自动监测

第九章自动监测与简易监测技术第一节空气污染连续自动监测系统第二节水污染连续自动监测系统第三节工厂企业环境自动监测系统第四节遥感监测技术第五节简易监测方法第六节突发性环境污染事故的应急监测第一节空气污染连续自动监测系统一、系统的组成及功能空气质量监测仪污染源监测仪气象监测仪环境微机电台磁带机打印机电台磁带读出机打印机绘图机计算机子站中心站图9.1系统组成方框图二、子站布设及监测项目(一)子站数目和站位选址(二)监测项目表9.1Ⅰ类点测定项目必测项目选测项目二氧化硫臭氧氮氧化物总碳氢化合物可吸入颗粒物或总悬浮颗粒物一氧化碳三、子站内的仪器装备电台环境微机磁带机打印机气象仪TSP监测仪CO监测仪NOx监测仪SO2监测仪控制器动态校准仪大气采样系统图9.2子站仪器装备方框图四、空气污染自动监测仪器（一）仪器选型表9.2美、日、中空气自动监测仪器比较国别项目测定方法自动监测仪器美国SO2CONOxO3总烃可吸入颗粒物脉冲紫外荧光法非色散相关红外吸收法化学发光法紫外光度法气相色谱法(FID)β射线吸收法脉冲紫外荧光SO2监测仪相关红外CO监测仪化学发光NOx监测仪紫外光度O3监测仪气相色谱仪β射线可吸入颗粒物监测仪日本SO2CONOxO3总烃可吸入颗粒物紫外荧光法非色散红外吸收法化学发光法紫外光度法气相色谱法(FID)β射线吸收法紫外荧光SO2监测仪非色散红外CO监测仪化学发光NOx监测仪紫外光度O3监测仪气相色谱仪β射线可吸入颗粒物监测仪中国SO2CONOxO3总烃可吸入颗粒物紫外荧光法非色散红外吸收法化学发光法紫外光度法气相色谱法(FID)β射线吸收法紫外荧光SO2监测仪非色散红外CO监测仪化学发光NOx监测仪紫外光度O3监测仪气相色谱仪β射线可吸入颗粒物监测仪（二）SO2监测仪器1.紫外脉冲荧光SO2监测仪图9.3SO2监测仪荧光计工作原理示意图图9.4紫外荧光SO2监测仪气路系统示意图2.电导式SO2自动监测仪图9.5电导式SO2自动监测仪工作原理示意图为了减小电极极化现象，除了应用较高频率的交流电压外，还可以采用下图所示的四电极法测量电路：图9.6四电极法测量电路示意图（三）氮氧化物监测仪器化学发光法NOx监测仪：图9.7化学发光NOx监测仪工作原理示意图（四）臭氧监测仪器1.紫外光度法臭氧监测仪单光路型仪器图9.8紫外吸收式O3分析仪工作原理示意图图9.9双光路紫外光度法O3监测仪工作原理示意图双光路型仪器2.化学发光法臭氧监测仪器图9.10乙烯法O3监测仪工作原理示意图（五）一氧化碳监测仪器1.非色散红外吸收法CO监测仪图9.11非色散红外吸收法CO监测仪原理示意图2.相关红外吸收法CO监测仪图9.12相关红外吸收法CO监测仪工作原理示意图（六）总烃监测仪图9.13总烃自动测定仪工作原理示意图（七）可吸入颗粒物（PM10、飘尘）监测仪图9.14β射线可吸入颗粒物测定仪工作原理示意图五、气象观测仪器六、空气污染监测车第二节水污染连续自动监测系统一、水污染连续自动监测系统的组成采水设备、水质污染监测仪器及附属设备二、子站布设及监测项目图9.15连续自动监测水质一般指标系统示意图表9.3水污染可自动监测的项目及方法项目监测方法一般指标水温pH电导率浊度溶解氧铂电阻法或热敏电阻法电位法(pH玻璃电极法)电导电极法光散射法隔膜电极法(极谱或原电池型)综合指标化学需氧量(COD)高锰酸盐指数总需氧量(TOD)总有机碳(TOC)生化需氧量(BOD)库仑滴定法或比色法电位滴定法高温氧化-氧化锆氧量仪法燃烧氧化-非色散红外吸收法或紫外催化氧化-非色散红外吸收法微生物膜电极法单项污染指标总氮总磷氟离子氯离子氰离子氨氮六价铬苯酚密封燃烧氧化-化学发光法比色法离子选择电极法离子选择电极法离子选择电极法离子选择电极法或膜浓缩-电导率法比色法比色法或紫外吸收法三、水污染连续自动监测仪器（一）水温监测仪器图9.16水温自动测