第五空气环境监-第五空气环境监测

RadioationEnvironmentalMonitoring课程提纲第四章空气污染与辐射监测第一节空气及空气污染的基本知识第二节空气放射性污染监测方案的制订第三节空气样品的采集与处理第四节大气中氡及其子体的测量RadioationEnvironmentalMonitoring第一节空气及空气污染的基本知识大气：包围在地球周围的气体，其厚度达1000-1400km。大气组成：干洁空气：大气中除去水汽和杂质的空气称为干洁空气，氮、氧、氩占大气总体积的99％。水汽：主要来自海洋、江河、湖泊以及其他潮湿物体表面的蒸发和植物的蒸腾。固体杂质：悬浮于大气中的烟粒、尘埃、盐粒等。大气层结构：均质大气层与非均质大气层均质层结构对流层(0-20km)平流层(20-50km)中间层(50-80km)第一节空气及空气污染的基本知识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），占大气总质量的95%左右。空气污染：空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等，这种情况称为空气污染。第一节空气及空气污染的基本知识RadioationEnvironmentalMonitoring1.空气和空气污染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、氡及其子体、放射性气溶胶、非放射性污染物等对人类有影响的：距地面10km第一节空气及空气污染的基本知识RadioationEnvironmentalMonitoring2.空气污染的危害污染物质•大气颗粒物•气溶胶•氡及其子体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。第一节空气及空气污染的基本知识空气污染对人体的危害途径：呼吸道吸入；随食物和饮水摄入；体表接触侵入。RadioationEnvironmentalMonitoring3.空气中的污染物及其存在状态按形成过程分类可分为：一次污染物和二次污染物；按存在状态分类可分为：分子状态污染物和粒子状态污染物粒径大于l0μm的颗粒物能较快地沉降到地面上，称为降尘。粒径小于10μm的颗粒物(PM10)可长期飘浮在空气中，称为可吸入颗粒物或飘尘（IP）。PM2.5：大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。它的直径还不到人的头发丝粗细的1/20。第一节空气及空气污染的基本知识RadioationEnvironmentalMonitoring4.空气中污染物的时空分布特点与其他环境要素中的污染物质相比较，空气中的污染物质具有随时间、空间变化大的特点。空气污染物的时空分布及其浓度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。第一节空气及空气污染的基本知识RadioationEnvironmentalMonitoring5.空气中污染物浓度表示方法非放射性物质：（1）单位体积质量浓度单位体积质量浓度是指单位体积空气中所含污染物的质量数，常用mg/m3或μg/m3表示。（3）体积比浓度体积比浓度是指100万体积空气中含污染气体或蒸气的体积数，常用mL/m3和μL/m3表示。两种浓度表示方法之间的换算：放射性物质：单位体积活度单位体积活度是指单位体积空气中所含放射性物质的活度，常用Bq/m3表示.mVcMc4.22第一节空气及空气污染的基本知识RadioationEnvironmentalMonitoring第二节空气放射性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。RadioationEnvironmentalMonitoring基础资料的收集确定监测项目，设计布点网络采样时间和采样频率的确定采样及监测技术的选择结果表达、质量保证及实施计划2.1制定大气污染监测方案的程序第二节空气放射性污染监测方案的制订RadioationEnvironmentalMonitoring①为了确定气载放射性物质的污染水平，评价和控制核设施的工作人员及周围居民受气载放射性照射的潜在危险；②通过对工作环境中空气的采样测量，还可检验核设施的运行情况，及早发现事故，检查排放控制系统的运行效果，并为有关规程提供佐证性资料。③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。④为政府环保部门执行环境保护法规、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。2.2监测目的第二节空气放射性污染监测方案的制订2.3空气放射性污染监测类型第二节空气放射性污染监测方案的制订污染源的监测环境污染监测特定目的监测RadioationEnvironmentalMonitoring（一）污染源分布及排放情况（二）气象资料（三）地形资料（四）土地利用和功能分区情况（五）人口分布及人群健康情况2.4调研及资料收集第二节空气放射性污染监测方案的制订RadioationEnvironmentalMonitoring2.5监测项目第二节空气放射性污染监测方案的制订1.气溶胶：监测悬浮在空气中微粒态固体或液体中的放射性核素浓度；2.沉降物：监测空气中自然降落于地面上的尘埃、降水（雨、雪）中的放射性核素浓度；3.氚：主要监测空气中氚化水蒸气中氚的浓度RadioationEnvironmentalMonitoring2.6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：采样点应设在整个监测区域的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4.