大气环境评价.docx

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大气环境评价

1.绪论

1.1实习的目的

对于四年级的环境科学学生来说，在学习了环境监测、环境化学及环境评价的基础上，通过大气环境监测设计这门综合实验，加深学生们对于环境实验设计、环境监测、污染物的迁移与转化和环境评价这一框架的理解，使理论更联系实际，起到学以致用的目的。

该实验要求学生自主进行大气环境监测方案的设计，对环境监测方案进行制定、采样点布设、样品采集方法、分析检验、数据处理、结果分析及环境质量评价进行一次综合训练

。

该实验设置的目的:

1、训练学生完成一项模拟或实际监测任务的能力，让学生体会到团队精神的重要性。

2使学学习选择样品预处理方法以及如何操作监测仪器。

3训练学生科学地处理监测数据的能力，对各项目监测结果的综合分析和评价的能力。

4加深学生对污染物的转化和迁移的理解。

1.2实习的地点

实习的地点是在天津科技大学泰达校区校内及周围区域。

1.3实习安排

10月22号下午，在学校大门口测量空气中SO2和NOx含量。

10月23号下午，在学校大门口测量空气中TSP含量。

10月24号下午，在操场测量空气中SO2和NOx含量。

10月25号上午，在老食堂东门测量空气中SO2和NOx含量。

2.监测区水文气象特征

天津市属于海河流域，海河流域属大陆季风性气候区，平均年降水量为548mm。

降水量年内分配不均匀，多年平均汛期降水量（6－9月）占全年的75%一85%。

降水量年际变化很大，1964年降水量为798毫米，而1965年仅358毫米，比值为2．23。

海河流域多年平均径流量为264亿立方米（按1956～1984年资料统计）。

1956年最大为542亿立方米，1981年最小为112亿立方米，最大值与最小值之比为4.83。

径流的年内分配，一般是6～9月的径流量占全年的70%～80%，个别河流达到90%；部分有春汛、泉水补给，调节性能好的河流，6～9月的径流则仅占全年径流的50%～60%。

河川径流的年际变化大，年内分配又集中的这两个特性表明：

海河流域枯水年洪水可能很小，而丰水年的洪水又可能很大。

本流域的暴雨的特点是，时间短、强度大且集中在7月下旬至8月上旬。

洪水与暴雨相应，最大30d洪量一般占汛期（6～9月）洪量的50%～90%，而5－7d洪量可占30d洪量的60%～90%，洪峰多是尖瘦形。

值得注意的是，流域内的暴雨强度和洪峰模数都达到了中国大陆的最大值。

如1963年8月2日至8日，河北省内丘县獐獏降雨量达2050毫米，滏阳河支流诋河西台峪站集水面积124平方公里，1963年实例洪峰流量3900立方米/秒，洪峰模数达31.4（立方米/秒.平方公里）

