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洁净的大气对生命来说是至关重要：一个成年人每天呼吸大约两万次，吸入的空气量大约为10-15m3,约为每天吃人食物重量的10倍。生命的新陈代谢一时一刻也离不开空气，人5周不吃饭,5天不饮水，尚能生存，而5分钟不呼吸就会死亡。第四章大气监测第一节大气污染第二节大气污染监测方案的制订第三节大气污染物的测定第四节大气污染源监测第五节室内空气监测第六节酸雨监测第七节大气污染的生物监测第一节大气污染1）了解大气、空气和大气污染的基本概念及大气污染对人和生物的危害。2）掌握大气污染物的存在状态，大气污染物的时空分布特点和对大气监测的意义。3）掌握大气中污染物浓度的表示方法与气体体积换算。大气：包围在地球周围的气体，其厚度达1000-1400km。它包括均质层分为:对流层、平流层和中间层；非均质层中又分:暖层（电离层）和散逸层（外层）。空气：对人类及生物生存起重要作用的是近地面约10km内的气体层（对流层troposphere),占大气总质量的95%左右。一、大气、空气和空气污染一、大气、空气和大气污染对人类有影响的：距地面10km地球半径大气厚度氮78.06%氧20.95%氩0.93%其他气体0.1%有害物质：烟尘、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物等大气组成比例图：洁净大气的组成恒定组分---系指大气中含有的N、O、Ar及微量的Ne、He、Kr、Xe等稀有气体。可变组分---主要是指大气中的CO2和水蒸气等。大气污染大气中有害物质浓度超过环境所能允许的极限并持续一定时间后，会改变大气特别是空气的正常组成，破坏自然的物理、化学和生态平衡体系，从而危害人们的生活、工作和健康，损害自然资源及财产、器物等，这种情况称为大气污染。二、大气污染的危害图片来源：国家地理杂志对人体的危害途径：呼吸道吸入；随食物和饮水摄入；体表接触侵入。1.大气颗粒物4.氮氧化物5.光化学氧化剂3.一氧化碳2.二氧化硫大气污染对人体健康的危害臭氧对鼻子、咽喉、肺等呼吸器官有刺激作用，运动时则吸入更严重。所有大气污染物中散布最广的一种，严重阻碍血液输氧，引起缺氧中毒。NO2对呼吸器官有刺激性，可引起肺水肿、慢性支气管炎等疾病，若与SO2共存，则危害更重。损害肝脏。且由于SO2通常与多种污染物共存，吸入之后产生的复合作用危害更大。颗粒物的大小决定其沉积于呼吸道中的位置；化学组成决定沉积位置上对组织的影响。①急性危害指高浓度污染物短时间内造成的危害，常使作物产量显著降低，甚至枯死。②慢性危害指低浓度污染物长时间内造成的危害，会影响植物的正常发育，有时危害症状明显，有时不明显。③不可见危害只造成植物生理上的障碍，使植物生长在一定程度上受抑制，但从外观上一般看不出症状。左图：正常人的肺右图：肺气肿病人的肺空气污染造成肺气肿：肺气肿的主要由空气污染和吸烟造成。由于遗传因素造成的肺气肿只发病人数的占2%。污染的大气对动植物的生长和生存造成危害，严重时还会造成死亡：在受污染的大气中，常含有CO、SO2、NOx、H2S、NH3、Cl2、HCl和碳氢化合物（如,CH4、C10H16等）、过氧乙酰硝酸脂(PAN)以及多种的无机或有机物气体等。悬浮于大气中的污染物，不仅对太阳-地球间热量收支平衡有影响，造成局部或全球气候和气象的不正常，而且能直接对动植物的生长和生存造成危害，污染严重时还会造成死亡。对动植物的危害：70年代初，美国空气污染造成经济损失250亿美元/年。臭氧使美国每年森林农作物经济损失超过30亿美元。哥伦比亚的炼铜厂SO2污染，使该厂南部52英里内30％的树木，南部33英里内60％的树木死亡或者严重受损。对材料的损坏：SO2、H2O、H2S使PbSO4→PbS白→黑，油画变黄，腐蚀材料，腐蚀建筑材料，使橡胶制品脆裂，损坏艺术品，使有色材料退色。颗粒物沉积在高压浅色绝缘器件上，高湿度时可变为导体造成短路。