第二节 大气污染监测方案的制订 制订大气污染监测方案的程序同制订水质监测方案一样,首先要根据监测目 的进行调查研究,收集必要的基础资料,然后经过综合分析,确定监测项目,设计 布点网络,选定采样频率、采样方法和监测技术,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。 我国制订的《环境监测技术规范》(大气和废气部分)中,规定了大气环境污 染监测与污染源 监测的目的、布点原则、监测项目、采样方法和监测技术等。 下面结合该规范关于大气污染监测方案的基本内容予以展开介绍。 一、监测目的 (1)通过对大气环境中主要污染物质进行定期或连续地监测,判断大气质量 是否符合国家制订的大气质量标准,并为编写大气环境质量状况评价报告提供数 据。 (2)为研究大气质量的变化规律和发展趋势,开展大气污染的预测预报工作 提供依据。 (3)为政府部门执行有关环境保护法规,开展环境质量管理、环境科学研究及 修订大气环境质量标准提供基础资料和依据。 二、有关资料的收集 (一)污染源分布及排放情况 通过调查,将监测区域内的污染源类型、数量、位置、排放的主要污染物及 排放量一一弄清楚,同时还应了解所用原料、燃料及消耗量。因为小污染源的排 放高度低,又才周围地区地面大气中污染物浓度影响比大 型工业污染源大。 (二)气象资料 污染物在大气中的扩散、输送和一系列的物理、化学变化在很大程度上取决 于当时当地的气 象条件。因此,要收集监测区域的风向、风速、气温、气压、降 水量、日照时间、相对湿度、温度的垂直梯度和逆温层底部高度等资料。 (三)地形资料 地形对当地的风向、风速和大气稳定情况等有影响,因此,是设置监测网点应 当考虑的重要因素。为掌握污染物的实际分布状况,监测区域的地形越复杂,要求 布设监测点越多。 (四)土地利用和功能分区情况 监测区域内土地利用情况及功能区划分也是设置监测网点应考虑的重要因 素之一。不同功能区的污染状况是不同的,如工业区、商业区、混合区、居民区 等。还可以按照建筑物的密度、有无绿化地带等作进一步分类。 (五)人口分布及人群健康情况 环境保护的目的是维护自然环境的生态平衡,保护人群的健康,因此,掌握监 PDF 文件使用 "pdfFactory" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn 测区域的人口分布、居民和动植物受大气污染危害情况及流行性疾病等资料,对 制订监测方案、分析判断监测结果是有益的。 此外,对于监测区域以往的大气监测资料等也应尽量收集,供制订监测方案 参考。 三、监测项目 存在于大气中的污染物质多种多样,应根据优先监测的原则,选择那些危害 大、涉及范围广、 已建立成熟的测定方法,并有标准可比的项目进行监测。我国 在《居住区大气中有害物质最高容许浓度》中规定了34种有害物质的限值。对 于大气环境污染例行监测项目,各国大同小异,表3-3和表3-4列出我国《环境监 测技术规范》中规定的例行监测项目。 连续采样实验室分析项目 必 测 项 目 选 测 项 目 二氧化硫、氮氧化物、总悬浮颗粒物、 硫酸盐化速率、灰尘自然降尘量 一氧化碳、飘尘①、光化学氧化剂、氟化 物、铅、汞、苯并(a)芘、总烃及非甲烷烃 大气环境自动监测系统监测项目 必 测 项 目 选 测 项 目 二氧化硫、氮氧化物、总悬浮颗粒物 或飘尘、一氧化碳 臭氧、总碳氢化合物 四、监测网点的布设 监测网点的布设方法有经验法、统计法和模式法等。在一般监测工作中,常 用经验法。 (一)布设采样点的原则和要求 (1)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)工业较密集的城区和工矿区,人口密度及污染物超标地区,要适当增设 采样点;城市郊区和农村,人口密度小及污染物浓度低的地区,可酌情少设采样 点。 (4)采样点的周围应开阔,采样口水平线与周围建筑物高度的夹角应不大于 30o。测点周围无局地污染源,并应避开树术及吸附能力较强的建筑物。交通密集 区的采样点应设在距人行道边 缘至少1.5m远处。 (5)各采样点的设置条件要尽可能一致或标准化,使获得的监测数据具有可 比性。 (6)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 PDF 文件使用 "pdfFactory" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn 离地面1.5一2m处;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3一15m;若置于屋顶采 样,采样口应与基础面有1.5m以上的相对高度, 以减小扬尘的影响。