。

塘沽区属于暖温带季风型大陆气候，四季变化明显。

年平均气温12.6℃，其中7月份平均气温最高，为26.5℃；1月份平均气温最低，为-3.3℃。

年极端最高气温为40.9℃，出现在1999年7月24日；年极端最低气温为-15.4℃，出现在1986年1月4日。

年≥0℃的积温为4427～5117℃·日，月平均气温日较差为5.1～10.9℃。

年平均降水量为566毫米，年降水量≥0.1mm的日数为63.4天。

年日照时数为2731.9小时。

平均初霜日是11月10日，终霜日是3月18日，无霜期236天

。

3.大气污染源调查

3.1校园内污染源调查

污染源

数量

燃料种类

污染物名称

防治措施

排放方式

食堂炉灶

42

煤

SO2、NOx

无

直接排放

实验楼

操场

3.2校园周围污染源调查

4.大气监测方案设计

4.1采样点布设计

对于学校周围采样点的布局，根据校园及其周围的第四章中对污染源的调查结果，设置了四个采样点。

4.1.1站点布设

4.1.2GPS和风速仪的使用方法

手持式GPS

GPS能够定点，存点，测量高程，导航，同时还能够确定方位、航点和航线。

仪器右侧有两个按键，分别为电源和翻页键；左侧有三个按键，分别为向上、向下和输入键

。

风速仪

风速仪可以可以测量大气的温度、湿度、风的寒冷度、热量指数、露点。

操作也非常简单。

打开电源键，通过MODE按钮可以改变工作模式，可以在任何时候选择不同的工作模式

。

4.2采样时间和频次

这次大气环境监测实验，我们分成了两组，一班从早上8点开始测量，二班从下午2点开始监测，时间是从10月22号到25号，每天监测两次。

4.3监测项目和分析方法

4.3.1监测项目

这次实验的监测项目是校园及其周围的TSP、SO2、NOx。

4.3.2分析方法

4.3.2.1大气中总悬浮颗粒物的测定（重量法）

用重量法测定大气中总悬浮颗粒物的方法一般分为大流量（3.3-3.7）、中流量（0.05-0.35m）采样法。

其原理为：

抽取一定体积的空气，使之通过已恒重的滤膜，则悬浮微粒被阻留在滤膜上，根据采样前后滤膜质量之差及采样体积，可计算总悬浮颗粒物的质量浓度。

步棸：

1．采样器的流量校准

2．采样

（1）每张滤膜使用前均需用光照检查，不得使用有针孔或有任何缺陷的滤膜采样。

（2）迅速称量在平衡室内已平衡24h的滤膜，读数淮确至0.3mg。

记下滤膜的编号及质量，将其平展地放在光滑干净的纸袋内，然后储存于盒内备用。

天平放置在平衡室内，平衡室温度在20－25℃。

之间，温度变化小于+3℃。

相对湿度小于50％，湿度变化小于5％。

（3）将已恒重的滤膜用小镊子取出，“毛”面向上，平放在采样夹的网托上，拧紧采样夹，按照规定的流量采样，

（4）采样5min后和采样结束前5min，各记录一次U形压力计压差值，读数准至3mm。

若有流量记录器．则直接记录流量。

测定日平均浓度时，一般从8：

00开始采样至第二天8：

00结束。

若污染严重，可用几张滤膜分段采样，合并计算日平均浓度。

3．样品测定

将采样后的滤膜称量。

记录结果及有关参数。

4、计算

总悬浮颗粒物（TSP，mg/m3）=W/（Qn*t）

式中W—采集在滤膜上的总悬浮颗粒物质量，mg；

t—采样时间，min；

Qn—标准状态下的采样流量，（m3/min）按下式计算

4.3.2.2大气中氮氧化物的测定（盐酸萘乙二胺分光光度法）

大气中的氮氧化物主要有一氧化氮、二氧化氮、五氧化二氮、一氧化二氮等。

测定大气中的氮氧化物主要是其中的一氧化氮、二氧化氮，如果测定二氧化氮的浓度。

可直接用溶液吸收法采集大气样品。

若测定—氧化氮和二氧化氮的总量，则先用三氧化铬将一氧化氮氧化成二氧化氮后．进入溶液吸收瓶。

二氧化氮被吸收液吸收后，生成亚硝酸和硝酸，其中亚硝酸与对氨基苯磺酸发生重氮化反应，再与盐酸萘乙二胺偶合。

生成玫瑰红色偶氮染料，据其颜色深浅，用分光光度法测定。

因为二氧化氮转变为亚硝酸的转换系数为0.76，故在计算结果时乘以0.76。

步棸：

1、采样

（1）吸收液

（2）三氧化铬—砂子氧化管

2、制作标线

3、样品的测定

计算氮氧化物（NO2，mg/m3）=（A-A0）/（0.76b*VN）

A—样品溶剂的吸光度；

A0—试剂空白溶液的吸光度；

b—标准曲线斜率

VN—标准状态下的采样体积,L

4.3.2.3大气中二氧化硫的测定

大气中的二氧化硫被四氯汞钾溶液吸收后,生成稳定的二氧化硫盐酸配合物,此配合物再与甲醒及盐酸副玫瑰苯胺发生反应，生成紫红色的配合物，据其颜色深浅，用分光光度法测定。