量原理示意图（二）电导率监测仪器图9.17电流法电导率仪工作原理示意图（三）pH监测仪图9.18pH连续自动测定原理示意图（四）溶解氧监测仪图9.19溶解氧连续自动测定原理示意图（五）浊度监测仪图9.20表面散射式浊度自动监测仪工作原理示意图（六）高锰酸盐指数监测仪图9.21电位滴定式高锰酸盐指数自动监测仪工作原理示意图（七）COD监测仪图9.22COD自动监测仪测定流程示意图（八）微生物传感器BOD监测仪图9.23微生物传感器BOD自动监测仪示意图（九）TOC监测仪图9.24单通道TOC自动监测仪工作原理示意图（十）UV（紫外）吸收监测仪图9.25UV吸收自动监测仪工作原理示意图（十一）其他污染物监测仪器测定水中污染物的自动监测仪器还有总氮、总磷、氨氮、氟化物、氰化物、六价铬、总需氧量（TOD）等的监测仪。四、水质污染监测船水质污染监测船是一种水上流动的水质分析实验室。一般装备有水体、底质、浮游生物等采样系统或工具。点击此处观看“自动监测站简介”第三节工厂企业环境自动监测系统一、自动监测系统简介工厂环境自动监测系统的主要任务是连续或间歇地监测固定污染源向环境排放的污染物浓度及总量，达到从源头控制污染的目的，这是改善和提高环境质量最有效的手段。二、钢铁企业环境自动监测系统(一)厂内监测1.烟气监测2.排水监测3.环境噪声监测4.气象观测(二)厂外监测(三)监测管理中心图9.26某钢厂环境自动监测系统示意图三、烟气排放连续自动监测系统（CEMS）图9.27烟气排放连续监测系统示意图第四节遥感监测技术一、摄影遥感技术图9.28土壤、植物和水体对电磁波的反射能力示意图二、红外扫描遥测技术图9.29热红外扫描系统工作过程示意图三、相关光谱遥测技术图9.30相关光谱法原理示意图图9.31相关光谱遥测仪组件示意图四、激光雷达遥测技术图9.32拉曼激光雷达系统示意图五、用3S技术研究全球环境问题3S技术：遥感（RS）全球定位系统（GPS）全球信息系统（GIS）第五节简易监测方法一、简易比色法(一)溶液比色法表9.4溶液比色法测定空气污染物所用试剂及颜色变化被测物质所用主要试剂颜色变化氮氧化物对氨基苯磺酸、盐酸萘乙二胺无色→玫瑰红色二氧化硫品红、甲醛、硫酸无色→紫色硫化氢硝酸银、淀粉、硫酸无色→黄褐色氟化氢硝酸锆、茜素磺酸钠紫色→黄色氨氯化汞、碘化钾、氢氧化钠红色→棕色苯甲醛、硫酸无色→橙色(二)试纸比色法表9.5几种污染物质的比色试纸被测物质试纸比色试剂颜色变化一氧化碳氯化钯白色→黑色二氧化硫亚硝基五氰络铁酸钠+硫酸锌浅玫瑰色→砖红色二氧化氮邻甲联苯胺(或联苯胺)白色→黄色光气(1)二甲基苯胺+对二甲氨基苯甲醛+邻苯二甲酸二乙酯(2)硝基苯甲基吡啶+苯胺白色→蓝色白色→砖红色硫化氢醋酸铅白色→褐色氟化氢对二甲氨基偶氮苯胂酸棕色→红色氯化氢甲基橙黄色→红色臭氧邻甲联苯胺白色→蓝色汞碘化亚铜奶黄色→玫瑰红色铅玫瑰红酸钠白色→红色二氧化锰p,p´-四甲基二胺基二苯甲烷+过碘酸钾紫色→蓝色(三)植物酯酶片法测定蔬菜、水果上的有机磷农药(四)人工标准色列图9.33人工标准色列二、检气管法(一)载体的选择与处理1.硅胶2．素陶瓷(二)检气管的制备1.试剂和载体粒度的选择2.填充载体的制备3.检气管的玻璃管及封装(三)检气管的标定1.浓度标尺法以浓度对变色柱长度绘制标准曲线。图9.34标准曲线根据标准曲线，取整数浓度的变色柱长度制成浓度标尺，供现场使用。图9.35浓度标尺示意图用标准浓度表法标定的步骤是：首先从同批检气管中抽取粗、中、细管径的检气管各10支，根据其中指示剂填充物最长（OL）和最短（O’L´）的管画出如右图所示的四边形框。2.标准浓度表法图9.36不同管径检气管变色柱校正表按浓度与变色柱长度的关系，取左右两侧（OL和O’L´）上的交点，画出两条标准曲线，如下图所示：图9.37不同管径检气管的标准曲线根据标准曲线，取整数浓度的变色柱长度画成标准浓度表，如下图所示：图9.38标准浓度表图9.39商品检测管(四)检气管的抽气装置表9.6常用检气管检气管灵敏度/(mg·m-3)抽气量/mL抽气速度/(mL·s-1)颜色变化试剂测定方法一氧化碳20450～5001.5～1.7黄→绿→蓝硫酸钯、钼酸铵、硫酸、硅胶比色一氧化碳251001.5白→绿发烟硫酸、五氧化二碘、硅胶比长度二氧化碳4001000.5蓝→白百里酚酞、氢氧化钠、氧化铝比长度二氧化硫104001棕黄→红亚硝基铁氰化钠、氯化锌、六亚甲基四胺、陶瓷比长度硫化氢102002白→褐乙酸铅、氯化钡、陶瓷比长度氯21002黄→红荧光素、溴化钾、碳酸钾、氢氧化钾、硅胶比长度氨101000.8红→黄百里酚蓝、乙醇、硫酸、硅胶比长度氧化氮101001白→绿联邻甲苯胺、硅胶比长度汞0.15001.7灰黄→淡橙碘化亚铜、硅胶比长度苯101001白→紫褐发烟硫酸、多聚甲醛、硅胶比长度三、环炉检测技术(一)基本原理图9.40Cu2+、Fe3+分离示意图环炉法使用的主要仪器——环炉(二)在环境监测中的应用图9.41金属质环炉示意图图9.42玻璃环炉示意图第六节突发性环境污染事故的应急监测一、突发性环境污染事故的定义及产生原因（一）突发性环境污染事故的定义非正常的，不可抗拒的，在时间、地点、场合、排污方式、排污途径、排污种类、数量、浓度等方面均难以预料的环境污染事故。表9.7世界上95个国家化学事故资料统计（二）突发性环境污染事故产生的原因1.生产事故2.贮运事故3.自然灾害4.人类战争二、突发性环境污染事故的分类和特征1.分类（1）有毒有害物质污染事故；（2）毒气污染事故；（3）爆炸事故；（4）农药污染事故；（5）放射性污染事故；（6）油污染事故；（7）废水非正常排放污染事故。2.特征（1）形式多样性；（2）发生的突然性；（3）危害的严重性；（4）处理处置的艰巨性；（5）突发性环境污染事故的规律性。三、突发性环境污染事故的应急监测1.应急监测的任务和内容2.应急监测的原则四、突发性事故的应急组织和网络(一)应急响应系统应急响应程序应急组织系统应急通讯系统应急防护和救援应急预案应急状态终止（二）应急监测系统1.应急监测质量管理2.应急监测组织保障3.应急监测技术支持五、化学毒品污染事故的应急监测和处置方法应急监测需要监测人员的经验、简易监测技术和实验室监测技术的有机配合，尤其是简易监测技术和经验往往在事故现场的最初阶段，对事故的处置和减少损失起着十分重要的作用。部分化学毒品的应急监测和处置方法见教材中的表10－9。六、有毒气体污染事故的应急监测和处置方法有毒气体污染事故的应急监测和处置方法见教材表10-10。七、爆炸性环境污染事故的应急监测和处置方法爆炸的危害爆炸引起直接破坏爆炸引起火灾如果爆炸中产生有毒有害物，或爆炸是由有毒有害物泄漏、燃烧所引起，则将造成严重的环境污染常见有毒气体爆炸的污染物及应急监测和处置方法见教材中的表10－11。发生农药污染事故(包括农作物、大气、水质、土壤受到污染)，首先应摸清情况，撤离人员，现场处置人员应配戴防毒面具、穿着防护服，采取措施防止污染扩散，集中收集污染物，对中毒人员应在采取必要措施后，送医院治疗。常见农药急性中毒的急救方法见教材中的表10－13。八、农药污染事故的应急监测和处置方法九、腐蚀性污染物质污染事故的应急监测及处置方法第一类：一级无机酸性腐蚀物品第二类：一级有机酸性腐蚀物品第三类：二级无机酸性腐蚀物品第四类：二级有机酸性腐蚀物品第五类：一级无机碱性腐蚀物品第六类：一级有机碱性腐蚀物品第七类：二级碱性腐蚀物品第八类：一级其他腐蚀物品第九类：二级其他腐蚀物品酸、碱污染事故的应急监测和处置方法见教材中的表10－14。十、溢油污染事故的应急监测和处置方法溢油应急监测和处置方法见教材中的表10－16。图9.472003年发生在中国海域的海上溢油事故本章结束谢谢！