广州大学空气质量监测方案教程文件.docx
《广州大学空气质量监测方案教程文件.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《广州大学空气质量监测方案教程文件.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
广州大学空气质量监测方案教程文件
校园空气质量监测
综合实验
课程名称：
环境监测实验A2
学校：
广州大学
学院：
环境科学与工程学院
班级：
11环科1班
小组成员：
李文浩、张宏伟、邵嘉慧、程媛
指导教师：
宋刚、孙慧
2014年4月24日
校园环境空气质量监测方案
一、监测目的
1、了解区域环境空气质量监测的全过程，包括现场调查，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。
2、熟练大气监测中的各项实验操作技术，掌握环境空气中各种指标与污染物的测定方法；
3、通过校园环境空气质量监测方案，学会分析监测数据。
4、通过对广州大学校园环境空气质量进行监测，学会应用环境质量标准评价校园环境质量。
二、基础资料的收集
1.监测区域污染源分布及排放情况
（1）固定污染源：
商业中心的饭店、大排档排放的油烟；学生食堂排放的油烟；实验区中化学实验室通风系统向外排放的有毒有害气体；体育场的扬尘；教学区空调排放的废气。
排放情况：
排放时间一般是在中午吃饭前后。
教学区的空调排放的废气主要在学生上课时段。
实验室通风系统向外排放的有毒有害气体，排放时间一般在学生上实验课时段。
（2）流动污染源：
紧靠商业区周边道路上的汽车尾气排放碳、氮、硫的氧化物，碳氢化合物、铅化物、黑烟和汽车经过道路时扬起的尘粒。
排放情况：
一般在上午8：
00-9：
00，中午11：
30-13：
30，下午16：
30-17：
30时段车流量较大，其余时间相对较少。
2.监测区域地形资料
广州大学所处位置地势低平，位于大学城中环路旁，在高速路口与大学城各道路的交叉路口旁，并且靠近大学城中部枢纽交通点。
因此此处交通繁忙，人群密集。
3.监测区域气象资料
广州大学校园所处区域属南亚热带、亚热带季风气候。
由于背靠大海，海洋性季风气候特别显著，气候温和，雨量充分，光热充足，温差较小，年平均气温为21.8℃；雨量充沛，年平均降雨量为1699.8mm，日最大降雨量为284.9mm，集中在梅雨季节（4-6月）和台风季节（7-9月），最长连续降水日数为33天，最长连续无雨天数为69天。
三、监测区域采样点的布设
（一）监测断面设置原则
（1）监测点周围50m范围内不应有污染源。
（2）点式监测仪器采样口周围、监测光束附近，或开放光程监测仪器发射光源到监测光束接收端之间不能有阻碍环境空气流通的高大建筑物﹑树木或其他障碍物。
从采样口或监测光束到附近最高障碍物之间的水平距离，应为该障碍物与采样口或监测光束高度差的两倍以上。
（3）采样口周围水平面应保证270°以上的捕集空间，如果采样口一边靠近建筑物，采样口周围水平面之间应有180°以上的自由空间。
（4）监测点周围环境状况相对稳定，安全和防火措施有保障。
（5）监测点附近无强大电磁干扰，周围有稳定可靠的电力供应，通信线路容易安装和检修。
（6）监测点周围应有合适的车辆通道。
（7）对于手工间歇采样，其采样口离地面的高度应为1.5-15m；对于自动监测采样，其采样口或监测光束距离地面的高度应为3-15m；对于道路交通的污染监测点，其采样口距离地面的高度应为2-5m。
（8）在保证监测点具有空间代表性的前提下，若所选点位周围半径300-500m内建筑物平均高度在20m以上，无法按满足手工间歇采样和自动监测采样的高度要求设置时，其采样口高度可以在15-25m内选取。
