校园大气环境监测方案

首都师范大学空气环境监测方案

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一、监测目的

1、通过实验进一步巩固所学知识，深入了解空气环境中各污染因子的具体采样方法、分析方法、误差分析及数据处理等方法。

2、对校园的空气环境进行监测，评价校园的空气环境质量，为研究校园空气环境质量变化及制订校园环境保护规划提供基础数据。

3、根据污染物或其他影响环境质量因素的分布，追踪污染路线，寻找污染源，为校园环境污染的治理提供依据。

4、培养团结协作精神及综合分析与处理问题的能力。

二、背景介绍

1、学校简介

首都师范大学本部位于北京市海淀区西三环北路105号，具体地理位置如下图所示，附近车流量较大。学校占地约1,500亩，建筑总面积约63万平方米。学生总数29,632人。

2、学校功能区分布

人口密集分布区主要有教学楼，图书馆，实验楼，操场，餐厅，宿舍及校医院。具体功能区分布见下图：

3、空气环境资料收集：

空气污染受气象、季节、地形、地貌等因素的强烈影响而随时间变化，因此应对校园内各种空气污染源、空气污染物排放状况及自然与社会环境特征进行调查，并对空气污染物排放作初步估算。

1）气象资料收集：

主要收集校园所在地气象站（台）近年的气象数据，包括风向、风速、

气温、气压、降水量、相对湿度等，具体调查内容如表1所示。

2）校园周边空气污染源调查：

一般大学校园位于交通干线旁，有的交通干线还穿越大学校园，因此校

园周边空气污染源主要调查汽车尾气排放情况，汽车尾气中主要含有

NO X、CO、烟尘等污染物。调查形式如表2所示。

3）污染物分布及排污情况

烹饪废气排放

学校食堂校内外小吃店污染源的污染物主要是烹饪油烟和天然气燃烧废气。主要污染物有烹饪食品产生的醛、酮、烃、脂肪酸、醇、酯、内酯、杂环化合物、芳香族化合物和燃气燃烧废气中的CO和甲醛。因此增加的选测项目有非甲烷烃、芳香烃、苯乙烯、甲醛、异氰酸甲酯和CO。

试验室废气

增加的选测项目有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，甲醛，酚，异氰酸甲酯，甲基对硫磷。

上下课道路、体育场和学生活动中心建设扬尘

道路、体育场和建设工地主要产生扬尘，因而增测TSP和PM10。

交通运输废气

学校位于交通主干道上，而且每天有很多汽车通过学校，汽车尾气成为了最主要的污染源，因而增加一氧化碳、氮氧化物和碳氢化合物、醛类、TSP、PM10、Pb等项目。

三、空气环境监测项目的筛选：

根据《大气环境质量标准》（GB 3095—1996）和校园及其周边的空气污染物

排放情况来筛选监测项目，高等学校一般无特征污染物排放，结合空气污染源调查结果，可选SO2、NO X、CO 、TSP、PM10等作为空气环境监测项目。

四、布设采样点、采样时间和采样频率

1、采样点

布点采用功能区布点法，结合首都师范大学校本部的分布情况及监测点周围50米范围内不应有污染源；监测点周围环境状况相对稳定，安全和防火措施有保障；监测点附近无强大的电磁干扰，周围有稳定可靠的电力供应，通信线路容易安装和检修；监测点周围应有合适的车辆通道，确定监测地点为：图书馆、综合餐厅、实验楼、校东门、体育场。

采样口需满足的条件：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，采样口周围水平面应有180°以上的自由空间；其采样口离地面的高度应在1.5 -15米范围内。

2、采样时间和频率

采用间歇性采样，连续监测3-5d，每天采样频率根据学生的实际情况而定，SO2、NO X、CO等每隔2-3h采样一次；TSP、PM10每天采样一次，连续采样。采样应同时记录气温、气压、风向、风速、阴晴等气象因素。采样时间及记录见小表。

五、采样方法、分析方法和仪器

1、采样方法和分析方法：根据空气环境监测因子的筛选结果所确定的监测项目，按照《空气和废气监测分析方法》、《环境监测技术规范》和《大气环境质量标准》所规定的采样方法和分析方法执行，具体方法可按表5列出。

2、气态污染物采样系统组成：

采样系统由气样捕集装置、滤水井和气体采样器组成，采样系统如图

图中：1—吸收瓶；2—滤水井；3—流量计；4 流量调节阀；5—抽气泵；6—稳流器；7—电动机；8—电源；9—定时器

1) 气样捕集装置:根据环境空气中气态污染物的理化特性及其监测分析方法的检测限，可采用相应气样捕集装置，通常采用气样捕集装置包括装有吸收液的多孔玻璃筛板吸收瓶（管）、气泡式吸收瓶（管）、冲击式吸收瓶、装有吸附剂的采样支管、聚乙烯或铝箔袋、采气瓶、低温冷缩管及注射器等。各种气样捕集装置如图4-5。当多孔玻板吸收瓶装有10ml 吸收液，采样流量为0.5L/min时,阻力应为4.7±0.7kPa,且采样时多孔玻板上的气泡应分布均匀。