特殊地形地 区可视实际情况选择采样高度。 (二)采样点数目 在一个监测区域内,采样点设置数目是与经济投资和精度要求相应的一个效 益函数,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 等因素综合考虑确定。世界卫生组织(WH0)和世界气象组织(WM0)提出按城市人口 多少设置城市大气地面自动监测站(点)的数目。 (三)布点方法 1.功能区布点法 按功能区划分布点法多用于区域性常规监测。先将监测区域划分为工业区、 商业区、居住区、工业和居住混合区、交通稠密区、清洁区等,再根据具体污染 情况和人力、物力条件,在各功能区设置一定数量的采样点。各功能区的采样点 数不要求平均,一般在污染较集中的工业区和人口较密集的居住区多设采样点。 2.网格布点法 这种布点法是将监测区域地面划分成若干均匀网状方格,采样点设在两条直 线的交点处或方格中心。网格大小视污染源强度、人口分布及人力、物力条件等 确定。若主导风向明显,下风向设点应多一些,一般约占采样点总数的60%。对于 有多个污染源,且污染源分布较均匀的地区,常采用这种布点方法。它能较好地反 映污染物的空间分布;如将网格划分的足够小,则将监测结果绘制成污染物浓度 空间分布图,对指导城市环境规划和管理具有重要意义。 3.同心圆布点法 这种方法主要用于多个污染源构成污染群,且大污染源较集中的地区。先找 出污染群的中心,以此为圆心在地面上画若干个同心圆,再从圆心作若干条放射 线,将放射线与圆周的交点作为采样点。不同圆周上的采样点数目不一定相等或 均匀分布,常年主导风向的下风向比上风向多设一些点。 4.扇形布点法 扇形布点法适用于孤立的高架点源,且主导风向明显的地区。以点源所在位 置为顶点,主导风向为轴线,在下风向地面上划出一个扇形区作为布点范围。扇形 的角度一般为45o,也可更大些,但不能超过90o。采样点设在扇形平面内距点源 不同距离的若干弧线上(见图3-5)。每条弧线 上设3一4个采样,点,相邻两点 与顶点连线的夹角 一般取10一20。。在上风向应设对照点。 采用同心圆和扇形布点法时,应考虑高架点源排放污染物的扩散特点。在不计污 染物本底浓 度时,,点源脚下的污染物浓度为零,随着距离增加,很快出现浓度最 大值,然后按指数规律下降。至于污染物最大浓度出现的位置,与源高、气象条件 和地面状况密切相关。 在实际工作中,为做到因地制宜,使采样网点布设的完善合理,往往采用以一 种布点方法为主,兼用其他方法的综合布点法。 五、采样时间和采样频率 PDF 文件使用 "pdfFactory" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn 采样时间系指每次采样从开始到结束所经历的时间,也称采样时段。采样频 率系指在一定时 间范围内的采样次数。这两个参数要根据监测目的、污染物分 布特征及人力物力等因素决定。 采样时间短,试样缺乏代表性,监测结果不能反映污染物浓度随时间的变化, 仅适用于事故性污染、初步调查等情况的应急监测。为增加采样时间,目前采用 两种办法,一是增加采样频率, 即每隔一定时间采样测定一次,取多个试样测定结 果的平均值为代表值。这种方法适用于受力、物力限制而进行人工采样测定的情 况,是目前进行大气污染常规监测、环境质量评价现状监测等广泛采用的方法。 若采样频率安排合理、适当积累足够多的数据,则具有较好的代表性。 第二种增加采样时间的办法是使用自动采样仪器进行连续自动采样,若再配 用污染组分连续或间歇自动监测仪器,其监测结果能很好地反应污染物浓度的变 化,得到任何一段时间(如l小时、1天、1个月、1个季度或1年)的代表值(平均 值),这是最佳采样和测定方式。显然,连续自动采样监测频率可以选的很高,采样时 间很长。 六、采样方法和仪器 根据大气污染物的存在状态、浓度、物理化学性质及监测方法不同,要求选 用不同的采样方法和仪器,对于这部分内容将在下一节作较详细地介绍。 七、监测方法 在大气污染监测中,目前应用最多的方法还属分光光度法和气相色谱法。和 水质监测一样, 为获得准确和具有可比性的监测结果,监测方法应尽量统一和规 范化,为此,许多国家根据国际标准化组织(IS0)推荐的方法,结合自己国情制定 出本国的大气污染监测方法。我国的《空气和废气监测分析方法》(1990年版) 包括80个监测项目,149个监测方法,并将这些方法分为国标、推荐和试行三类, 是目前我国大气环境污染监测的统一方法。本章以后几节将陆续介绍典型大气污 染物的监测方法和监测仪器。 PDF 文件使用 "pdfFactory" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn