溶液中吸收—盐酸副玫瑰苯胺分光光度法测定SO2，避免了使用毒性较大的K2[HgCl4]，在灵敏性、准确度等方面均可与本法相媲且样品采集后相当稳定，但操作要求高且严格。

该法最低检出限为0.20g/10ml.

3）仪器：

a、吸收管：

多孔波板吸收管，小型冲击是吸收管或大型气泡吸收管，用于30分钟到一小时采样；125毫升多孔波板吸收瓶或125毫升洗气瓶，用于24小时采样。

b、大气采样：

流量范围0-1升／分。

C、分光光度计

4）试剂：

所用水为除去氧化剂的重蒸馏水。

1．0.04mol/L四氯汞钾吸收液：

称取10.9g氯化汞（HgCl2）、6.0g氯化钾和0.070g乙二胺四乙酸二钠盐（EDTA—Na2）,溶解于水，稀释至1000mL。

此溶液在密闭容器中贮存，可稳定6个月。

如发现有沉淀，不能再用。

2．2.0g/L甲醛溶液：

量取36—38%甲醛溶液1.1mL，用水稀释至200mL，临用现配。

3．6.0g/L氨基磺酸铵溶液：

称取0.60g氨基磺酸铵（H2NSO3NH4），溶解于100mL水中，临用现配。

4．碘贮备液（c1/2I2=0.10mol/L）:

称取12.7g碘于烧杯中，加入40g碘化钾和25ml水，搅拌至全部溶解后，用水稀释至1000mL，贮于棕色试剂瓶中。

5．碘使用液（c1/2I2=0.01mol/L）：

量取50mL碘贮存液，用水稀释至500mL，贮于棕色试剂瓶中。

6．2g/L淀粉指示剂：

称取0.20g可溶性淀粉，用少量水调成糊状，慢慢倒入100mL沸水中，继续煮沸至至溶液澄清，冷却后贮于试剂瓶中。

7．碘酸钾标准溶液（c1/6KIO3=0.1000mol/L）：

称取3.5668g碘酸钾（KIO3，优级纯，110℃烘干2h），溶解于水，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至标线。

8．盐酸溶液（cHCl=1.2mol/L）：

量取100mL浓盐酸，用水稀释至1000mL。

9．硫代硫酸钠贮备液（cNa2S2O3≈0.1mol/L）：

称取25g硫代硫酸钠（Na2S2O3·5H2O）,溶解于1000mL新煮沸并已冷却的水中，加0.2g无水碳酸钠，贮于棕色瓶中，放置一周后标定其浓度。

若溶液呈现混浊时，应该过滤。

标定方法：

吸取碘酸钾标准溶液25.00mL，至于250mL碘量瓶中，加70mL新煮沸并已冷却的水，加1.0g碘化钾，振荡至完全溶解后，再加1.2mol/L盐酸溶液10.0mL.立即盖好瓶塞，混匀。

在暗处放置5min后，用硫代硫酸钠溶液滴定至淡黄色，加淀粉指示剂5mL，继续滴定至蓝色刚好消失。

按下式计算硫代硫酸钠溶液的浓度：

c=25.00*0.1000/V                           

式中：

V——消耗硫代硫酸钠溶液的体积（mL）;

c——硫代硫酸钠溶液浓度（mol/L）。

10．硫代硫酸钠标准溶液：

取50.00mL硫代硫酸钠贮存液于500mL容量瓶中，用新煮沸并已冷却的水稀释至标线，计算其准确浓度。

11．亚硫酸钠标准溶液：

称取0.2g亚硫酸钠（Na2SO3）及0.010g乙二胺四乙酸二钠，将其溶解于200mL新煮沸并已冷却的水中，轻轻摇匀（避免振荡，以防充氧）。

放置2—3h后标定。

此溶液每毫升相当于含320—400μg二氧化硫。

12．0.2%盐酸副玫瑰苯胺（PRA，即对品红）贮备液：

称取0.20g经提纯的盐酸副玫瑰苯胺，溶解于100mL，1mol/L盐酸溶液中。

13．磷酸溶液（cH3PO4=3mol/L）：

量取41mL85%浓磷酸，用水稀释至200mL。

14．0.016%盐酸副玫瑰苯胺使用液：

洗去0.2%盐酸副玫瑰苯胺贮备液20.00mL于250mL容量瓶中，加3mol/L磷酸溶液200mL，用水稀释至标线。

至少放置24h方可使用。

存放暗处，可稳定9个月。

5）样品测定：

将吸收液移入25毫升容量瓶中，用约5毫升水冲洗吸收管。

测定24小时平均浓度时，用吸收液将样品体积调整至75或100毫升标线，吸收10.00毫升样品溶液于25毫升容量瓶。

样品放置20分钟，以便臭氧分解。

随每一批样品应测定试剂空白液和控制样品，以检测试剂的可靠性和操作的准确性。

配置方法：

吸收10.00毫升四氯汞钾溶液于25毫升容量瓶，配成试剂空白液；吸收2.00毫升二氯化硫溶液（2.0微克/毫升）于25毫升容量瓶中，加入8.00毫升四氯汞钾溶液，配成控制样品。

在试剂空白液、控制样品及全部样品中，分别加入1.00毫升0.6%氨基磺酸铵溶液，摇匀，放置十分钟以去除氮氧化物的干扰，以下步骤同标准曲线的绘制。

如果测定样品时的温度和绘制标准曲线时的温度相差不超过2℃，则二者的试剂空白吸光度相差不应超过0.03。

如超过此值，应重新绘制标准曲线。

如样品的吸光度在1.0～2.0之间，可用试剂空白液稀释，在数分钟内再测定吸光度，使测得的吸光度值在0.03～1.0之间，氮稀释倍数不要大于6倍

注意事项

1．温度对显色影响较大，温度愈高，空白值愈大。

温度高时显色快，褪色也快，最好用恒温水浴控制显色温度。

2．对品红试剂必须提纯后方可使用，否则，其中所含杂质会引起试剂空白值增高，使方法灵敏度降低。

已有经提纯合格的0.2%对品红溶液出售。

3．六价铬能使紫红色络合物褪色，产生负干扰，故应避免用硫酸-铬酸洗液洗涤所用玻璃器皿，若已用此洗液洗过，则需用（1+1）盐酸溶液浸洗，再用水充分洗涤。

4．用过的具塞比色管及比色皿应及时用酸洗涤，否则红色难于洗净。

具塞比色管用（1+4）盐酸溶液洗涤，比色皿用（1+4）盐酸加1/3体积乙酸混合液洗涤。

5．四氯汞钾溶液为剧毒试剂，使用时应小心，如溅到皮肤上，立即用水冲洗。

时用过的废液要集中回收处理，以免污染环境。

4-4各项监测数据统计

附表一各项监测数据统计表

表1PM10监测数据统计表（mg/m3）

采样点

时间

西门驾校

静园食堂

体育馆

6月2日8时

1.2774

0.4448

1.0258

6月2日12时

0.1389

0.4134

0.0752

6月2日16时

0.3478

0.2983

0.4827

6月3日8时

1.1199

0.3698

1.6105

6月3日12时

0.5257

0.4856

0.2606

6月3日16时

1.1703

0.4473

1.0107

6月4日8时

0.1507

0.1501

0.2638

6月4日12时

0.3416

0.0376

0.6901

6月4日16时

0.4646

0.3131

0.3419

表2二氧化硫（SO2）监测数据统计表（mg/m3）

采样点

时间

西门驾校

静