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文檔簡介
第一節(jié)大氣污染基本知識一、大氣污染源
1.自然源和人為源
自然污染源:如:火山爆發(fā)、森林火災等。大氣和廢氣監(jiān)測人為污染源:
如:工業(yè)和交通運輸、家庭爐灶和取暖等排出的廢氣。2.固定源和流動源
固定污染源:指污染物從固定地點排出。如:各種類型的工礦企業(yè)的鍋爐。流動源:指各種交通工具。如:汽車、火車、輪船、飛機等。3.點源、線源、面源點源:
熱發(fā)電廠和大城市的供暖鍋爐排出的污染物質只構成小范圍的大氣污染,可看成是點源。
線源:
汽車、火車、飛機等在公路、鐵路、跑道或航空線附近構成大氣污染。面源:
石油化工區(qū)或居民住宅區(qū)的眾多小爐灶,構成較大范圍的大氣污染。
二、大氣污染物濃度的表示方法
1.重量濃度以每立方米大氣中所含污染物質的毫克數(shù)來表示。單位為mg/m3。我國大氣質量標準中日平均、年均及任何一次污染物濃度所用單位為mg/Nm3。
N:標準狀態(tài)(0℃、101.325kPa)
2.體積濃度以每立方米大氣中含有污染物質的毫升數(shù)來表示,單位為mL/m3。
1m3=106mL,1mL/m3=1ppm。(已不用)
式中:V。:標準狀態(tài)下的氣體體積,升;Vt
:現(xiàn)場采樣的體積,升;T:采樣時的溫度,℃;P:采樣時的大氣壓力,kPa。3.濃度換算Cv:以mL/m3表示的氣體濃度(標準狀態(tài))Cm:以mg/m3表示的氣體濃度(標準狀態(tài))M:氣態(tài)物質的摩爾質量,g第二節(jié)
大氣污染監(jiān)測方案的制訂
一、有關資料的收集目的:
設置監(jiān)測網(wǎng)點、監(jiān)測項目。(一)污染源分布及排放情況污染源類型、數(shù)量、位置、排放的主要污染物及排放量;所用原料、燃料及消耗量。(二)氣象資料
風向、風速、氣溫、氣壓等。
(三)地形資料
地形對當?shù)氐娘L向、風速和大氣穩(wěn)定度有影響。
例如:海邊的城市會受海、陸風的影響;山區(qū)的城市會受山谷風的影響等。
監(jiān)測區(qū)域的地形越復雜,要求布設監(jiān)測點越多。(四)土地利用和功能分區(qū)情況功能區(qū)劃分:工業(yè)區(qū)、商業(yè)區(qū)、工業(yè)和居住混合區(qū)等。
(五)人口分布及人群健康情況掌握監(jiān)測區(qū)域的人口分布居民和動植物受大氣污染危害情況流行性疾病二、監(jiān)測項目的選擇空氣污染常規(guī)監(jiān)測項目:必測項目:
SO2、
NO2(NOX)、TSP
、硫酸鹽化速率、灰塵自然沉降量
硫酸鹽化速率:空氣中SO2、H2S、H2SO4蒸氣,演變成硫酸霧、硫酸鹽的速率。選測項目:
CS2、Cl2、硫酸霧、NH3、HCN、Hg、鉻酸霧、非甲烷烴、芳香烴、苯乙烯、甲醛、異氰酸甲酯。按地方情況增加的項目:
CO、PM10、HF、B(a)P、Pb、H2S、總氧化劑、總烴、光化學氧化劑。總氧化劑:空氣中除氧以外的那些顯示有氧化性的物質。一般指能氧化碘化鉀析出碘的物質。
如:臭氧、過氧乙酰基硝酸酯、氮氧化物等。
三、監(jiān)測網(wǎng)點的布設
(一)布設采樣點的原則和要求
(1)采樣點應設在高、中、低三種不同污染物濃度的地方。
(2)主導風向比較明顯的情況下,下風向作為主要監(jiān)測范圍,布設點多;上風向布設少量點作為對照。
(3)工業(yè)密集的城區(qū),人口密度及污染物超標地區(qū),要適當增設采樣點。
(4)采樣點的周圍應開闊,采樣口水平線與周圍建筑物高度的夾角應不大于300。
(5)各采樣點的設置條件要盡可能一致。
(6)采樣高度根據(jù)監(jiān)測目的而定。研究大氣污染對人體的危害:離地面1.5~2m處;
研究大氣污染對植物的影響:與植物高度相近。
我國空氣環(huán)境污染例行監(jiān)測采樣點設置數(shù)目市區(qū)人口/萬人SO2、NOx、TSP灰塵自然沉降量硫酸鹽化速率<503≥3≥650~10044~86~12100~20058~1112~18200~400612~2018~30>400720~3030~40(二)采樣站(點)數(shù)目的確定(三)布點方法布設方法有:經驗法、統(tǒng)計法和模式法。
1.功能區(qū)布點法將監(jiān)測區(qū)域劃分為工業(yè)區(qū)、商業(yè)區(qū)、居住區(qū)等。在污染源集中的工業(yè)區(qū)和人口密集區(qū)多設采樣點。
2.網(wǎng)格布點法將監(jiān)測區(qū)域地面劃分成若干均勻網(wǎng)狀方格,采樣點設在兩條直線的交點處或方格中心。適用范圍:對于有多個污染源,且污染源分布較均勻的地區(qū)。3.同心圓布點法
主要用于多個污染源構成污染群,且大污染源較集中的地區(qū)。
例如:同心圓半徑分別取4、10、20、40km,從里向外分別設4、8、8、4個采樣點。
4.扇形布點法
適用于孤立的高架點源,且主導風向明顯的地區(qū)。
高架點源擴散特點:
在不計污染物本底濃度時,點源腳下的污染物濃度為零,隨著距離增加,很快出現(xiàn)濃度最大值,然后按指數(shù)規(guī)律下降。污染物最大地面濃度出現(xiàn)的位置。
四、采樣時間和采樣頻率1.采樣時間:指每次采樣從開始到結束所經歷的時間。2.采樣頻率指在一定時間范圍內的采樣次數(shù)。采樣時間短,試樣缺乏代表性。
環(huán)境空氣質量標準(GB3095-1996)中
污染物監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計的有效性規(guī)定污染物取值時間數(shù)據(jù)有效性規(guī)定NO2、SO2、NOx年平均每年至少有分布均勻的144個日均值,每月至少有分布均勻的12個日均值TSP、PM10、Pb年平均每年至少有分布均勻的60個日均值,每月至少有分布均勻的5個日均值NO2、SO2、NOx日平均每日至少有18小時的采樣時間TSP、PM10、Pb日平均每日至少有12小時的采樣時間NO2、SO2、NOx、CO1小時平均每日至少有45min的采樣時間第三節(jié)
大氣樣品的采集方法和采樣儀器
采集方法:
直接采樣法和富集采樣法。一、直接采樣法
當大氣中的被測組分濃度較高;監(jiān)測方法靈敏度高時。例如:
用非色散紅外吸收法測定空氣中的一氧化碳
瞬時濃度或短時間內的平均濃度。
常用的采樣容器:注射器、塑料袋、真空瓶(一)注射器采樣
常用100ml注射器。采樣時,先用現(xiàn)場氣體抽洗2~3次,然后抽取
100ml,密封進氣口。一般當天分析完。(二)塑料袋采樣對材質的要求:與樣氣不發(fā)生化學反應,也不吸附、不滲漏。聚四氟乙烯袋、聚乙烯袋及聚酯袋采樣時,氣體沖洗2~3次,再充滿樣氣,夾封進氣口。
(三)采氣管采樣
一般100~500ml玻璃容器,兩端有旋塞。
采樣:打開兩端旋塞,用抽氣泵抽進比采氣管容積大6~10倍的欲采氣體,關上兩端旋塞。
(四)真空瓶采樣
真空瓶:耐壓玻璃容器,容積為500~1000ml。
采樣:先用抽真空裝置將采氣瓶抽成真空。打開旋塞,被采空氣即充入瓶內,關閉旋塞。
優(yōu)點:不污染。
例如:惡臭氣體的采集
二、富集(濃縮)采樣法大氣中的污染物質濃度比較低;
直接采樣法不能滿足分析方法檢測下限的要求。富集采樣方法有:
溶液吸收法、固體阻留法、低溫冷凝法及自然沉降法等。(一)溶液吸收法將欲測空氣以一定流量抽入裝有吸收液的吸收管,采樣結束后,倒出吸收液進行測定。計算大氣中的濃度:流量、采樣時間、吸收液的濃度。吸收效率
常用的吸收液有:
水、水溶液和有機溶劑。按照吸收原理可分為兩種類型:
①物理作用
溶解
如:用水吸收大氣中的氯化氫、甲醛;用5%的甲醇吸收有機農藥。
②基于發(fā)生化學反應例如:用氫氧化鈉溶液吸收大氣中的硫化氫;用四氯汞鉀溶液吸收SO2基于絡合反應等。
吸收液的選擇原則是:
(1)化學反應快或溶解度大。
(2)吸收液吸收后,要有足夠的穩(wěn)定時間。
(3)吸收后應有利于下一步分析測定,最好能直接測定。(4)吸收液毒性小、價格低、易于購買。
1.氣泡吸收管
5~10ml吸收液,采樣流量為0.5~2.0L/min。
適用于采集氣態(tài)和蒸氣態(tài)物質。
液面抽氣管2、沖擊式吸收管小型:5~10ml吸收液采樣流量為3.0L/min;大型:50~100ml吸收液采樣流量為30L/min
適宜采集氣溶膠態(tài)物質。
進氣管噴嘴孔徑小,距瓶底又很近,氣溶膠顆粒因慣性作用沖擊到管底被分散,易被吸收液吸收。
3.多孔篩板吸收管(瓶)
5~10ml吸收液采樣流量:
0.1~1.0L/min。
氣樣通過吸收管(瓶)的篩板后,被分散成很小的氣泡,且阻留時間長,大大增加了氣液接觸面積,從而提高了吸收效果。
適合采集氣態(tài)和蒸氣態(tài)物質、氣溶膠態(tài)物質。
(二)填充柱阻留法(固體吸附法)
填充柱是用一根長6~10cm、內徑3~5mm
的玻璃管或塑料管,內裝顆粒狀填充劑制成。。。。。。。。顆粒狀填充劑抽氣泵﹡﹡﹡﹡﹡﹡組分
空氣填充柱阻留法示意圖①采樣
采樣時,讓氣樣以一定流速通過填充柱,欲測組分被阻留在填充劑上,達到濃縮的目的。
②洗脫通過解吸或溶劑洗脫,使被測組分從填充劑上釋放出來。
分類:
吸附型、分配型和反應型
1.吸附型填充柱
填充劑:顆粒狀固體吸附劑。如:活性炭、硅膠、分子篩、高分子多孔微球等。活性炭:非極性化合物硅膠:極性化合物注意:
吸附效率、易于解吸。表玻璃纖維濾膜-XAD2-活性炭串聯(lián)方式進行揮發(fā)性有機物的回收率實驗結果
化合物(μg)采氣速率1(L/min)回收率(%)甲苯300186己醛100146m-二甲苯1000189異丙基苯100195苯酚100165丁基丙烯酸甲酯100197癸烷100191苯乙酮100196辛酸100183雙酚100191XAD2:苯乙烯-二乙烯基苯共聚物
2、分配型填充柱填充劑:在惰性多孔顆粒物表面涂高沸點有機溶劑。惰性多孔顆粒物:如硅藻土。當被采集氣樣通過填充柱時,在有機溶劑中分配系數(shù)大的組分保留在填充劑上而被富集。
例如:大氣中的多氯聯(lián)苯(PCB)用溶液吸收法采樣效率低;
用涂漬5%甘油的硅酸鋁載體填充劑采樣,采集效率可達90~100%。
3.反應型填充柱
填充劑:由惰性多孔顆粒物表面涂漬能與被測組分發(fā)生化學反應的試劑制成。
惰性多孔顆粒物:石英砂、玻璃微球、玻璃棉
氣樣通過填充柱時,被測組分在填充劑表面因發(fā)生化學反應而被阻留。
例如:空氣中的微量氨可用裝有涂漬硫酸的石英砂填充柱富集。采樣后,用水洗脫下來測定。
(三)濾料阻留法測顆粒物
方法原理:
將過濾材料放在采樣夾上,用抽氣裝置抽氣,則空氣中的顆粒物被阻留在過濾材料上,稱量過濾材料上顆粒物質量,根據(jù)采樣體積,即可計算出空氣中顆粒物的濃度。
常用的濾料:
濾紙、玻璃纖維濾膜、過氯乙烯濾膜、微孔濾膜等。①濾紙:
適用于金屬塵粒的采集。吸水性強,不適宜測大氣中顆粒物濃度。②玻璃纖維濾膜:
由超細玻璃纖維制成,具有較小的不規(guī)則孔隙。
優(yōu)點:吸濕性小、通氣阻力小,采集效率高。
常用于采集大氣中的飄塵、TSP。③過氯乙烯濾膜、聚苯乙烯濾膜:
通氣阻力是最小的,并可用有機溶劑溶成透明溶液。
適用于顆粒物化學組分的分析。④微孔濾膜:孔徑細小、均勻,可根據(jù)需要可選擇不同孔徑膜。金屬雜質含量極微,溶于多種有機溶劑。適用于采集分析金屬的氣溶膠。
(四)低溫冷凝法將U形或蛇形采樣管插入冷阱中,當大氣流經采樣管時,被測組分因冷凝而凝結在采樣管底部。如:測定大氣中揮發(fā)性有機物,可將采樣管與氣相色譜進氣口連接,在常溫或加熱情況下氣化,進入儀器測定。致冷方法:致冷劑法和半導體致冷器。全自動熱解析儀注意:空氣中的水蒸氣、二氧化碳同時冷凝下來,干擾測定。
在采樣管的進氣端安裝選擇性過濾器(內裝過氯酸鎂、堿石棉、氯化鈣等),以除去空氣中的水蒸氣和二氧化碳等。
例如:大氣中“惡臭”物質的分析
三、采樣儀器(一)組成部分收集器、流量計和采樣動力三部分組成。
收集器流量計采樣泵定時器(二)專用采樣裝置
將收集器、流量計、抽氣泵、流量調節(jié)、自動定時控制等部件組裝在一起,就構成專用采樣裝置。
1.大氣采樣器
采集大氣中氣態(tài)和蒸氣態(tài)物質
采樣流量為0.5~2.0L/min。
便攜式,一般可用交、直流兩種電源。
2.顆粒物采樣器
總懸浮顆粒物(TSP)采樣器
大流量(1.1~1.7m3/min)
中流量(50~150L/min)小流量(10~15L/min)用80mm或100mm的玻璃纖維濾膜中流量采樣器結構示意圖大流量采樣器結構示意圖四、采樣記錄包括:污染物的名稱及編號;采樣地點和采樣時間;采樣流量、采樣體積;采樣時的溫度和大氣壓力及天氣情況;采樣儀器、吸收液;采樣者、審核者姓名。
五、采樣效率1、絕對比較法精確配制一個已知濃度為C0的氣體,用所選用的采樣方法采集,測定被采集污染物的濃度C1。配置已知濃度的標準氣體比較困難,實際應用時受到限制。2、相對比較法
