环境监测 第4章 大气监测-2

③烟尘浓度计算：采样类型不同，公式计算不同。 移动采样时： m

Vnd 106
式中：ρ—烟气中烟尘浓度，mg/m3； m—测得烟尘质量，g； Vnd—标准状态下干烟气体积，L。
定点采样时：

1v1 A1 2v2 A2 nvn An
v1 A1 v2 A2 vn An
（二）监测的作用、目的和方法
监测作用： 检查排放的废气中有害物质含量是否符合国家或地
方的排放标准和总量控制标准； 评价净化装置及污染防治设施的性能和运行情况， 为空气质量评价和管理提供依据。 监测目的： 处理好污染源、环境和人群健康这一大体系； 了解污染物、排放量、特点、对人的影响等； 制订排污标准、排放量，提出治理方案。
（一）固定污染源样品的采集
3、气态污染物的采样方法
对于固定污染源，可采用化学采样法。
原理：通过采样管将样品抽到装有吸收液的吸收
瓶或装有固体吸收剂的吸收管、真空瓶或注射器 中，吸收液或吸收剂中样品经化学分析或仪器分 析得出污染物含量。
二、污染源样品的采集
（一）固定污染源样品的采集
4、颗粒物的采样
5、含湿量的测定
与大气相比，烟气中的水蒸气含量较高，变化范 围较大，为便于比较，监测方法规以除去水蒸气后 标准状态下的干烟气为基准表示烟气中有害物质的 测定结果。 含湿量的测定方法：冷凝法、重量法、干湿球法
5、含湿量的测定
（1）冷凝法 从烟道采样点抽取一定量的烟气，使之通过冷 凝器，冷凝水量再加上从冷凝器中排出的饱和气体 含有的水蒸气量，即可计算出排气中的水分。 P184上 公式
目前对汽车尾气的采集，国外专有采样设备。
三、固定污染源监测
（一）基本状态参数的测量
烟气的基本状态参数:
烟气的体积、温度、压力。
通过这几个基本状态参数，可计算出烟气流速、烟
尘及有害物质浓度。
其中：
烟气体积V = 采样流量Q ×采样时间t 采样流量Q = 测点烟道断面S×烟气流速v
而烟气流速又由烟气温度和压力决定。所以，只要

预测流速（普通采样管）法：由采样管、捕集器、 流量计、抽气泵等组成。
常见的采样管：
超细玻璃纤维滤筒采样管 （适用于500℃以下的烟气）
刚玉滤筒采样管 （适用于1000℃以下的烟气）
（2）等速采样法方法之二：皮托管平行测速采样法 原理：将 S 型皮托管、采样管和热电偶温度计固定 插入同一采样点，根据预先测得的烟气静压、含湿量 和当时测得的动压、温度等参数，结合选出的采样嘴 直径，由编有程序的计算器及时计算出等速采样流量， 迅速调节转子流量计至所要的读数。 特点： 测定流量和采样同时进行，适用于工况易发生变化 的烟气。 减小了由于烟气流速改变而带来的采样误差。
（3）等速采样法方法之三：等速管法（压力平衡法） 原理：利用装置在采样板上的孔板差压与皮托管 指示的采样点烟气动压相平衡来实现等速采样。工 况发生变化时，通过双联斜管微压计的指示，可即 时调节采样流量，随时保持等速采样条件。
特点： 不需要预先测出烟气流速，状态参数和计算出等速 采样流量，而通过调节压力即可进行等速采样。 操作简便，且跟踪烟气速度变化，随时保持等速采 样，精度高。
静压是单位体积气体所具有的势能，表现为气体 在各个方向上作用于器壁的压力。 动压是单位体积气体具有的动能，是使气体流动 的压力。
全压是气体在管道中流动具有的总能量。 三者的关系为： p = ps + pd
测压管：标准皮托管 标准皮托管：只适用于含尘量少的烟气。 特点：具有较高的测量精度，其校正系数近似等 于1，如果烟气中烟尘浓度大，易被堵塞。
动压和静压测量方法示意图
S型皮托管和标准皮托管与倾斜式微压计测量烟气 压力的连接方法：
标准皮托管和与U形压力计测量烟气压力的连接方法：
3、测量状况下烟气流速（vs）的计算
vs 128.9 K p
273 ts pd M s pa ps
当烟气成分与空气接近，露点温度35~55℃，绝对压力 为97~103kPa，接近常温条件， 排气流速可简化为：
将采样管由采样孔插入烟道，是采样嘴正对气流，
按颗粒物等速采样法采样。根据采样管滤筒上所 补集到的颗粒物量和同时抽取的气体量，计算出 排气颗粒物浓度。二、污 Nhomakorabea源样品的采集
（二）流动污染源样品的采集
汽车是一种重要而又典型的流动污染源。其尾部排
出的废气中含有CO、NOx、HC（碳氢化合物）等 污染物，对城市空气质量产生很大的不良影响。由 于汽车数量极大，现在还不可能对每一辆行驶中的 汽车作全面的排气监测，有关工作仅集中在制订排 气法规时所作的台架试验。故此，汽车排气的取样 中不存在采样点布设及采样时间、频度等问题。
动压平衡型等速管法采样装置示意图
2、烟尘浓度计算
①计算出采样滤筒采样前后重量之差m（烟尘重量）。
②计算出标准状况下的采样体积：在采样装置的流量 计前装有冷凝管和干燥管的情况下，干烟气的采样 体积按下公式计算：
干烟气与干空气近似时
Vnd 0.003 q v
Rsd （pa pr ） t Tr
样法，即烟气进入采样嘴的速度应与采样点烟气流速
相等，否则，过大、过小均会造成测定误差。
采样类型：移动采样、定点采样和间断采样。
不同采样速度时颗粒物运动状况示意图
采样类型： 移动采样：为测定烟道不同断面上烟气中烟尘的平 均浓度，用同一个尘粒捕集器在已确定的各采样点上 移动采样，在各点的采样时间相同，这是目前普遍采 用的方法。 定点采样：为了解烟道内烟尘的分布状况和确定烟 尘的平均浓度，在同一断面上每个采样点分别采样， 即每个采样点采集一个样品。 间断采样：用于有周期性变化的排放源，即根据工 况变化情况，分时段采样，求出时间加权平均浓度。
S形皮托管
热电偶
采样头
采样管
压力计：U型管压力计
p =ρ· g ·h
压力计：倾斜式微压计
a p L sin g A
p L K
K——修正系数，mmH2O 截面积a 截面积A
倾斜式微压计
测定步骤：
仪器调至水， 液柱内无气泡， 液面至零点； 测压管的测压 口伸进烟道，对 准气流方向，测 压管与压力计相 连，压力计读数， 按相应公式计算 压力。
据其变化特点和周期进行系统监测；
测定锅炉烟尘浓度，稳定运行、负荷不低于85%； 汽车尾气监测，应测定不同行驶状态下尾气污染物
含量。
（四）监测内容
废气排放量，m3/h 污染物质排放量，kg/h 污染物质排放浓度，mg/m3
注意：在计算废气排放量和污染物质排放浓度时，
都使用标准状态下的干气体体积。
va 1.29K p pd
式中：Ms－烟气的相对分子量，kg/kmol； KP— 皮托管校正系数； ts－烟气温度，℃； pa－大气压力，Pa ； ps－烟气静压，Pa； pd－烟气动压，Pa； va －常温常压下通风管道内的空气流速，m/s
4、烟气流量的计算 测量状况下烟气流量：
qvs 3600 A vs
1、采样
（1）等速采样法方法之一：预测流速（普通采样管）法
原理：在采样前先测出采样点的烟气温度压力、含
湿量，计算出烟气流速，再结合采样嘴直径计算出等 速采样条件下各采样点的采样流量。采样时，通过调 节阀按照计算出的流量采样。 适用对象：适用烟气流速比较稳定的污染源。由于 预测流量法测定烟气流速与采样不是同时进行。
（二）监测的作用、目的和方法
监测方法：
对于固定污染源的监测，按照国家标准《固定污染
源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》执行。 规定了采样、测定及计算方法。
适用各种炼炉、工业炉窑及其他固定污染源排气。
（三）监测要求
进行监测时，要求生产设备处于正常运转状态下； 对因生产过程而引起排放情况变化的污染源，应根
第四节
大气污染源：
大气污染源监测
指向大气环境排放有害物质或对环境产生有 害影响的场所、设备和装置，是导致大气中污染 物的发生源。
一、大气污染源及监测内容
（一）大气污染源的类型 固定污染源 系指烟道、烟囱及排气筒等。 废气中含有固态的烟尘和粉尘，也有气态和气溶 胶态等多中有害物质。 流动污染源 系指汽车、柴油机车等交通运输工具，其排放废 气中也含有烟尘和某些有害物质。 含大量烟尘和有害物质。
Vnd 0.05 q v
pa pr t Tr
式中：Vnd—标准状态下干烟气体积，L； Rsd—干烟气的气体常数，J/(m3· K)； pr－转子流量计前烟气表压，Pa； Tr —转子流量计前气体温度，K；
q’v —采样流量，L/min； pa－大气压力，Pa ； t —采样时间，min；
6
式中：ρ——烟尘（或气态污染物）的浓度，mg/m3； qVm——标准状态下干烟气流量，m3/h。
（四）烟气黑度的测定 1、林格曼黑度图法
用林格曼烟气黑度计观测烟气示意图
林格曼烟气黑度图
2、测烟望远镜法 3、光电测烟仪法
不同直径圆形 烟道的等面积环 数、采样点数及 采样点距离烟道
内壁的距离，见
179 页 表 4-10 。
动画
圆形烟道采样点布设
将烟道断面分成
一定数目的等面积矩
形小块，各小块中心 即为采样点位置，小
矩形数目可根据烟道
断面面积大小确定。 见180页表4-11。
动画
矩形(或方形)烟道采样点布设
二、污染源样品的采集
测压管：S型皮托管 S型皮托管：适用于测烟尘含量较高的烟气。 特点：由两根相同的金属管并联组成，其测量端有 两个大小相等、方向相反开口，测量烟气压力时， 一个开口面向气流，接受气流的全压，另一个开口 背向气流，接受气流静压。由于气体绕流的影响， 测得的静压比实际值小，因此，在使用前必须用标 准皮托管进行校正。