超标地区多取点，未超标地区少些；5.采样高度根据监测目的而定：研究大气污染对人体的危害，采样口应在离地面1.5~2.0m，研究大气污染对植物或器物的影响，采样口高度应与植物或器物高度相近。连续采样例行监测，采样口高度应距地面3—15m。6.第二节空气放射性污染监测方案的制订RadioationEnvironmentalMonitoring1.功能区布点法2.网格布点法3.同心圆布点法4.扇形布点法（三）采样站(点)布设方法第二节空气放射性污染监测方案的制订RadioationEnvironmentalMonitoring图1网格布点法第二节空气放射性污染监测方案的制订RadioationEnvironmentalMonitoring图2同心圆布点法图3扇形布点法第二节空气放射性污染监测方案的制订RadioationEnvironmentalMonitoring2.6采样频率和采样时间采样频率系指在一个时段内的采样次数。采样时间指每次采样从开始到结束所经历的时间。二者要根据监测目的、污染物分布特征、分析方法灵敏度等因素确定。第二节空气放射性污染监测方案的制订RadioationEnvironmentalMonitoring第三节空气样品的采集选择采样方法要考虑的因素1.污染物的存在状态2.污染物的浓度3.污染物的理化特性4.所用分析方法的灵敏性3.1气溶胶气溶胶——固体或液体粒子在空气或其它气体介质中形成的分散体系，若这种微粒载有放射性核素，则称为放射性气溶胶Φ：10－3～102μm目的：为了监测空气受污染的程度，或评估地表污染的再悬浮程度。来源：反应堆、加速器周围空气中的58Fe、30Si等杂质被中子活化成；铀、钍矿石的开采和冶炼中以及核燃料的生产和乏燃料后处理过程中产生的含有放射性物质的固体微粒；放射性气态核素子体产物，如222Rn和220Th的子体RadioationEnvironmentalMonitoring第三节空气样品的采集3.1气溶胶（1）采样点的选定①工作现场，取样高度——150cm,人员呼吸带；②环境静风时，取样头——水平；③核设施上下风向布点，点数：下风向＞上风向；④采样头入口气流方向和速度与被采气流的方向和速度一致；⑤在大气环境质量现状评价与后果评价监测时，一般应按弧线布点；⑥在障碍物下风向采样时，采样点在距离大于障碍物高度十倍的范围外设点。RadioationEnvironmentalMonitoring第三节空气样品的采集3.1气溶胶（2）采样频度和时间在工作场所，原则上整个工作日都应进行采样，个人空气采样器一般应能连续工作8小时，累积式连续监测采样器也是在一个工作日连续运转。在环境中，浓度低——大流量、长时间。环境采样无需高频度和短周期，一般能够反映旬、月甚至季度的变化即可。监测长半衰期的核素，采样周期可为一个月或更长时间。短半衰期核素的监测——采样测量在2～3个半衰期内进行在连续监测仪发出警报，已知或怀疑出现异常的场合时，必须增加采样点和频度，立即用大流量采样器收集样品，并采用单次与连续采样相结合的形式RadioationEnvironmentalMonitoring第三节空气样品的采集3.1气溶胶(3)采样体积TCqFCqTFV一般情况下，环境空气采样流量F＝0.02—2m3·min-1。室内空气采样流量F=0.002-2m3·min-1。F——采样流量，L/min；q——最小可测放射性活度，Bq；C——待测放射性浓度，Bq/L；T——采样时间，min；V——采样体积，L；RadioationEnvironmentalMonitoring第三节空气样品的采集（4）采样设备和方法3.1气溶胶泵空气入口流量计空气出口滤纸①总浓度采样器----对粒子大小无选择气载放射性微粒不发生显著变化，已经知道微粒物质的粒度分布特性和其他理化特性滤纸——醋酸纤维素滤纸、玻璃纤维素滤纸瞬时流量计，累积流量计气表RadioationEnvironmentalMonitoring第三节空气样品的采集3.1气溶胶撞出采样器、向心分离采样器、旋风采样器等（5）测量方法①直接测量法可将样品滤膜直接放在与滤膜同样面积的探测器下，或将样品滤膜裁减成与探测器同样面积进行测量。②灰化法将滤膜或活性炭于瓷坩埚内，置马弗炉中在一定温度下灰化1小时，冷却后称重，以备测量。③有机溶剂溶解法一般是用丙酮或乙酸乙酯溶解滤膜上的放射性气溶胶于样品盘内，令其自然挥发或烘干后进行测量。②粒度分级采样器----对粒子大小有选择RadioationEnvironmentalMonitoring第三节空气样品的采集3.2气体和蒸汽①固体吸附法活性炭——放射性碘，低温下可收集惰性气体浸渍活性炭——有机碘银和纯铜——单质气态碘的有效收集器，但不能收集有机碘变色硅胶——3H（蒸汽形态）（1）特定成分的采样RadioationEnvironmentalMonitoring第三节空气样品的采集指用一种收集器把特定成分从气流中分离出来并保存住它的采样方法②吸收法3.2气体和蒸汽（1）特定成分的采样用装有吸收溶液的容器作吸收器，使空气从中通过，利用一些特殊化学反应或溶液的特殊溶解性，可把某种放射性气体和蒸汽与空气分离出来。例如：NaOH单质态碘，四氧化铷（RuO4）RadioationEnvironmentalMonitoring第三节空气样品的采集③冷凝法3.2气体和蒸汽（1）特定成分的采样收集挥发性的放射性物质。氪、氙等惰性气体，氚（水蒸汽形态）入气出气干冰（液氮）冷凝液，低温保存待分析RadioationEnvironmentalMonitoring第三节空气样品的采集3.2气体和蒸汽对于环境空气中尘埃和气溶胶的样品采样，常用总浓度采样器作为总粒子浓度常规测量的采样装置，方法简单，效果良好。对于空气中放射性气体和蒸汽的样品采集，活性炭、浸渍活性炭吸