配制一個恒定的但不知道準確濃度的氣體樣品,
用2~3個采樣管串聯(lián)起來,采集所配制的樣品。分別測定各采集污染物的濃度。要求:第二管與第三管的濃度之和與第一管比較是極小的。第四節(jié)
氣態(tài)和蒸氣態(tài)污染物質的測定
一、二氧化硫的測定
SO2是主要大氣污染物之一,為大氣環(huán)境污染例行監(jiān)測的必測項目。
標準:日平均濃度mg/Nm3
一級:0.05;二級:0.15;三級:0.25
測定SO2常用的方法有:分光光度法、紫外熒光法、電導法等。
HJ482—2009代替GB/T15262-94
環(huán)境空氣二氧化硫的測定甲醛吸收-副玫瑰苯胺分光光度法(國標)
四氯汞鉀溶液吸收-鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法
HJ483-2009代替GB8970-88
優(yōu)點:靈敏度高、選擇性好。缺點:吸收液毒性較大。甲醛緩沖溶液吸收-鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法
HJ482—2009代替GB/T15262-94原理:氣樣中的SO2被甲醛緩沖溶液吸收后,生成穩(wěn)定的羥甲基磺酸加成化合物,加入氫氧化鈉溶液使加成化合物分解,釋放出SO2與鹽酸副玫瑰苯胺作用,生成紫色絡合物,其最大波長為577nm,用分光光度法測定。適用范圍本標準適用于環(huán)境空氣中二氧化硫的測定。
當使用10ml吸收液,采樣體積為30L時,測定空氣中二氧化硫的檢出限為0.007mg/m3,測定下限為0.028mg/m3,測定上限為0.667mg/m3。
當使用50ml吸收液,采樣體積為288L,試份為10ml時,測定空氣中二氧化硫的檢出限為0.004mg/m3,測定下限為0.014mg/m3,測定上限為0.347mg/m3。干擾及消除本標準的主要干擾物為氮氧化物、臭氧及某些重金屬元素。采樣后放置一段時間可使臭氧自行分解;加入氨磺酸鈉溶液可消除氮氧化物的干擾;吸收液中加入磷酸及環(huán)已二胺四乙酸二鈉鹽可以消除或減少某些金屬離子的干擾。
10mL樣品溶液中含有50μg鈣、鎂、鐵、鎳、鎘、銅等金屬離子及5μg二價錳離子時,對本方法測定不產生干擾。當10mL樣品溶液中含有10μg二價錳離子時,可使樣品的吸光度降低27%。樣品采集與保存短時間采樣:采用內裝10ml吸收液的多孔玻板吸收管,以0.5L/min的流量采氣45min~60min。吸收液溫度保持在23℃~29℃范圍。24h連續(xù)采樣:用內裝50mL吸收液的多孔玻板吸收瓶,以0.2L/min的流量連續(xù)采樣24h。吸收液溫度保持在23℃~29℃范圍。現(xiàn)場空白:將裝有吸收液的采樣管帶到采樣現(xiàn)場,除了不采氣之外,其他環(huán)境條件與樣品相同。二、氮氧化物(NOX)的測定
NO2的測定方法有:
鹽酸萘乙二胺分光光度法、化學發(fā)光法及恒電流庫侖滴定法等。
鹽酸萘乙二胺分光光度法(
HJ479—2009代替GB/T15436-1995和GB8969-88)1.原理
空氣中的二氧化氮被串聯(lián)的第一支吸收瓶中的吸收液吸收并反應生成粉紅色偶氮染料。
空氣中的一氧化氮不與吸收液反應,通過氧化管時被酸性高錳酸鉀溶液氧化為二氧化氮,被串聯(lián)的第二支吸收瓶中的吸收液吸收并反應生成粉紅色偶氮染料。
生成的偶氮染料在波長540nm處的吸光度與二氧化氮的含量成正比。
分別測定第一支和第二支吸收瓶中樣品的吸光度,計算兩支吸收瓶內二氧化氮和一氧化氮的質量濃度,二者之和即為氮氧化物的質量濃度(以二氧化氮計)。吸收及顯色反應如下:
2NO2+H2O=HNO3+HNO22適用范圍本標準適用于環(huán)境空氣中氮氧化物、二氧化氮、一氧化氮的測定。本標準的方法檢出限為0.36μg/10ml吸收液。當吸收液總體積為10ml,采樣體積為24L時,空氣中氮氧化物的檢出限為0.015mg/m3。當吸收液總體積為50ml,采樣體積288L時,空氣中氮氧化物的檢出限為0.006mg/m3,本標準測定環(huán)境空氣中氮氧化物的測定范圍為0.024mg/m3~2.0mg/m3。3干擾及消除空氣中二氧化硫濃度為氮氧化物濃度30倍時,對二氧化氮的測定產生負干擾。空氣中過氧乙酰硝酸酯(PAN)對二氧化氮的測定產生正干擾。空氣中臭氧濃度超過0.25mg/m3時,對二氧化氮的測定產生負干擾。采樣時在采樣瓶入口端串接一段(15~20)cm長的硅橡膠管,可排除干擾。4采樣①短時間采樣(1h以內)取兩支內裝10.0ml吸收液的多孔玻板吸收瓶和一支內裝5ml~10ml酸性高錳酸鉀溶液的氧化瓶(液柱高度不低于80mm),用盡量短的硅橡膠管將氧化瓶串聯(lián)在二支吸收瓶之間,以0.4L/min流量采氣4L~24L。②長時間采樣(24h)取兩支大型多孔玻板吸收瓶,裝入25.0ml或50.0ml吸收液,(液柱高度不低于80mm),標記液面位置。取一支內裝50ml酸性高錳酸鉀溶液的氧化瓶,接入采樣系統(tǒng),將吸收液恒溫在20℃±4℃,以0.2L/min流量采氣288L。5標準曲線的繪制:
用亞硝酸鈉標準溶液配制系列標準溶液6結果計算①二氧化氮(mg/m3)②一氧化氮(mg/m3)NOρ(mg/m3)以二氧化氮(NO2)計式中:A1、A2—分別為串聯(lián)的第一支和第二支吸收瓶中樣品的吸光度;A0—實驗室空白的吸光度;b—標準曲線的斜率,吸光度·ml/μg;a—標準曲線的截距;V—采樣用吸收液體積,ml;V0—換算為標準狀態(tài)(101.325kPa,273K)下的采樣體積,L;K—NO→NO2氧化系數(shù),0.68;D—樣品的稀釋倍數(shù);f—Saltzman實驗系數(shù),0.88(當空氣中二氧化氮濃度高于0.72mg/m3時,f取值0.77)。
2NO2+H2O=HNO3+HNO2三、硫酸鹽化速率空氣中SO2、H2S、H2SO4蒸氣,演變成硫酸霧、硫酸鹽的速率。
測定方法:
二氧化鉛-重量法、堿片-重量法二氧化鉛-重量法
原理:空氣中SO2、H2S、H2SO4蒸氣等與采樣管上的二氧化鉛反應生成硫酸鉛,用碳酸鈉溶液處理,使硫酸鉛轉化為碳酸鉛,釋放出硫酸根離子,再加入BaCl2,生成BaSO4沉淀,用重量法測定。結果以每日在100cm2二氧化鉛面積上所含SO3的毫克數(shù)表示。mg/(100cm2·d)反應:SO2+PbO2→PbSO4H2S+PbO2→PbO+H2O+SPbO2+S+O2→PbSO42.堿片-重量法將用碳酸鉀溶液浸漬的玻璃纖維濾膜暴露于空氣中,碳酸鉀與空氣中的SO2等反應生成硫酸鹽,加入BaCl2溶液將其轉化為BaSO4沉淀,用重量法測定。四、一氧化碳的測定(非分散紅外法)GB9801-88