（9）在建筑物上安装监测仪器时，监测仪器的采样口离建筑物墙壁、屋顶等支撑物表面的距离应大于1m。
（10）当某监测点需设置多个采样口时，为防止其他采样口干扰颗粒物样品的采集，颗粒物采样口与其他采样口之间的直线距离应大于1m。
若使用大流量总悬浮颗粒物采集装置进行并行监测，其他采样口与颗粒物采样口的直线距离应大于2m。
（11）对于空气质量监测点，应避免车辆尾气或其他污染源直接对监测结果产生干扰，点式监测仪器采样口与道路边缘之间最小间隔距离应按下表要求确定。
点式监测仪器采样口与道路边缘之间最小间隔距离
道路日平均机动车流量
（日平均车辆数）
采样口与道路边缘之间最小间隔距离/m
PM10
SO2,NO2,TSP
≤3000
25
10
3000-6000
30
20
6000-15000
45
30
15000-40000
80
60
>40000
150
100
（12）污染监测点的具体设置原则根据监测目的有地方环境保护主管部门确定。
针对道路交通的污染监测点，采样口距到路边缘的距离不得超过20m。
WHO建议的城市地区空气污染趋势监测站（点）数目
城市人口数量/万人
可吸入颗粒物
SO2
NOx
氧化剂
风向，
风速
≤100
2
2
1
1
1
100-400
5
5
2
2
2
400-800
8
8
4
3
2
>800
10
10
5
4
3
我国空气污染例行监测的采样点设置数目
城市人口数量/万人
SO2，NOx,TSP
自然降尘
≤50
3
≥3
50-100
4
4-8
100-200
5
8-11
200-400
6
12-20
>400
7
20-30
（二）布设监测点和采样点的方法
采用功能区布点发，将校园按功能划分为实验区、教学区、生活商业区，各区设置一个采样点。
校园的采样点平面布设图如下。
四、采样时间和频率及监测项目
1、采样时间和频率
拟定监测时间为2天，采用瞬时采样，一天采样2次，每次1h（TSP需连续采样4h），相隔4h一次。
（1）采样时间：
早上11：
00和下午午15:
30
（2）采样频率：
每个监测点只设置两个时段进行采样监测
（3）采样地点：
生活、商业区；实验区；教学区
2、监测项目和方法
监测项目
采集方法
流量（L/min）
采样时间（h/次）
分析方法
检出下限（mg/m3）
SO2
溶液吸收法
0.4
1
甲醛吸收—盐酸副玫瑰苯胺分光光度法
0.05
NOx
溶液吸收法
0.4
1
盐酸萘乙二胺分光光度法
0.01
TSP
滤膜阻流法
67
4h连续
称量法
甲醛
电化学传感法
便携甲醛仪
五、拟采用的评价标准
校园环境为城市规划中确定的居民区、商业交通居民混合区、文化区。
本监测方案选用环境空气质量标准（GB3095-1996）的Ⅱ级标准限值作为评价标准。
污染物名称
取值时间
浓度限值
浓度单位
一级标准
二级标准
三级标准
二氧化硫
SO2
年平均
日平均
1小时平均
0.02
0.05
0.15
0.06
0.15
0.50
0.10
0.25
0.70
mg/m3
（标准状态
总悬浮颗粒物TSP
年平均
日平均
0.08
0.12
0.20
0.30
0.30
0.50
可吸入颗粒物PM10
年平均
日平均
0.04
0.05
0.10
0.15
0.15
0.25
氮氧化物
NOx
年平均
日平均
1小时平均
0.05
0.10
0.15
0.05
0.10
0.15
0.10
0.15
0.30
六、采样方法和操作步骤
（一）SO2的测定
一、仪器与试剂
1、仪器
（1）大气采样器，流量范围0.1～1L/min；
（2）多孔波板吸收管，10mL采样管；
（3）10mL具塞比色管；
（4）可见分光光度计。
2、试剂
（1）甲醛缓冲吸收贮备液：