比如电视机爆炸。对大气的影响（能改变大气的性质和气候的形式）：CO2吸收地面的辐射，颗粒物对阳光的散射作用能改变地面温度，使温度上升或者下降（温室效应）。细的颗粒物可降低能见度，使降水增加，雾增加。改变大气的电学性质。酸雨，已使世界上一些地区生态受到明显的伤害。造成酸雨的原因：SO2、NO2，南方酸雨比较严重。三、大气污染源自然源：火山爆发、森林火灾等人为污染源：生产、生活活动（主要源）大气污染源自然源人为源（一）工业企业排放的废气工业企业排放量最大的是以煤和石油为燃料，在燃烧过程中排放的粉尘、SO2、NOX、CO、CO2等，其次是生产过程中排放的多种有机和无机污染物。（二）交通运输工具排放的废气汽车数量大，排放的污染多，集中在大城市。美国大气污染80%来自汽车的尾气。造成光化学烟雾污染等。（三）室内空气污染源1、室内空气污染的分类①化学性污染：甲醛、O3、CO2、SO2、NH3、总挥发性有机物、重金属等。使白血病、肺结核、鼻咽喉的发病率升高。②物理性污染：电磁辐射、PM10等。③生物性污染：霉菌、病毒等。④放射性污染：氡气等。三致：致癌、致畸、致突变。《民用建筑工程室内环境污染控制规范》（GB50325-2001）《室内空气质量标准》（GB/T18883-2002）2、室内空气的质量表征①有毒、有害污染因子指标：在标准中规定了最高允许量。②舒适性指标：包括室内温度、湿度、大气压、新风量等，属于主观性指标，与季节（夏季和冬季室内温度控制不一样）、人群生活习惯等有关。按形成过程分类按存在状态分类四、空气中的污染物及其存在形态已发现有危害而被人注意的就有一百多种，其中大部分是有机物。（一）分类：粒子状态污染物分子状态污染物二次污染物一次污染物1、一次污染物直接从各种污染源排放到大气中的有害物质，常见的有：SO2，CO，NOX(NO,NO2)，C-H，铅(Pb)及其他重金属，颗粒物（其中包括毒重金属，3,4-苯并芘(BaP)－强致癌物，无机和有机化合物）等。2、二次污染物如：美国洛杉矶的光化学烟雾事件：一次污染物为：臭氧、醛类（乙醛，丙烯醛等）二次污染物为：反应中产生的过氧乙酰硝酸酯一次污染物在大气中相互作用与大气中正常组分反应太阳辐射，光化学反应产生的新物质污染物一次污染物二次污染物1、含硫化合物SO2,H2SSO3,H2SO4,MSO42、含氮化合物NO,NH3NO2,HNO3,MNO33、卤素化合物HF,HCl无4、碳的化合物CO,CO2无5、碳氢化合物(HC)C1-C5化合物醛，酮，酸6、光化学氧化剂O3,PAN,H2O27、微粒物质多环芳烃，重金属毒物H2SO4,MSO4，MNO38、放射性物质3、分子状污染物沸点低，气体分子形式存在，并以分子状态进入大气，或者常温下液体，但挥发性强，受热时易以蒸汽进入大气中。如：SO2,CO,NOx,HCN,苯,苯酚，汞,NH3,H2S,Pb,Cd,氟化物等。特点：扩散与其比重有关，并受气象条件影响。4、粒子状污染物是分散在大气中的液体和固体颗粒。粒径大小在0.01-100µm之间，复杂的非均匀体系。直径10µm为降尘，直径10µm为飘尘或可吸入颗粒，又名气溶胶(雾，烟，尘)。空气污染常规测定项目—总悬浮颗粒物（TSP）是直径小于100µm颗粒物的总称。空气动力学当量直径（da）：是在空气中与颗粒的尘降速度相等的单位密度(ρp=1g/cm3＝1000kg/m3)的圆球的直径。五、空气中污染物的时空分布特点随时间、空间变化大。与污染物排放源的分布、排放量及地形、地貌、气象等条件密切相关。一次污染物，清晨和黄昏浓度较高，中午较低；（因受逆温层及气温、气压等限制）二次污染物中午浓度较高，清晨和夜晚浓度低。（如光化学烟雾，在阳光照射下才能形成）六、空气中污染物浓度表示方法（一）污染物浓度表示方法1、单位体积质量浓度：定义：单位体积空气中所含污染物的质量数。单位：mg/m3、μg/m3适用：对任何状态的污染物都适用。2、体积比浓度：定义：100万体积空气中含污染气体或蒸气的体积数。