1適用范圍
測定范圍為0~62.5mg/m3,最低檢出濃度為0.3mg/m3。
2原理
樣品氣體進入儀器,在前吸收室吸收4.67um(2141.3cm-1)譜線中心的紅外輻射能量,在后吸收室吸收其他輻射能量。兩室因吸收能量不同,破壞了原吸收室內氣體受熱產生相同振幅的壓力脈沖,變化后的壓力脈沖通過毛細管加在差動式薄膜微音器上,被轉化為電容量的變化,通過放大器再轉變?yōu)榕c濃度成比例的直流測量值。
五、臭氧的測定
HJ504-2009代替GB/T15437-1995
靛藍二磺酸鈉分光光度法方法原理
空氣中的臭氧在磷酸鹽緩沖劑存在下,與吸收液中藍色的靛藍二磺酸鈉等摩爾反應,褪色生成靛紅二磺酸鈉,在610nm處測量吸光度。五、空氣污染指數(shù)計算
空氣污染指數(shù)(API)是一種向社會公眾公布的反映和評價空氣質量狀況的指標。它將常規(guī)監(jiān)測的幾種主要空氣污染物濃度經過處理簡化為單一的數(shù)值形式,分級表示空氣質量和污染程度,具有簡明、直觀和使用方便的優(yōu)點。根據(jù)我國城市空氣污染的特點,以SO2、NOx和TSP作為計算API的暫定項目,并確定API為50、100、200時,分別對應于我國空氣質量標準中日均值的一、二、三級標準的污染濃度限值,500則對應于對人體健康產生明顯危害的污染水平。
某種污染物的污染分指數(shù)(Ii)按下式計算:式中:
Ci,Ii——分別為第i種污染物的濃度值和污染分指數(shù)值;
ci,j,Ii,j——分別為第i種污染物在j轉折點的極限濃度值和污
染分指數(shù)值(查表3.8);ci,j+1,Ii,j+1——分別為第i種污染物在j+1轉折點的濃度極限值和
污染分指數(shù)值。各種污染物的污染分指數(shù)中最大者為該城市的API
空氣污染指數(shù)的計算表3.8空氣污染指數(shù)分級濃度限值污染指數(shù)污染物濃度/(mg·m-3)APISO2(日均值)NO2(日均值)PM10(日均值)TSP(日均值)SO2(小時均值)NO2(小時均值)CO(小時均值)O3(小時均值)500.0500.0800.0500.1200.250.1250.1201000.1500.1200.1500.3000.500.24100.2002000.8000.2800.2500.5001.601.13600.4003001.6000.5650.4200.6252.402.26900.8004002.1000.7500.5000.8753.203.001201.0005002.6200.9400.6001.0004.003.751501.200
表3.9空氣污染指數(shù)范圍及相應的空氣質量級別污染指數(shù)質量級別質量描述對健康的影響對應空氣質量的適用范圍0~50Ⅰ優(yōu)可正常活動自然保護區(qū)、風景名勝區(qū)和其他需要特殊保護的地區(qū)51~100Ⅱ良可正常活動為城鎮(zhèn)規(guī)劃中確定的居住區(qū)、商業(yè)交通居民混合區(qū)、文化區(qū)、一般工業(yè)區(qū)和農村101~200Ⅲ輕污染長期接觸,易感人群癥狀有輕度加劇,健康人群出現(xiàn)刺激癥狀特定工業(yè)區(qū)201~300Ⅳ中污染一定時間接觸后,心臟病和肺病患者癥狀顯著加劇,運動耐受力降低,健康人群普遍出現(xiàn)癥狀≥300Ⅴ重污染健康人明顯強烈癥狀,降低運動耐受力,提前出現(xiàn)某些疾病六、總烴及非甲烷烴的測定
污染環(huán)境空氣的烴類一般指具有揮發(fā)性的碳氫化合物(C1~C8),常用兩種方法表示:一種是包括甲烷在內的碳氫化合物,稱為總烴(THC),另一種是除甲烷以外的碳氫化合物,稱為非甲烷烴(NMHC)。測定方法:氣相色譜法、光電離檢測法。七、揮發(fā)性有機物(VOCs)和甲醛的測定
VOCs是指室溫下飽和蒸氣壓超過133.32Pa的有機物,如苯、鹵代烴、氧烴等。
VOCs和甲醛是人們關注的室內空氣污染的主要有機物,具有毒性和刺激性,有的還有致癌作用。
(一)揮發(fā)性有機化合物(VOCs)的測定冷凍吸附采樣,熱解析進樣,毛細管色譜法。圖3.31熱解析進樣色譜分析流程示意圖(二)甲醛的測定
酚試劑分光光度法,氣相色譜法。八、其他污染物質的測定(一)苯系物的測定苯系物包括苯、甲苯、乙苯、鄰二甲苯、對二甲苯、間二甲苯等,可經富集采樣,解吸,用氣相色譜法測定。(二)揮發(fā)酚的測定常用氣相色譜法或4-氨基安替比林分光光度法測定空氣中的揮發(fā)酚(苯酚、甲酚、二甲酚等)。(三)甲基對硫磷和敵百蟲的測定甲基對硫磷(甲基1605)是國內廣泛應用的殺蟲劑,屬高毒物質。
常用的測定方法有氣相色譜法和鹽酸萘乙二胺分光光度法。
第五節(jié)顆粒物的測定
空氣中顆粒物的測定項目有:
總懸浮顆粒物、可吸入顆粒物、自然降塵量的測定、顆粒物中化學組分的測定。1.總懸浮顆粒物(TSP)的測定測定原理:用抽氣動力抽取一定體積的空氣通過已恒重的濾膜,則空氣中的懸浮顆粒物被阻留在濾膜上,根據(jù)采樣前后濾膜重量之差及采樣體積,即可計算TSP的質量濃度。濾膜經處理后,可進行化學組分分析。TSP濃度計算:
W:阻留在濾膜上的TSP重量(mg);
Qn:標準狀態(tài)下的采樣流量(m3/min);
t:采樣時間(min)。注意:1.濾膜的檢查每張濾膜均需用X光看片機進行檢查,不得有針孔或任何缺陷。2.將玻璃纖維濾膜放在恒溫恒濕箱中平衡24h。平衡條件:溫度取15~30℃中任意一點,相對濕度控制在45~55%范圍內。記錄溫度、濕度。2、可吸入粒子顆粒物(PM10)的測定測定方法:
用帶有入口切割粒徑D50
=(10±1)μm、δg(幾何標準差)=1.5±0.1的空氣采樣器采樣,然后用重量法測定。
切割器常用沖擊式和旋風式兩種,前者可安在大、中、小流量采樣器上,而后者主要是用于小流量個體采樣器上。3、總懸浮顆粒物(TSP)中污染組分的測定(一)某些金屬元素和非金屬化合物的測定有鈹、鉻、鉛、鐵、銅、鋅、鎘、鎳、鈷、砷等。硫酸鹽、硝酸鹽、氯化物、五氧化二磷等
1、樣品預處理濕式分解法、干式分解法水浸取法:硫酸鹽、硝酸鹽、氯化物、六價鉻等水溶性物質的測定。
2、測定方法(二)有機化合物的測定如:多環(huán)芳烴
1、多環(huán)芳烴的提取索氏提取器