量取36%-38%的甲醛溶液5.5mL，0.050mol/L的CDTA-2钠溶液20.0mL，称取2.04g邻苯二甲酸氢钾，溶解于少量水，将三种溶液合并，用水稀释至100mL，贮存于棕色试剂瓶中，在冰箱中保存1年。
（2）甲醛缓冲吸收液：
取2.5m甲醛缓冲吸收贮备液于250mL容量瓶中，稀释至刻度。
此吸收液每毫升含0.2mg甲醛，临用时现配。
（3）1.5mol/L氢氧化钠溶液：
称取60g氢氧化钠溶于水，稀释至1000ml中。
（4）0.60％氨磺酸钠溶液：
称取0.60g氨磺酸铵于烧杯中，加入1.5mol/L氢氧化钠溶液4.0mL，搅拌至完全溶解后，用水稀释至100mL，摇匀。
（5）0.05％（PRA）盐酸副玫瑰苯胺使用液：
吸取0.2%盐酸副玫瑰苯胺贮备液25.0mL于100mL容量瓶中，加入85%磷酸溶液30mL，浓盐酸12mL，用水稀释至标线，摇匀，至少放置24h方可使用。
贮存于棕色瓶中，密封存放暗处。
（6）碘贮备溶液（C=0.05mol/L）：
称取12.7g碘于烧杯中，加入40g碘化钾和25ml水，搅拌至完全溶解，用水稀释至1000mL，贮存于棕色试剂瓶中。
（7）碘使用溶液（C=0.05mol/L）：
量取碘贮备液50mL，用水稀释至100mL，贮存于棕色试剂瓶。
（8）淀粉溶液（0.5%）：
称取0.25g可溶性淀粉，用少量水调成糊状，慢慢倒入50mL沸水中，继续煮沸至溶液澄清，冷却后储于试剂瓶中。
（9）碘酸钾标准溶液（C=0.1000mol/L）
（10）（1+9）盐酸溶液：
5mL盐酸溶于45mL的水，摇匀。
（11）硫代硫酸钠贮备液C（Na2S2O3）=0.10mol/L
（12）硫代硫酸钠标准使用液C（Na2S2O3）=0.05mol/L：
取硫代硫酸钠准备也100.0mL与200mL容量瓶中，用新煮沸并冷却的水稀释至标线，使用前标定其浓度。
标定方法：
吸取2份0.1000mol/L碘酸钾溶液10.00mL，分别置于250mL碘量瓶中，分别加入70mL水和1g碘化钾，摇匀至完全溶解后，加10mL（1+9）盐酸溶液，立刻盖好瓶塞，摇匀，于暗处放置5min，用硫代硫酸钠标准使用液滴定至溶液呈淡黄色，加入0.5%淀粉溶液2mL。
继续滴定至蓝色刚好褪去为止，记录消耗体积（V1），按下式计算浓度：
C（Na2S2O3）=
式中：
C——硫代硫酸钠标准使用液的浓度（mol/L）
V1——滴定所消耗硫代硫酸钠标准使用液的体积（mL）
（13）0.05%乙二胺四乙酸二钠（EDTA-2钠）溶液：
称取0.125gEDTA-2钠溶解于250mL新煮沸并冷却的水中，临用时现配。
（14）二氧化硫标准贮备溶液：
称取0.200g亚硫酸钠（Na2SO3）溶解于200mL0.05%乙二胺四乙酸二钠（EDTA-2钠）溶液中，轻轻摇匀，避免振荡，以防充氧，使其溶解。
放置2h～3h后标定其准确浓度，此溶液每毫升含有相当于320μg～400μg二氧化硫。
标定方法：
吸取2份上述二氧化硫标准贮备液各20.00ml，分别置于250ml碘量瓶中，加入50ml新煮沸并冷却的水，加入20.00ml碘使用溶液（0.05mol/L）和1mL冰乙酸，盖好瓶塞，摇匀。
于暗处放置5min后，用已标定硫代硫酸钠标准使用液滴定至淡黄色后，加入2ml0.5%淀粉溶液，继续滴定至蓝色刚好褪去为终点。
记录消耗的硫代硫酸钠体积（V2）
（15）同时另取两份0.05%乙二胺四乙酸二钠（EDTA-2钠）溶液各20.00mL，用上述方法做空白滴定，记录消耗体积（V0）。
平行滴定所用硫代硫酸钠标准溶液体积之差应不大于0.04mL。
取平均值并计算浓度。
C（以SO2计）=
式中：
C——二氧化硫标准贮备液的浓度，μg/mL；
V0——空白滴定所消耗硫代硫酸钠标准使用液的体积，mL；