步棸：

1、采样

2、绘制标线

3、测量

4、计算

二氧化硫（μg/l）=（W*Vt）/（Vn*Va）

W-测定时所取样品液二氧化硫含量（由标准曲线查知），μg；

Vt-样品溶液总体积（吸收管中吸收液的总体积或将该溶液移至容量瓶中定容后的体积），ml；

Va-测定时所取样品溶液体积（在稀释样品溶液时，从总体积中移取的样品溶液的体积,如果吸收液吸收待测物质后,不用烯释,直接测定,则Vt=Va），ml

Vn—标准状态下的采样体积，l

4.4监测处理结果

紫色框表示数据与其他数据相比偏离较大固处理时舍去

5、监测结果及评价

5.1各污染物检出情况分析

5.1.1各污染物的检出特征

时间

10.22

10.23

10.24

10.25

平均风速（m/s）

1.1

0.4

2.1

0.4

温度（℃）

17.6

17.6

15.2

21.6

相对湿度（%）

55

26

30

34

露点（℃）

9.3

19.1

12.8

6.9

5.1.1TSP、SO2和、NOx平均浓度随时间的变化曲线

TSP随着时间的变化先增大后减小，而10月23号的TSP的浓度的平均值是校园大门口的数据，同时，由

5.2校园大气质量评价

5.2.1评价因子和评价方法的选择

评价方法的选择：

1单因子评价

标况下的实测浓度ug/L

标况下的标准浓度ug/L

②格林大气污染指数

公式：

式中：

S－SO2实测日平均浓度ug/L

C－实测日平均烟雾系数（COH），1COH≈125µg/m3TSP。

污染物

希望水平

警戒水平

极限水平

SO2

0.06

0.3

1.5

烟雾系数

0.9

3.0

10.0

污染指数

25

50

100

表3格林SO2和烟雾系数日平均浓度标准

③上海大气污染指数

公式：

表4上海大气污染指数

分级

清洁

轻污染

中污染

重污染

极重污染

I

<0.6

0.6-1

1-1.9

1.9-2.8

>2.8

大气污染水平

清洁

大气污染指数

三级指标

普戒水平

警告水平

紧急水平

由于每种评价方法各有自己的优点与不足，通过使用几种方法相结合，可以更有效、更全面地评价大气环境质量。

5.2.2结果分析

5.2.2.1单因子评价结果分析

所监测地区为校园及其周围区域，按照环境空气质量功能区的分类和标准，此类区域为二类区，标准如下表：

污染物名称

取值时间

二级标准浓度（ug/L）

TSP

年平均

0.2

日平均

0.3

SO2

年平均

0.06

日平均

0.15

一小时平均

0.5

NOx

年平均

0.05

日平均

0.1

一小时平均

0.15

在处理TSP数据时，由于没有TSP的一小时平均浓度，用日平均浓度代替一小时平均浓度。

处理结果如下：

10.22

10.23

10.24

10.25

TSP

>1

<1

<1

<1

NOx

<1

<1

<1

<1

SO2

<1

<1

<1

<1

大于1说明超出环境质量标准，只有10月22号的TSP超出了环境质量标准。

而其他所监测的污染物在监测段内没有超出环境质量标准，用单因子评价法，总体上说，校园内及其周围的大气质量良好。

5.2.2.2格林大气污染指数结果分析

由于处理数据时，用二氧化硫的实测一小时的浓度代替日平均浓度。

10.22

10.23

10.24

10.25

格林大气污染指数

39.8<50

18.8<25

23.42<25

41.9<50

小于25时，说明空气清洁而安全；大于50说明空气有潜在危险性；在此之间时应发出警报。

由上述表知，10月22、25号两天应发出警报；23、24号两天空气清洁而安全。

5.2.2.3上海大气污染指数结果分析

时间

10.22

10.23

10.24

10.25

上海大气质量指数

0.04

0.1

0.06

0.18

上述上海大气质量指数是用氮氧化物计算的，由于上述上海大气质量污染指数全小于0.6，所以根据上海大气质量指数法得出校园大气质量为清洁。

6结论与建议

6.1结论

根据单因子评价结果，校园大气质量除10月22号超标外，其他污染指标在范围之内，说明泰达校区大气质量良好。

由格林大气指数得出，10月22、25号两天应发出警报；23、24号两天空气清洁而安全。

通过上海大气污染指数计算得出，校园大气质量清洁。

6.2建议

1、对于这次大气综合实验，就是在做实事要学会如何做实验标签，对于标签要使别人能看清楚，并且简单易行。

2、做实验时要分工清楚、任务明确、听从老师安排；同时要具有团队精神。

衷心的希望学弟学妹们能吸收我们的前车之鉴。

致谢

对于这次完成这次实验，刘老师不辞辛苦带领大家做实验，悉心指导我们，在此我要对刘占广老师说声谢谢；李海明老师在百忙之中，指导我们如何规划实验、如何写报告，给我们传授知识，对此谢谢李老师。

同时，我还要感谢我的室友，马文龙、王超、任星光和刘安，是我们共同努力，才完成实验任务。

最后，还要谢谢全班同学，大是家齐心协力共同完成数据，并且数据共享，才更加全面的掌握数据。

参考文献：

[1]李海明老师的大气环境监测设计性实验ppt课件.

[2]天津市XX百科.

[3]塘沽区XX百科.

[4]GPSXX百科.

[5]风速仪XX百科.