单位：mL/m3(ppm)、L/m3、μL/m3(ppb)V0—标准状况下的采样体积，L或立方米；Vt—现场状况下的采样体积，L或立方米；t—采样时的温度，℃；P—采样时的大气压，KPa。325.1012732730PtVVt（二）气体体积换算把现场状态下的体积换算成标准状态下的体积:mVcMc4.22两种单位换算关系：七、大气环境标准环境空气质量标准大气污染物综合排放标准室内空气质量标准居民区大气中有害物质最高允许浓度车间空气中有害物质最高允许浓度饮食业油烟排放标准锅炉大气污染物排放标准工业炉窑大气污染物排放标准等等第二节大气污染监测方案的制订本节内容：（1）大气污染监测的目的、有关资料的收集方法和范围、具体监测项目的确定原则和项目内容（2）监测网点的优化布点原则、要求和方法要点、采样时间和频率的确定原则与要求。（3）掌握大气样品的采集方法和采样仪器（重点和难点）。（4）了解采样的效率和采样记录。制定大气污染监测方案的程序：建立质量保证程序和措施，提出监测结果报告要求及进度计划等。监测目的调查研究收集资料综合分析确定监测项目设计布点网络选定采样频率采样方法监测技术一、监测目的判断空气质量是否符合《环境空气质量标准》或环境规划目标要求，为空气质量评价提供依据。为研究空气质量的变化规律和发展趋势、开展空气污染的预测预报以及研究污染物迁移转化情况提供基础资料。为政府环保部门执行环保法规、开展空气质量管理及修订空气质量标准提供依据和基础资料。二、调研及资料收集1、污染源分布及排放情况2、气象资料3、地形资料4、土地利用和功能分区情况5、人口分布及人群健康情况按地方情况增加的必测项目三、监测项目类别必测项目选测项目空气污染物检测TSP、SO2、NO2(或NOx)、硫酸盐化速率、灰尘自然沉降量CO、总氧化剂、总烃、PM10、F2、HF、B(α)P、Pb、H2S、光氧化剂CS2、Cl2、氯化氢、硫酸雾、HCN、NH3、Hg、Be、铬酸雾、非甲烷烃、芳香烃、苯乙烯、酚、甲醛、甲基对硫磷、异氰酸甲酯等空气降水监测pH值、电导率K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH+、SO42-、NO3-、Cl-大气环境自动监测SO2、NO2、CO、TSP或IP臭氧、总碳氢化合物四、监测站(点)的布设（一）布设采样站(点)的原则和要求1、覆盖全部监测区：高、中、低三种不同污染物浓度的地方。2、在污染源比较集中，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；上风向布设少量点作为对照。3、工业集中地区多取点，农村可少些；人口密度大的地区多取点，少的地区可少些。四、监测站(点)的布设（一）布设采样站(点)的原则和要求4、采样的周围应开阔，无局地污染源。采样口水平线与周围建筑物高度的夹角不应大于30度；交通密集区的采样点应设在距人行道边沿至少1.5m处。5、超标地区多取点，未超标地区少些。6、采样点的设置条件要尽可能一致或者标准化，使监测数据具有可比性。7、采样高度根据监测目的而定。污染物浓度污染源工业分布人口密度超标情况监测类型优化布点基本原则四、监测站(点)的布设（一）布设采样站(点)的原则和要求（二）采样站(点)数目的确定应根据监测范围大小、污染物的空间分布特征、人口分布及密度、气象、地形及经济条件等因素综合考虑。我国空气环境污染例行监测采样点设置数目市区人口/万人灰尘自然沉降量硫酸盐化速率503≥3≥650～10044～86～12100～20058～1112～18200～400612～2018～30400720～3030～40SO2、NOx、TSPWHO推荐的城市空气自动监测站(点)数目市区人口/万人可吸入颗粒物SO2NOx氧化剂CO风向、风速≤100221111100～400552222400～80088434280010105453（二）采样站(点)数目的确定（三）采样站(点)布设方法1、功能区布点法2、网格布