V2——二氧化硫标准溶液滴定所消耗硫代硫酸钠标准使用液的体积，mL；
C1——硫代硫酸钠标准使用液的浓度，mol/L；
（16）二氧化硫标准中间液：
在标定出二氧化硫标准溶液准确浓度后，立即用甲醛缓冲吸收液将二氧化硫标准贮备溶液稀释成稀释成每毫升含10.00μg二氧化硫标准中间液，此溶液在冰箱中5℃保存，可稳定6个月。
（17）二氧化硫标准使用液：
临用时用甲醛缓冲吸收液将二氧化硫标准中间液稀释成每毫升含1.00μg二氧化硫标准使用液，此溶液在冰箱中5℃保存，可稳定1个月。
二、实验步骤
1、采样
短时间采样：
用内装10mL甲醛缓冲吸收液的多孔玻璃吸收管以0.5L/min流量进行采气45-60min。
采样完毕，用乳胶管封闭进出口，带回实验室供测定。
采样时吸收液温度应保持在23℃—29℃范围内。
2、标准曲线的绘制
取14支10mL具塞比色管，分A、B两组，7支一组，以A管和B管分别编号，按下表进行配制标准系列。
标准曲线的绘制
加入溶液
系列管编号
（A组管）
0
1
2
3
4
5
6
二氧化硫标准使用液（mL）
0.00
0.50
1.00
2.00
5.00
8.00
10.00
甲醛缓冲吸收液（mL）
10.00
9.50
9.00
8.00
5.00
2.00
0.00
0.6%氨磺酸钠（6.0g/L）（mL）
0.5mL,摇匀
氢氧化钠溶液1.50mol/L（mL）
0.5mL,摇匀
（续上表）
加入溶液
系列管编号
（B组管）
0
1
2
3
4
5
6
0.05％盐酸副玫瑰苯胺使用液（PAR）（mL）
1.0mL
A管→B管
将上述7支已加好溶液的A管，逐管迅速将溶液全部倒入7支对应编号已装有1.0mL（PAR）的B管中，并立即具塞摇匀，放置室温显色。
显色（根据不同环境和季节选择显色时间和显色温度）
当10℃时显色40min，稳定35min，试剂空白A0=0.030
当15℃时显色25min，稳定25min，试剂空白A0=0.035
当20℃时显色20min，稳定20min，试剂空白A0=0.040
当25℃时显色15min，稳定15min，试剂空白A0=0.050
当30℃时显色5min，稳定10min，试剂空白A0=0.060
比色测定
用1cm比色皿，于577nm波长处，以水为参比，测定吸光度。
试剂空白吸光度A0在显色固定条件下波动不超过±15%。
以吸光度（扣除空白值）对二氧化硫含量（μg）绘制标准曲线。
3、样品的测定
样品浑浊是，应离心分离出去，采样后样品放置20min（以使
分解）；将吸收管中的吸收液全部转入10mL具塞比色管内，用少量甲醛缓冲吸收液洗涤吸收管，洗涤液并入具塞比色管中，使总体积为10mL。
加0.6%氨磺酸钠0.5mL，摇匀，放置10min，以除去氮氧化物的干扰，余下步骤同标准曲线的绘制。
三、计算
CSO2（mg/m3）=
式中：
W——测定时所取样品溶液中SO2的含量（μg），由标准曲线查得
Vs——标准状况下（0℃，101。
325kPa）的采样体积（L）
（其中，Vs=[采样流量（L/min）×采样时间（min）×
]
Vt——样品溶液总体积（mL）
Va——测定时所取样品溶液体积（mL）
（二）NOx的测定
一、仪器与试剂
1、仪器
（1）多孔玻璃采样管，10mL；
（2）大气采样器，流量范围0.1～1L/min；采气流量：
（3）10mL具塞比色管；
（4）可见分光光度计。
（5）吸收瓶：
内装10mL、25mL或50mL吸收液的多孔玻璃吸收瓶，液柱不低于80mm。
（6）氧化瓶：
内装5-10mL或50mL酸性高锰酸钾溶液的洗气瓶，液柱不高于80mm。
使用后，用盐酸羟胺溶液浸泡洗涤。
2、试剂
（1）1.00g/L盐酸萘乙二胺储备液：
称取0.25g（N-1-萘基）乙二胺盐酸盐[C10H7NH（CH2）2NH2·2HCl]于250mL容量瓶中，用水稀释至标线。
此溶液贮于密闭棕色瓶中冷藏，可稳定3个月。
（2）显色液：
称取5.0g对氨基苯磺酸（NH2C6H4SO3H）溶解于约200mL热水中，将溶液冷却至室温，全部转入1000mL容量瓶中，加入50.0mL盐酸萘乙二胺储备液和50.0mL冰乙酸，用水稀释至标线。
此溶液贮于密闭棕色瓶中，25℃以下暗处存放可稳定3个月。
若呈现淡红色，应重配。
（3）吸收液：
临用时将显色液和水按体积比4:
1混合而成。
（4）亚硝酸钠标准贮备液：
准确称取0.01500g优级纯亚硝酸钠（NaNO2,预先在干燥器放置24h）溶于水，移入100mL容量瓶中，用水稀释至标线。
此溶液储于密闭的棕色试剂瓶中，在冰箱中冷藏可稳定3个月。
此溶液每毫升含100μg亚硝酸根
（5）亚硝酸钠标准使用液：
吸取亚硝酸钠标准贮备液10.0mL于100mL容量瓶中，用水稀释至标线。
此溶液每毫升含10μg亚硝酸根，在临用前配制。
（6）酸性高锰酸钾溶液：
称取25g高锰酸钾于1000mL烧杯中，加入500mL水，稍微加热使其全部溶解。
然后加入1mol/L硫酸溶液500mL，搅拌均匀，贮存于棕色瓶中。
（7）冰乙酸
二、实验步骤
1、样品采集
取两个内装10.00mL吸收液的多孔玻板吸收瓶和一支内装5-10mL酸性高锰酸钾溶液的氧化管（液柱不低于80mm），用尽可能短的硅橡胶观将氧化瓶串联在两个吸收瓶之间，以0.4L/min流量采气4-24L。
2、标准曲线的绘制
取8支10mL具塞比色管，按下表配制亚硝酸钠标准系列。
标准系列的配制
管号
0
1
2
3
4
5
6
7
NaNO2标准使用液（mL）
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.50
去离子水（mL）
2.00
1.80
1.60
1.40
1.20
1.00
0.80
0.50
显色液（mL）
8.0
亚硝酸根含量
0.00
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
12.00
15.00
各管混匀，于暗处放置15min，用10mm比色皿，在波长540nm处，以水为参比测定吸光度。
扣除空白样品的吸光度以后，对应亚硝酸根的质量浓度（μg/mL），用最小二乘法计算标准曲线的回归方程。
3、样品的测定
采样后放置20min（室温低于20℃时，显示40min以上），用水将采样瓶中吸收液的体积补至标线，混匀，按标准曲线的绘制步骤测定样品的吸光度。
4、空白试样的测定
空白样品盒标准曲线使用同一吸收液，测定操作与标准曲线相同。
三、计算
CNO2（以NO2计，mg/m3）=
CNO（以NO2计，mg/m3）=
氮氧化物C（以NO2计，mg/m3）=CNO2+CNO
式中，CNO2——大气中二氧化氮的质量浓度，mg/m³；
CNO——大气中一氧化氮的质量浓度，mg/m³；
A1、A2——串联后的第一个和第二个吸收瓶中样品溶液的吸光度；
A0——空白样品溶液的吸光度；
b、a——标准曲线的斜率（吸光度·mL/μg）和截距；
V、V0——采样用吸收液体积（mL）和换算为标准状况下的采样体积（L）；
K——NO氧化为NO2的氧化系数，0.68；
D——样品的吸收液稀释倍数；
f——Saltzman实验系数（0.88），当大气中NO2质量浓度高于0.72mg/m³时为0.77）。
（三）TSP的测定
一、仪器和试剂
（1）中流量采样器
（2）滤膜储存袋或盒：
用于存放采样和对折的采尘滤膜，要有编号、采样日期、采样地点、采样人姓名。
（3）电子分析天平
（4）镊子：
用于夹取滤膜
（5）滤膜：
超细玻璃纤维滤膜
（6）恒温恒湿箱
二、实验步骤
1、滤膜准备
检查滤膜是否有穿孔或其他缺损、折痕，然后放置在恒温恒湿箱中于15℃—30℃任一点平衡24h，并在此平衡条件下称重（精确到0.1mg），记下平衡温度和滤膜重量W0，将其平放在已编号的滤膜袋或滤膜盒中。
2、采样
打开采样器采样头的顶盖，取出滤膜夹，用清洁干布擦去采样头内和滤膜夹上的灰尘。
用镊子将已称重过得滤膜平放在采样器采样头内的滤膜支持网上（绒面向上），用滤膜夹夹紧（对正、拧紧），使不漏气。
安放好采样头顶盖。
按照采样器使用说明书，启动采样器。
以100L/min流量采样24h，记录采样流量和现场的大气压和温度。
3、采样结束
用镊子轻轻取出滤膜，绒面向里对折，放到对应编号的滤膜袋内密封，按滤膜准备的平衡条件24h，称重。
三、计算
（1）尘膜的称量：
在恒温恒湿箱中，与干净滤膜平衡条件相同的温度、湿度下平衡24h
（2）在上述平衡条件下称量滤膜，滤膜称量精确到0.1mg。
记录重量W1，增量不应少于10mg。
（3）计算TSP
总悬浮颗粒物含量（mg/m3）=
式中，W1——采样后的滤膜重量（g）
W2——采样后的滤膜重量（g）
Vn——标准状态下的累积采样体积（m3）
Vn=
式中，Q——采样器采气流量（m3/min）；
P2——采样期间测试现场平均大气压力（kPa）；
Pn——标准状态下的大气压力，101.325kPa；
T2——采样期间测试现场平均温度（K）；
Tn——标准状态下的绝对温度，273K；
t——累积采样时间（min）
（四）甲醛的测定
一、仪器与试剂
HE-102甲醛检测仪
二、实验步骤
1、电池电压检查
插上电源，按下power键开机，等候片刻待仪器示值稳定，按下battery键检查电池状态，如果数字显示1.00以上，就不用充电或用外接电源。
检查完毕再按battery键，复位，一起进入测量状态。
2、仪器调零
将ZERO过滤器两边的黑色塞子取下，直接插在采样手柄前端，寻找ZERO调零旋钮，使仪器显示0.00，调零完成。
3、测量甲醛浓度
调零后，拔下ZERO过滤器，将探头放到需测的位置开始测量，当仪器显示值趋于稳定后，读取此时数值即为所测量的空气甲醛浓度
三、数据处理
单位：
ppm
mg/m3和ppm换算关系：
mg/m3=（M/22.4）*ppm*[273/（273+T）]*（Ba/101325）
式中，M——气体分子量；
ppm——测定的体积浓度值；
T——温度
Ba——压力。
七、质量保证
（1）质量保证和质量控制的目标通常确定为：
精密度、准确度、代表性、可比性 和完整性。
准确性表示测量值与实际值的一致程度；精密性表示多次重复测定同一样品的分散程度；代表性表示在空间和时间分布上，所采样品反映总体真实状况的程度。
不仅要求各实验室之间对同一样品的监测结果相互可比，也要求同一实验室分析相同样品的监测结果可比，实现时间、空间上的可比性，并实现国际间、行业间数据的一致性；完整性表示取得有效监测资料的总量满足预期要求的 程度或表示相关资料收集的完整性。
监测环节
主要控制因素
主要影响的目标
布点系统
1.监测目标
2.监测点位、点数
代表性、可比性、完整性
采样系统
1.采样次数或采样频率
2.采样仪器技术、方法
准确度、代表性、可比性、 完整性
运贮系统
1.样品的运输
2.样品保存
准确度
分析测试系统
1.样品的预处理
2.分析方法准确度、精密度、检测范围控制
3.分析人员素质及实验室的质量控制
精密度、准确度、可比性、 完整性
数据处理系统
1.资料整理、处理及精度检验
2.资料分布、分类管理制度的控制
准确度、可比性、完整性
综合评价系统
1.信息量的控制
2.结果的表述及原因分析、对策
准确度、代表性、可比性、 完整性
（2）校准曲线是表述待测物质浓度与所测量仪器响应值的函数关系，制好校准曲线是取得准确测定结果的基
升级会员 