2) 采样器：由流量计、流量调节阀、稳流器、计时器及采样泵等装置组成。采样流量范围为0.10～1.00L/min，流量计应不低于 2.5 级。

采样量：

六、采样体积计算

1、气态污染物采样体积计算，如式所示。

式中：V nd——标准状况下采样体积，L；

Q n——标准状况下的采样流量，L/min；

Q s——采样时，未进行标准状况订正的流量计指示流量，L/min；

T——采样时流量计前的气样温度，K；

T0——标准状况下气体的温度，273K；

P——采样时气样的气压，Pa；

P0——标准状况下气体的压力，101.3kPa；

n——采样时间，min。

2、颗粒物采样体积计算，如式所示。

式中：V n——标准状况下采样体积，L；

Q n——标准状况下，采样流量，L/min；或m3/min；

n——采样时间，min；

Q1——孔口校正器流量，L/min 或m3/min；

T1——孔口校准器校准时的温度，K；

T3——采样时大气温度，K；

P1——孔口校准器校准时的大气压，kPa；

P3——采样时大气压力，kPa；

3、间断采样质量保证：

1) 每次采样前，应对采样系统的气密性进行认真检查，确认无漏气现象后，方可进行采样。

2) 应使用经计量检定单位检定合格的采样器。使用前必须经过流量校准，流量误差应不大于5%；采样时流量应稳定。

3) 使用气袋或真空瓶采样时，使用前气袋和真空瓶应用气样重复洗涤三次；采样后，旋塞应拧紧，以防漏气。

4) 在颗粒物采样时，采样前应确认采样滤膜无针孔和破损，滤膜的毛面应向上。5）滤膜采集后，如不能立即称重，应在4℃条件下冷藏保存；对分析有机成份的滤膜采集后应立即放入-20℃冷冻箱内保存至样品处理前，为防止有机物的分解，不宜进行称重。

6) 使用吸附采样管采样时，采样前应做气样中污染物穿透试验，以保证吸收效率或避免样品损失。

七、数据处理

监测结果的原始数据要根据有效数字的保留规则正确书写，监测数据的运算要遵循运算规则。在数据处理中，对出现的可疑数据，首先从技术上查明原因，然后再用统计检验处理，经检验验证后属离群数据应予剔除，以使测定结果更符合实际。

1、监测结果表示及计算：

环境空气污染物监测结果，通常以标准状况下的质量浓度（mg/m3或μg/m3）表示。按式（1）及式（2）计算：

式中：C——污染物浓度，mg/m3或μg/m3；

V nd——标准状况下采样体积，m3；

W——在相应采样体积中，污染物的含量，mg或μg；

在实际工作时，有时也用空气中的体积分数（×10-6）表示气体污染物浓度。两种单位的换算公式如下：

式中：C——污染物的质量浓度，mg/m3（或μg/m3）

M——污染物的摩尔质量，g/mol；

X——污染物的体积分数，×10-6；

22.4——标准状态下，1摩尔分子气体污染物的体积，L/mol。

2、监测数据平均值计算：

某一监测点（某一污染物）监测数据在=1,2, · · ·,n时段的平均值计算，如式（3）所示：

式中：C j——第j监测点在i=1,2, · · ·,n时段的平均值；

C ij——第j监测点在第i个时段的监测数据；

n——监测时段的总数。

3、若样品浓度低于监测方法检出限时，则该监测数据应标明未检出，并以1/2最低检出限报出，同时用该数值参加统计计算。

多个监测点监测数据在i=1,2, · ··,n时段的平均值计算，如式（4）所示。

式中：C ij：第j监测点在第i个时段的监测数据；

C：m个监测点在i=1,2, · · ·,n时段的监测数据平均值；

m——监测点数目。

n——监测时段的总数

4、超标倍数的计算：

按式（5）计算：

式中：r——超标倍数；

C——监测数据浓度值；

C0——相应的环境空气质量标准值。

八、分析结果的表示

将SO2、NO X、CO 、TSP、PM10监测结果按样品数、检出率、浓度范围进行统计并制成表格，可按表6统计分析结果。

表6 监测结果统计

九、对校园的空气质量进行简单评价：

找出本组各采样时段内不同的空气污染物的变化规律（同一天的不同时段及不同天的同一相应时段各污染物的浓度的变化趋势）；将校园的空气质量与国家相应标准比较得出结论；分析校园空气质量现状；找出出现目前校园空气环境质量现状的原因；提出改善校园空气环境质量的建议及措施。