2、測定方法乙酰化濾紙層析-熒光分光光度法高效液相色譜法第六節(jié)降水監(jiān)測一、采樣點的布設根據(jù)我國《大氣降水樣品的采集與保存》(GB13580.2—92)標準中規(guī)定:(1)采樣點數(shù)目,根據(jù)研究的目的和需要來確定。一般常規(guī)監(jiān)測,人口在五十萬以上的城市布三個點,人口在五十萬以下的城市布設二個點,采樣點的布設應兼顧城區(qū)、農村和清潔對照點。要盡可能照顧到氣象地形、地貌。(2)采樣點位應盡可能的遠離局部污染源,四周無遮擋雨、雪的高大樹木或建筑物。二、樣品的采集(一)采樣器圖3.40降水采樣器實物照片圖3.39雨水自動采樣器示意圖(二)采樣方法(三)水樣的保存
(1)從每次降雨(雪)開始,要采集全過程(開始到結束)雨(雪)樣。如遇連續(xù)幾天降雨(雪),每天上午8:00開始,連續(xù)采集24h為一次樣。(2)采樣器應高于基礎面1.2m以上。(3)樣品采集后,應貼上標簽,編好號,記錄采樣地點、日期、采樣起止時間、雨量等。
采樣后應盡快測定;如需要保存,一般不主張?zhí)砑颖4鎰畼用芊夂蠓庞诒渲小#ㄒ唬y定項目和測定頻次I級測點為:
pH、電導率、K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH4+、
SO42-、NO2-、NO3-、F-、Cl-。每月測定不少于一次,每月選一個或幾個隨機降水樣品分析上述項目。省、市監(jiān)測網(wǎng)絡中的Ⅱ、Ⅲ級測點視實際需要和可能決定測定項目。三、降水組分的測定(二)測定方法pH的測定玻璃電極法,小于5.6為酸雨。2.電導率的測定電導儀測定,說明離子總量多少。3.硫酸根的測定鉻酸鋇-二苯碳酰二肼分光光度法、硫酸鋇比濁法等。4.亞硝酸根和硝酸根的測定5.氟離子的測定6.氯離子的測定7.銨根離子的測定8.鉀、鈉、鈣、鎂離子的測定原子吸收法第九節(jié)標準氣體的配制
一、標準氣體的制取
1.對于揮發(fā)性較強的液態(tài)物質,可利用其揮發(fā)作用制取;
2.不揮發(fā)可使用化學反應法制取;
注意:制取的氣體常合有雜質,需用適當?shù)姆椒右詢艋@纾篠O2的制備濃H2SO4滴入Na2SO3溶液中
雜質:含有SO3
用濃H2SO4洗滌。
二、標準氣體配制方法
標準氣的方法有:
靜態(tài)配氣法、動態(tài)配氣法。(一)靜態(tài)配氣法把一定量的氣態(tài)或蒸氣態(tài)的原料氣加入已知容積的容器中,再充入稀釋氣體混勻制得。濃度根據(jù)加入原料氣和稀釋氣量及容器容積計算得知。特點:是設備簡單、操作容易。常用靜態(tài)配氣方法有:注射器配氣法、配氣瓶配氣法等。
1.注射器配氣法配制少量標準氣時,用100mL注射器吸取原料氣,再經數(shù)次稀釋制得。
例如:用純度99.99%CO氣體制備濃度10mg/m3的標準氣。用100ml注射器取10ml純度99.99%的CO氣體,用凈化空氣稀釋至100ml,搖動注射器中的聚四氟乙烯薄片,使之混合均勻后,排出90ml,剩余10ml。混合氣再用凈化空氣稀釋至l00ml,
……
2.配氣瓶配氣法常壓配氣:將20L玻璃瓶洗凈、烘干,將瓶內抽成負壓,用凈化空氣沖洗幾次,再排凈抽成負壓,注入原料氣或原料液,充凈化空氣至大氣壓力,充分搖動混勻。C:配得標準氣的濃度;V:加入原料氣的體積(mL)
b:原料氣的純度(%);
VC:配氣瓶容積(L)
(二)動態(tài)配氣法
配制方法:使已知濃度的原料氣與稀釋氣按恒定比例連續(xù)不斷地進入混合器混合,根據(jù)稀釋倍數(shù)算出標準氣的濃度。C0:原料氣的濃度Q0:原料氣的流量(mL/min)Q:稀釋氣的流量(mL/min)補充習題:1.大氣污染物的人為來源主要有哪幾部分?2.在大氣污染監(jiān)測中,主要布點方法有哪幾種?3.采集空氣樣品的方法有哪兩種?4.直接采樣法的采樣儀器有哪幾種?5.富集(濃縮)采樣法有哪幾種?6.大氣采樣器有哪幾部分組成?7.采樣記錄主要包括哪幾部分?8.寫出分光光度法測定SO2的基本原理。9.試敘述測定NO2、總氮的基本原理。10.空氣采樣時現(xiàn)場氣溫為18℃,大氣壓力85.3KPa,實際采樣體積為450ml。求標準狀態(tài)下的采樣體積是多少?11.測定某采樣點大氣中SO2的含量時,用裝有10mL吸收液的篩板吸收管采樣,采氣流量為0.45L/min,采氣時間為50分鐘,采樣后測得全部吸收液中含2.5μgSO2。已知采樣點溫度為18℃,大氣壓力為100.5Kpa,求氣樣中SO2的含量(用mg/Nm3表示)。思考題P2292、3、4、5、6、7、8、10、15、24、25。第一節(jié)聲音的物理特性和量度①噪聲污染是主要的環(huán)境污染之一;②噪聲是物理污染;不致命,與聲源同時產生同時消失。③噪聲滲透到人們生產和生活的各個領域。一、聲音和噪聲聲音:
振動頻率在20~20000Hz。噪聲:人們生活和工作所不需要的聲音。一切不希望存在的干擾聲都叫噪聲。噪聲的判斷還與人們的主觀感覺和心理因素有關。危害:
①噪聲干擾人們的睡眠和工作;②強噪聲會使人聽力損失。短時間接觸強噪聲,只產生暫時性的聽力損失,經過休息可以恢復;如果長期在強噪聲下工作,會產生永久性的聽力損失。環(huán)境噪聲的來源有四種:①交通噪聲包括:汽車、火車和飛機等所產生的噪聲②工廠噪聲如:鼓風機、汽輪機,織布機和沖床等③建筑施工噪聲如:打樁機、挖土機和混凝土攪拌機等④社會生活噪聲如:高音喇叭,音響等
二、超聲、次聲振動頻率在20~20000Hz之間,人耳可以感覺,可聽聲,簡稱聲音。次聲:頻率低于20Hz超聲:高于20000Hz超聲在環(huán)境學科有很多應用。如:萃取、水處理
三、聲壓、分貝、聲壓級1.聲壓由于聲波的存在而引起的壓力的增值。單位為Pa。2.分貝:是指兩個相同的物理量之比取以10為底的對數(shù)并乘以10。
分貝符號為“dB”,它是一個相對單位,沒有無理量綱。3.聲壓級聲壓級用Lp表示,定義為:式中:Lp—聲壓級,dB;
p—聲壓,Pa;
p0—基準聲壓。在空氣中規(guī)定p0為2×10-5Pa,該值是正常人耳朵剛能聽到的1000Hz純音的聲壓值。噪聲的大小用聲壓級Lp表示輕聲耳語,大約是30分貝;普通談話為約為60分貝;公共汽車的聲音為80分貝。四、噪聲的相加和相減
(一)噪聲的疊加兩個以上獨立聲源作用于某一點,產生噪聲的疊加。
如LP1=LP2
兩個聲源聲壓級相等,其合成的總聲壓級比一個聲源的聲壓級增加3dB。例1:①83、83、8689例2:②65、65、85可以利用圖7-1查曲線值來計算。方法是:設LP1>LP2,LP1—LP2值按圖查得ΔLP,則總聲壓級LP總=LP1+ΔLP。
例1兩聲源作用于某一點的聲壓級分別為LP1=99dB。LP2=93dB。由于LP1-LP2=6dB,查曲線得ΔLP=1.0dB,因此LP總=99+1.0=100dB例2.兩聲源作用于某一點的聲壓級分別為LP1=90dB。LP2=75dB。由于LP1-LP2=15dB,查曲線得ΔLP=0.2dB,因此LP總=90+0.2=90.2dB
結論:①兩個噪聲相加,總聲壓級不會比其中任一個大3分貝以上②兩個聲壓級相差10分貝以上時,疊加增量可忽略不計。
例如,有八個聲源作用于一點,聲壓級分別為70、70、75、82、90、93、95、100dB,它們合成的總聲壓級可以任意次序查圖7-1的曲線兩兩疊加而得。任選兩種疊加次序如下:
(二)噪聲的相減如何扣除背景噪聲通常是指噪聲源的聲級比背景噪聲高,但由于后者的存在使測量讀數(shù)增高,需要減去背景噪聲。
例:為測定某車間中一臺機器的噪聲大小,從聲級計上測得聲級為104dB,當機器停止工作,測得背景噪聲為100dB,求該機器噪聲的實際大小。解:104dB是指機器噪聲和背景噪聲之和(LP);背景噪聲是100dB(LP1)。
LP-LP1=4dB,可查ΔLP=2.2dB,該機器的實際噪聲聲級LP2=LP-ΔLP=101.86dB。第二節(jié)噪聲的物理量和主觀聽覺的關系一、響度和響度級
1.響度(N)
影響響度的因素:
①聲音的強度(如聲壓級);②頻率
用“宋”表示
1宋的定義:
聲壓級為40dB,頻率為1000Hz,且來自聽者正前方的平面波形的強度。
2.響度級(LN)
定義:
1000Hz純音聲壓級的分貝值為響度級的數(shù)值。任何其他頻率的聲音,當調節(jié)1000Hz純音的強度使之與這聲音一樣響時,則這1000Hz純音的聲壓級分貝值就定為這一聲音的響度級值。用“方”表示
等響曲線例:80dB20Hz的純音,響度級為20方
100dB20Hz的純音,響度級為方二、計權聲級計權網(wǎng)絡是一種特殊濾波器,當含有各種頻率的聲波通過時,它對不同頻率成分的衰減是不一樣的。A計權聲級是模擬人耳對55dB以下低強度噪聲的頻率特性;B計權聲級是模擬55dB到85dB的中等強度噪聲的頻率特性;C計權聲級是模擬高強度噪聲的頻率特性;D計權聲級是對噪聲參量的模擬,專用于飛機噪聲的測量。
A計權聲級表征人耳主觀聽覺較好,A計權聲級以LPA或LA表示,單位用dB(A)表示。三、等效連續(xù)聲級一臺機器工作時其聲級是穩(wěn)定的,但它是間歇地工作;另一臺聲級相同但連續(xù)工作,這兩臺機器對人的影響就不一樣。等效連續(xù)聲級:Leq
是用一個相同時間內聲能與之相等的連續(xù)穩(wěn)定的A聲級來表示該段時間內的噪聲的大小。Leq≈L50+d2/60d=L10-L90其定義是:L10
——測定時間內,10%的時間超過的噪聲級,相當于噪聲的平均峰值。L50——測定時間內,50%的時間超過的噪聲級,相當于噪聲的平均值。L90——測定時間內,90%的時間超過的噪聲級,相當于噪聲的背景值。比較簡單的算法:將測定的一組數(shù)據(jù)(100個),從大到小排列,第10個數(shù)據(jù)即為L10,第50個數(shù)為L50,第90個數(shù)為L90。噪聲的頻譜分析:將噪聲的強度(聲壓級)按頻率順序展開,使噪聲的強度成為頻率的函數(shù),并考查其波形,稱為噪聲的頻率分析。噪聲超標準第三節(jié)噪聲監(jiān)測一、噪聲標準聲環(huán)境質量標準GB3096-2008聲環(huán)境功能區(qū)分為以下五種類型:0類聲環(huán)境功能區(qū):指康復療養(yǎng)區(qū)等特別需要安靜的區(qū)域。1類聲環(huán)境功能區(qū):指以居民住宅、醫(yī)療衛(wèi)生、文化教育、科研設計、行政辦公為主要功能,需要保持安靜的區(qū)域。2類聲環(huán)境功能區(qū):指以商業(yè)金融、集市貿易為主要功能,或者居住、商業(yè)、工業(yè)混雜,需要維護住宅安靜的區(qū)域。3類聲環(huán)境功能區(qū):指以工業(yè)生產、倉儲物流為主要功能,需要防止工業(yè)噪聲對周圍環(huán)境產生嚴重影響的區(qū)域。4類聲環(huán)境功能區(qū):指交通干線兩側一定距離之內,需要防止交通噪聲對周圍環(huán)境產生嚴重影響的區(qū)域,包括4a類和4b類兩種類型。
4a類為高速公路、一級公路、二級公路、城市快速路、城市主干路、城市次干路、城市軌道交通(地面段)、內河航道兩側區(qū)域;
4b類為鐵路干線兩側區(qū)域。常用噪聲標準:社會生活環(huán)境噪聲排放標準GB22337-2008工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標準GB12348-2008機場周圍飛機環(huán)境噪聲標準GB9660-1988二、噪聲測量儀器聲級計AWA6270A噪聲頻譜分析儀AWA6270噪聲頻譜分析儀三、噪聲監(jiān)測城市區(qū)域環(huán)境噪聲監(jiān)測、城市交通噪聲監(jiān)測。
(一)城市區(qū)域環(huán)境噪聲監(jiān)測1.網(wǎng)格測量法每個監(jiān)測點測量10min的連續(xù)等效A聲級。結果:用平均值作圖,5dB分一檔2.定點測量法優(yōu)化選取一個或多個能代表某一區(qū)域噪聲水平的測量點,24小時連續(xù)測量。求出每一小時的連續(xù)等效A聲級,然后作圖。注意:①氣象條件:測量應在無雨、無雪的天氣下進行,風速在5.0m/S以上停止測量。測量時傳聲器加防風罩。②測量點選在居住或建筑物外,離任一建筑物的距離不小于1m。傳聲器離地面的垂直距離不小于1.2m。③鐵路兩側區(qū)域環(huán)境噪聲測量,應避開火車通過的時段。車行道監(jiān)測點(二)城市交通噪聲監(jiān)測在每兩個交通路口之間的交通線上選擇一個測點,測點在馬路邊人行道上,離馬路20cm,這樣的點可代表兩個路口之間的該段道路的交通噪聲。測量時每隔5秒記一個瞬時A聲級(慢響應),連續(xù)記錄100個數(shù)據(jù)。測量的同時記錄交通流量(機動車)。
按上述規(guī)定在每一個測量點,連續(xù)讀取100個數(shù)據(jù)(當噪聲漲落較大時應取200個數(shù)據(jù))代表該點的噪聲分布,白天和夜間分別測量。
Leq≈L50+d2/60d=L10-L90
補充習題:1、什么是噪聲?2、環(huán)境噪聲主要有哪些?3、什么等效連續(xù)聲級?如何近似計算。4、簡述城市區(qū)域環(huán)境噪聲的監(jiān)測方法。
環(huán)境監(jiān)測質量保證
第一節(jié)質量保證的意義和內容第二節(jié)實驗室認可和計量認證/審查認可概述第三節(jié)監(jiān)測實驗室基礎第四節(jié)監(jiān)測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理和結果表述第五節(jié)實驗室質量保證第六節(jié)標準分析方法和分析方法標準化第七節(jié)環(huán)境標準物質第八節(jié)環(huán)境監(jiān)測管理第一節(jié)質量保證的意義和內容
定義對監(jiān)測全過程進行技術上、管理上的全面監(jiān)督,以保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確可靠。內容監(jiān)測全過程:監(jiān)測計劃的制定,采樣網(wǎng)絡,采樣頻率、采樣時段,樣品的運輸和保存,分析的方法,實驗室條件,人員培訓,數(shù)據(jù)處理和結果表達以及編寫有關的文件指南和手冊等。意義保證數(shù)據(jù)準確性和可比性,以便作出正確的結論。質量控制是質量保證的一部分,主要是對實驗室的質量、管理進行監(jiān)督,包括實驗室內部質量控制和外部質量控制。第二節(jié)實驗室認可和計量認證/審查認可概述
一、中國實驗室國家認可制度二、計量認證/審查認可計量認證第三節(jié)監(jiān)測實驗室基礎
實驗室是獲得監(jiān)測結果的關鍵部門,要使監(jiān)測水平達到規(guī)定水平,一靠高水平的合格實驗室,二靠高素質的專業(yè)分析操作人員。實驗室基礎條件看似簡單,但關系重大。實驗室的基本條件:包括實驗用水、儀器和玻璃量器;實驗室基礎管理:包括儀器的正確使用、定期校正、玻璃儀器的選用和校正、化學試劑和溶劑的選用,溶液的配置和標定、試劑的提純,實驗室的清潔度和安全工作;操作技術。表9.1
純水分級表
級別電阻率(25℃)/(MΩ·cm)制水設備用途特>16混合床離子交換柱。0.45μm濾膜。亞沸蒸餾器配制標準水樣110~16混合床離子交換柱。石英蒸餾器配制分析超痕量μg/L級物質用的試液22~10雙級復合床或混合床離子交換柱配制分析痕量(μg/L~mg/L)級物質用的試液30.5~2單級復合床離子交換柱配制分析mg/L級以上含量物質用的試液4<0.5金屬或玻璃蒸餾器配制測定有機物如(COD、BOD5)等用的試液一、實驗用水
(一)蒸餾水
金屬蒸餾器,玻璃蒸餾器,石英蒸餾器,亞沸蒸餾器。(二)去離子水
無氯水無氨水無二氧化碳水無鉛(重金屬)水無砷水無酚水不含有機物的蒸餾水
(三)特殊要求的純水二、試劑與試液根據(jù)實際需要配置妥善保存注意保存時間按規(guī)定注明配制日期及配制人員試劑的規(guī)格:一級、二級、三級表9.2化學試劑的規(guī)格
級別名稱代號標志顏色某些國家通用等級和符號俄羅斯的等級和符號一級品保證試劑、優(yōu)級純G·R綠色G·R分析純Ч·Д·А二級品分析試劑、分析純A·R紅色A·R化學純x·ч三級品化學純C·P藍色C·P純Ч三、實驗室的環(huán)境條件表9.3空氣清潔度的分類
清潔度分類工作面上最大污染顆粒數(shù)/(顆粒·m-2)顆粒直徑/μm100100≥0.50≥5.01000010000≥0.565≥5.0100000100000≥0.5700≥5.0
沒有超凈實驗室條件的可采用相應措施。例如,樣品的預處理、蒸干、消化等操作最好在專門的毒氣柜內進行,并與一般實驗室、儀器室分開。幾種分析同時進行時應注意防止交叉污染。四、實驗室的管理及崗位責任制
對監(jiān)測分析人員的要求:①持證上崗
經培訓、考試合格后,才能承擔監(jiān)測分析工作。考試方式:筆試和實際操作。②熟練掌握本崗位的監(jiān)測分析技術,操作正確。③認真做好分析測試前的準備工作;如實驗用水、試劑、標準溶液、儀器等。④填報結果應做到書寫清晰、記錄完整、實事求是。
對監(jiān)測質量保證人員的要求
監(jiān)測站專門設有質量負責人。熟悉質量保證的內容、程序和方法,了解環(huán)境監(jiān)測環(huán)節(jié)中的關鍵,具有相關數(shù)據(jù)的統(tǒng)計知識。
實驗室安全制度①實驗室內必備的安全設施齊全,應定期檢查。通風柜、防塵罩、排氣管道、滅火器等。②實驗室的儀器應有規(guī)定的放置處所,不得任意堆放。
③進入實驗室應嚴格遵守實驗室規(guī)章制度,尤其使用易燃、易爆、劇毒試劑時,必須按規(guī)定操作。實驗室內不得吸煙、喧嘩、吃零食等。④下班時有專人檢查門、窗、水、電、氣是否關好。
藥品使用管理制度①實驗室試劑應有專人負責發(fā)放。②易燃易爆物品應放在陰涼通風的地方,并有相應的安全保障措施。③劇毒試劑應專人負責。一般是兩人負責,雙鎖、共同稱量,登記用量。
…
…
儀器使用管理制度①建檔如:說明書、驗收調試記錄、定期保養(yǎng)、檢定、校準及使用記錄。②借用、歸還記錄。
…
…
樣品管理制度要求樣品的采集、運送和保存等環(huán)節(jié)必須嚴格遵守有關規(guī)定。
第四節(jié)監(jiān)測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理和結果表述一、基本概念
(一)誤差和偏差
1.真值
一定條件下的客觀值或實際值。
理論真值:例如:三角形的內角之和等于180°。
約定真值:由國際單位所定義的真值。
標準器(包括標準物質)的相對真值:高一級標準器的誤差為低一級和普通儀器誤差的1/5
時,認為為真值。
2.誤差及其分類測量值與真值之差。
分類:
系統(tǒng)誤差:單向性、有重現(xiàn)性、增次不可消除。
隨機誤差:正態(tài)分布偶然性增次減少。
過失誤差:錯誤導致。
3、偏差
單次值與多次測量平均值之差。絕對偏差是測量值與平均值之差;
相對偏差是絕對偏差與平均值之比:
標準偏差:
相對標準偏差(變異系數(shù),CV)1.準確度高,要求精密度一定高。但精密度好,準確度不一定高2.準確度反映了測量結果的正確性,精密度反映測量結果的重現(xiàn)性圖9.3正態(tài)分布圖(二)正態(tài)分布表9.4
正態(tài)分布總體的樣本落在下列區(qū)間內的概率區(qū)間落在區(qū)間內的概率/%μ+1.000σ68.26μ+1.645σ90.00μ+1.960σ95.00μ+2.000σ95.44μ+2.576σ99.00μ+3.000σ99.73297二、數(shù)據(jù)的處理和結果表述
(一)數(shù)據(jù)修約規(guī)則:四舍六入五考慮四舍六入五考慮,五后非零則進一,五后皆零視奇偶,五前為偶應舍去,五前為奇則進一。例:將下列數(shù)據(jù)只保留3位數(shù)字:
14.342614.263114.250014.050014.150014.314.314.214.014.2(二)有效數(shù)字
是指實際上能夠測量到的數(shù)字,通常包括全部準確的數(shù)字和一位不確定的可疑數(shù)字。計算結果的有效數(shù)字:滴定分析:四位有效數(shù)字濃度:0.1025mol/L儀器分析:一般是三位有效數(shù)字分光光度法、原子吸收、氣相色譜等。1.法依據(jù):偏差>3
的概率<0.3%故可舍去
0.8034有限次測量,用S代,用代,故為處理方法:(1)求出除異常值外的其余數(shù)據(jù)的和(2)求>舍棄<保留特點:簡便但不夠準確(三)可疑數(shù)據(jù)的取舍
2.狄克遜檢驗法表9.5狄克遜檢驗統(tǒng)計量Q計算公式n值范圍可疑數(shù)據(jù)為最小值X1時可疑數(shù)據(jù)為最大值Xn時3~78~1011~1314~25表9.6
狄克遜檢驗臨界值(Qa)表若Q≤Q0.05可疑值為正常值
Q0.05≤Q≤Q0.01可疑值為偏離值
Q≥Q0.01可疑值為離群值一組測量數(shù)值從小到大排序為14.65、14.90、14.90、14.92、14.95、14.96、15.00、15.01、15.01、15.02n=10查表,當n=10,給定顯著水平α=0.01時,Q0.01=0.597因Q>Q0.01,所以14.65為離群值(四)均數(shù)的置信區(qū)間和t值
根據(jù)統(tǒng)計學理論U–總體平均值S-標準偏差n-測定次數(shù)通常采用90%-95%的置信區(qū)間(0.10-0.05)例:測定某廢水氰化物的濃度得下列數(shù)據(jù):μ=15.30mg/L,n=4,S=0.10。求置信度為90%的置信區(qū)間。解:自由度n′=4-1=3查表,置信度為90%時,t=2.35μ=
15.30
±
0.12(mg/L)(五)監(jiān)測結果的統(tǒng)計檢驗-t檢驗t檢驗判斷的通則是:當t<t
(0.05),結果無顯著性差異;當t
(0.05)≤t≤t
(0.01),結果有顯著性差異;當t
≥t
(0.01),結果有非常顯著差異;測定結果的顯著性檢驗例題:某含鐵標準物質,已知鐵的保證值是1.06%,對其10次測定的平均值是1.054%,標準偏差為0.009。檢驗測定結果與保證值之間有無顯著性差異。解:根據(jù)公式求t值算出t的絕對值為2.11查表t(0.05)=2.62(自由度為9)t<t
(0.05),測定結果無顯著性差異。2.兩種方法的顯著性檢驗三、直線相關和回歸
(一)相關和直線回歸方程(二)相關系數(shù)圖9.5正相關的兩種圖形圖9.6負相關的兩種圖形第五節(jié)實驗室質量保證一、名詞解釋
準確度
精密度
靈敏度
空白試驗
校準曲線
檢測限
測定上、下限
準確度
準確度是用一個特定的分析程序所獲得的分析結果與假定的或公認的真值之間符合程度的度量。它是反映分析方法或測量系統(tǒng)存在的系統(tǒng)誤差和隨機誤差兩者的綜合指標,并決定其分析結果的可靠性。準確度用絕對誤差和相對誤差表示。
可采用測定回收率、對標準物質的分析、不同方法的對比等方法來評價準確度。通常規(guī)定95~105%作為回收率的目標值。
精密度
精密度是指用一特定的分析程序在受控條件下重復分析均一樣品所得測定值的一致程度,它反映分析方法或測量系統(tǒng)所存在隨機誤差的大小。
平均偏差、相對平均偏差、標準偏差和相對標準偏差都可用來表示精密度大小,較常用的是標準偏差。精密度與準確度圖示精密度差準確度差精密度好準確度差精密度好準確度好
靈敏度分析方法的靈敏度是指該方法對單位濃度或單位量的待測物質的變化所引起的響應量變化的程度。常用標準曲線的斜率來度量靈敏度。標準曲線的直線部分以下式表示:
A=kc+a式中:A—儀器的響應量;
c—待測物質的濃度;
a—校準曲線的截距;
k—方法的靈敏度,k值大,說明方法靈敏度高。
靈敏度因實驗條件而變。
空白試驗空白試驗又叫空白測定,是指用蒸餾水代替試樣的測定。所加試劑和操作步驟與試驗測定完全相同。
空白試驗所得的響應值稱為空白試驗值。
校準曲線校準曲線是用于描述待測物質的濃度或量與相應的測量儀器的響應量或其他指示量之間定量關系的曲線。
工作曲線和標準曲線。
檢測限
某一分析方法在給定的可靠程度內可以從樣品中檢測出的待測物質的最小濃度或最小量。
所謂檢測是指定性檢測,即斷定樣品中確定存在濃度高于空白值的待測物質。一般采用:依據(jù):DL=3×s×c/X
式中:
DL—方法的檢出限;
s—樣品測量讀數(shù)的標準偏差;
c—樣品含量值;(接近空白的濃度,低濃度)
X—樣品測量讀數(shù)平均值。例:確定“氣相法測定水產品中氯霉素的殘留“的方法檢出限,取12份氯霉素含量為2.0g/kg的樣品,按測定方法步驟進行測定,測定結果列于表。
峰面積
峰面積平均值
標準偏差s
5624
5192
5461
5803
5401
5303
5508
5486
5443.8
178.1
5318
5565
5189
5475
DL=3×s×c/X=3×178.1×2.0÷5443.8=0.2ug/kg
此儀器條件下,方法的檢出限為0.2ug/kg分光光度法的檢出限:DL=3×s×c/A式中:
DL—方法的檢出限;
s—樣品測量讀數(shù)的標準偏差;
c—樣品含量值;(接近空白的濃度,低濃度)
A—樣品測量讀數(shù)平均值。
測定限測定限分測定下限和測定上限。測定下限是指在測定誤差能滿足預定要求的前提下,用特定方法能夠準確地定量測定待測物質的最小濃度或量;測定上限是指在測定定誤差能滿足預定要求的前提下,用特定方法能夠準確地定量測定待測物質的最大濃度或量。二、實驗室內質量控制
實驗室內部質量控制是實驗室人員對分析質量進行自我控制的過程。
控制方法:比對實驗、對照實驗、加標、質控圖如:標準物質對比、方法對比
(一)質量控制圖的繪制及使用上控制限(UCL)3S上警告限(UWL
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