第十章 环境空气与大气污染检测技术

• 10.1 概述

• 10.2 大气污染指标监测

• 10.3 自动连续监测系统

10.1 概述

10.1.1 大气污染物

大气污染物 :由于人类活动或自然过程排入大气并对人和环境产

生有害影响的那些物质。

大气污染物按其存在形态可概括为两大类：

1. 气溶胶状态污染物

2. 气体状态污染物

（ 1 ）气溶胶状态污染物

在大气污染中，气溶胶系指沉降速度可以忽略的小固体粒子、液体粒子或它们在气体介质中的悬浮体系。

按气溶胶的来源和物理性质，可分为 :粉尘（ 1 ～ 200 mμ ）、烟（ 0.01~1 mμ ）、飞灰、

黑烟、雾等。

（ 2 ） 气体状态污染物

气体状态污染物是以分子状态存在的污染物。气态污染物的种类很多，总体上可以分为几大类：

以 SO2 为主含硫化合物；以氧化氮和二氧化氮为主的含氮化合物；碳氧化物；有机化合物及卤素化合物等。

表 10.1 气体状态大气污染物的分类

污染物 一次污染物 二次污染物

含硫化合物 SO2、 H2S SO3、 H2SO4、MSO

4

含氮化合物 NO、 NH3NO2、 HNO3、MNO

3

碳的氧化物 CO、 CO2 无

有机化合物 C1～ C10 醛酮过氧乙酰硝酸酯、 O3

卤素化合物 HF、 HCl 无

注： MSO4、MNO3 分别为硫酸盐和硝酸盐。

10.1.2 大气污染监测系统

大气污染监测系统都是由四部分组成。（ 1 ）采样装置

（ 2 ）监测仪器（ 3 ） 数据传输系统（ 4 ）数据处理系统

10.2 大气污染指标监测 10.2.1 二氧化硫 

SO2 是主要大气污染物之一，为大气环境污染例行监测项目。 SO2 是一种无色、易溶于水、有刺激性气味。

SO2 的味阈值是 0.3ppm ，达 30～ 40ppm 时，人呼吸将会感到困难。

（ 1 ）测定方法及原理

测定 SO2 常用的方法有 :

溶液电导率法 ;紫外荧光法 ;红外线吸收法 ;库化滴定法 ;火焰光度检测法等。

① 紫外荧光法工作原理：

紫外荧光通常是指某物质受到紫外光照射时，各自吸收了一定波长的光之后，发射出比照射光波长长的光，利用测荧光波长和荧光强度建立起来的定性、定量方法称为荧光分析法。含被测物质的溶液被入射光（ I0 ）激发后，可以在溶液的各方向观测到荧光强度（ F ） 。一般在与激发光源发射光垂直的方向，如图 10.1 所示。

图 10.1 观测荧光主向示意图

根据比耳定律，透过光的比例为：

(10.1)

 

式中： I0 —— 入射光（激发光）强度； I —— 透过光强度；

C —— 被测物质的浓度； ε—— 被测物质摩尔吸光系数；

b —— 透过液层厚度。

bc

I

I 100

被吸收和散射等光的比例为：

(10.2)

(10.3)

总发射荧光强度（ F ）与试样吸收的激发光的光量子

数和荧光量子效率成正比： (10.4)

bc

I

II 101

0

)10( 00bcIII

)101()( 00bc

FF IIIF

将上式括号内的指数项展开可得：

(10.5)

 

对于很稀的溶液，被吸收的激发光不到 2%， εbc很小，上式中括号内第二项后各项可忽略不计，则简化为： (10.6)

]!3

)3.2(

!2

)3.2(3.2[0

32

bcbc

bcIF F

03.2 bcIF F

对于一定的荧光物质，当测定条件确定后，上式中的ΦF、 I0 、、 ε 、 b 均为常数，故又可简化为：

(10.7)

即荧光强度与荧光物质浓度呈线性关系。 影响荧光强度的因素有：激发光照射时间、溶

液温度和 pH 值、溶剂种类及伴生的各种散射光等

F kc

②荧光计和荧光分光光度计

用于荧光分析的仪器有目视荧光计、光电荧光计和荧光分光光度计等。

光电荧光计以高压汞灯为激发光源、滤光片为色散元件，光电池为检测器，将荧光强度转换成光电流，用微电流表测定。

测定微量荧光物质可得到满意的结果。

1 32 4 5 6

7

8

9

10

11

12

13

图 10.2 荧光分光光度计结构示意图1 光源 2.4.7.9.狭缝 3 激发光单色器 5 样品池 6 表面吸光物质 8 发射光单色器 10 光电倍增管 11放大器 12 指示器 13记录仪

如果对荧光物质进行定性研究或选择定量分析的适宜波长，则需要使用荧光分光光度计，其结构示于图 10.2 。

③溶液电导法

用酸性过氧化氢溶液吸收气样中的二氧化硫：

(10.8) 所生成的硫酸，使吸收液电导率增加，其增加

值决定于气样中 SO2 含量，

故通过测量吸收液吸收 SO2前后电导率的变化，就可以得知气样中 SO2 的浓度。

2442222 2 SOHSOHOHSO

方法名称 原 理 特 点 测定范围

（ L/m3）溶液电导率法

以一定比例使废气与吸收液（硫酸酸性的 H2O2 溶液）接触，测定吸收液的导电率变化，连续的测定废气中的 SO2

浓度

设备费较低，易于推广。抗干扰性能较差，日常维护管理较麻烦

5~2000

红外线吸收法

将试样气体导入气体池，用选择性检测器测定 SO2 在 7.3μm 附近的红外线吸收，即可连续地求得 SO2 的浓度

此法不需要配置溶液，维护管理简单，适用于水分和 CO2 影响可以忽略的场合

10~2000

紫外线吸收法

将 试 样 气 体 导 入 气 体池， 在 280 ～320nm 附近对 SO2 的紫外吸收量变化进行光电测定，即可连续地求得 SO2

的浓度

此法系干法操作，维护方便。 NO2 存在时有干扰。需设法消除

10~2000

火焰光度检测法

将试样气体导入富氢火焰中， SOx 将在 394nm附近产生特征波长的光，测定它的发光强度，即可连续的测得 SO2

的浓度

此法检测灵敏度很高，不仅可测 SO2 浓度，也可测SOx 的总量和 H2S 等，除磷氧化物外其它物质几乎不干扰

5~1000

恒电位电解法

将试样气体导入电解池，对电解液中扩散吸收的 SO2进行定比电位电解，测定其电解电流，即可连续地求得 SO2

的浓度

此法装置便于携带，但具有湿法操作在维护管理上方便。 H2S 、 NO2 浓 度高时有干扰，当其可忽略或可消除影响时，可用此法

5~2000

各种方法的原理及性能比较参见下表 10.2 。

（ 2 ）二氧化硫监测仪 ① 紫外荧光监测仪

紫外荧光法测定环境空气中的 SO2 ，具有选择性好、不消耗化学试剂、适用于连续自动监测等特点。

用波长 190—230nm 紫外光照射大样品，则SO2 紫外光被激发至激发态，即 (10.9)

激发态 SO2 不稳定，瞬间返回基态，发射出 330nm的荧光，即

(10.10)

22 SOhSO

222 hSOSO

采样

标定

零气

排气

压力表1

2 4 5 6

3

9 10

7

8

1112

图 10.3 紫外荧光 SO2 监测仪气路系统 1除尘过滤器 2采样电磁阀 3零气 ./标定电磁阀 4渗透膜除

水器 5毛细管 6除烃器 7反应室 8流量计 9调节阀 10抽气泵

11 电源 12信号处理及显示系统

紫外荧光 SO2 监测仪由气路系统及荧光监测系统两部分组成，如图 10.3 和图 10.4 所示。

1 25 4 3

6

7 8 9

图 10.4 SO2 监测仪荧光计工作原理 1 紫外光源 2、 4 透镜 3反应室 4 激发光滤光片 6 发射光滤光片 7 光电倍增管 8放大器 9 指示表

②库仑滴定式 SO2 监测仪器 依据库仑滴定式原理设计的 SO2 自动监测仪工作原理示于图 10.5 。

如果进入库仑池的气样中不含 SO2 ，参比电极无电流输出。如果气样中含 SO2 ，则发生反应： (10.11)

HISOOHISO 422 24222

恒定电流

抽气泵

I a

bI

I R

气样1

2

3

4

56 7

8

气样中 SO2 含量越大，导致阴极电流减小而通过参比电极流出的电流越大。当气样以固定流速连续地通入库仑池时，则参比电极电流和 SO2 量间的关系如下：

(10.12)

式中： P—每秒进入库仑池的 SO2 量（ g/sμ ）； IR—参比电极电流（ Aμ ）； M—SO2 分子量（ 64 ）； n—参加反应的每个 SO2 分子的电子变化数。

RR I

n

MIP 000332.0

96500

③电导式 SO2 自动监测仪器 电导式 SO2 自动监测仪有间歇式和连续式两种

类型。● 间歇式测量结果为采样时段平均浓度，● 连续式测量结果为不同时间的瞬时值。

这种仪器有两个电导池，一个是参比池，用于测定空白吸收液的电导率（ K1 ），另一个是测量池，用于测定吸收 SO2 后的吸收液电导率（ K2 ）。

通过测量电路测出两种电导液电导率差值（ K2—K1 ），便可得到任一时刻气样中的 SO2 浓度。

④火焰光度法硫化物自动监测仪 此仪器是以色谱仪中的火焰光度检测器为信号转换装置设计的仪器。

2

1

3气样

4

65

7

6

8

9

10

图 10.6 火焰光度法硫化物监测仪器工作原理1抽气泵 2 火焰光度检测器 3滤光片 4 光电倍增管 5减压控

制阀 6高压电源 7 电子放大系统 8 自动切换阀 9记录仪

⑤比色法二氧化硫监测仪

该仪器将二氧化硫的比色测定方法实现了自动化。

它采用程序控制自动采样装置和自动加液计量装置，依次量取吸收液，采集定量气样，加入显色剂和进行比色测定。

10.2.2 氮氧化物 氮的氧化物有一氧化氮、二氧化氮、三氧化二

氮、四氧化三氮等多种形式。

一氧化氮为无色、无臭、微溶于水的气体，在大气中易被氧化为 NO2， NO2 为棕红色气体，具有刺激性臭味，是引起支气管炎等呼吸道疾病的有害物质。

大气中的 NO和 NO2 常用的测定方法有盐酸萘

乙二胺分光光度法，化学发光法及恒电流库仑滴定法等。

（ 1 ）测定方法及原理

① 盐酸萘乙二胺分光光度法 该方法采样和显色同时进行，操作简便，灵敏

度高，是国内目前普遍采用的方法。

根据采样时间不同分为两种情况 :

一是吸收用量少，适于短时间采样，二是吸收液用量大，适于 24h连续采样，

②化学发光法 NOx 分子吸收化学能后，被激发到激发态，再

由激发态返回至基态时 , 以光量子的形式释放出能量 ,

这种化学反应称为化学发光反应。

化学发光现象通常出现在放热化学反应中 ,包括激发和发光两个过程 , 即

(10.13)

(10.14)hCC

DCBA M

式中 A和 B—反应物 ; C* — 激发态产物 ; D — 其余产物 ; M—参与反应的第三种物质 ;

h—普朗克常数 ; —υ 发射光子的频率。

化学发光分析法的特点是：

灵敏度高，可达 ppb级，甚至更低；选择性好，线性范围宽。

③原电池库仑滴定法 这种方法与 SO2 库仑滴定测定法的不同之处是库仑池不施加直流电压 ,而依据原电池原理工作。

气样 库仑池放大器

数据处理系统

图 10.7 原电池库仑滴定法测定 NOx 原理

各种方法的原理及性能比较参见表 10.3 。

方法名称 原 理 特 点

盐 酸 萘乙 二 胺分 光 光度法

NO2 被吸收生成亚硝酸和硝酸。亚硝酸对氨基苯磺酸起重氮化反应，再与盐酸萘乙二胺耦合，呈玫瑰红色，根据颜色深浅于波长 540nm处，用分光光度法测定

本方法采样与显色同时进行，操作简便，方法灵敏

化 学 发光法

NOx 分子吸收化学能后，被激发到激发态，再由激发态返回至基态时 , 以光量子的形式释放出能量。利用测量化学发光强度对物质进行分析测定的方法称为化学发光分析法 ·

灵敏度高， 可 达 ppb级，甚至更低；选择性好；线性范围宽，通常可达 5—6个数量级。

原 电 池库 仑 滴定法

进入库仑池气样中含有得 NO2 与电解液中的 I- 反应生成 I2 ， I2 又立即在铂网阴极上还原为 I- ，产生微小电流．如果电流效率达１００％，则微电流大小与气样中 NO2 浓度成正比，故可根据法拉第电解定律将产生的电流换算成 NO2 的浓度，直接进行显示和记录

此法简便、快速、试剂用量少，无需标定滴定溶液

（ 2 ）氮氧化物监测仪① 比色法氮氧化物监测仪

过滤器 流量计

NO2

吸收显色瓶

NO氧化 瓶

缓冲瓶

抽气泵

程序控制器 比色计

送液泵

吸收、显色液贮瓶

显示、记录器

比色计

废液瓶

NO2

吸收显色瓶

图 10.8 比色法 NOx 自动分析仪工作原理

②化学发光 NOx 监测仪

气样

零气 记录仪

O2

1 2 3 45

6

7 89 10 11

1213 14

15 16

17

18 19 2021

图 10.9 化学发光法 NOx 监测仪工作原理图

1 、 18 尘埃过滤器 2 NO2-NO 转换器 3 、 7 电磁阀 4、 16、 19针形阀 5、 9流量计 8膜片阀 10 O3 发生器 11反应室及滤光片 12 光电倍增管 13放大器 14 指示表 15高压电源 16稳压电源 17零处理装置 20三通管 21抽气泵

10.2.3 臭氧 臭氧是最强的氧化剂之一，它是大气中的氧在太阳紫外线的照射下或受雷击形成的。臭氧具有强烈的刺激性，同时，臭氧又是高空大气的正常组分，强烈吸收紫外光，保护人和生物免受太阳紫外光辐射。

（ 1 ）测定方法及原理 O3 的测定方法有吸光光度法、化学发光法、紫

外线吸收法等。

①硼酸碘化钾分光光度法 用含有硫代硫酸钠的硼酸碘化钾溶液作吸收

液采样，根据标准曲线建立的回归方程式，按下式计算气样中 O3 的浓度：

式中： A1- 总氧化剂样品溶液的吸光度； A2-零气样品溶液的吸光度；

f - 样品溶液最后体积系列标准溶液体积之比；

a -回归方程式的截距； b

-回归方程式的斜率 ( 吸光度 / gOμ 3); Vn -标准状态下采样的体积 (L) 。

nVb

aAAfLmgO

])[(

)/( 213 (10.15)

② 化学发光法

测定臭氧的化学发光法有三种，即罗丹明 B法、一氧化氮法和乙烯法。

乙烯法是较为通用的方法， 1971年就被美国环境保护局确定为测定大气中 O3 的标准方法。其反应式如下：

(10.16)

(10.17)

2342423 4222 OHCHOOHCHCO

hHCHOHCHO

表 10.4 常用 O3 自动分析方法及性能比较方法名

称 原 理 特 点 测定范围

化学发光法

O3 能与乙烯发生均相化学发光反应，即气样中 O3 与过量乙烯反应，生成激发态甲醛，而激发态甲醛瞬间回至基态，放出光子，波长范围为 300-600nm ，峰值波长 435nm ，发光强度与 O3 浓度成正比

灵敏度高、分析速度快、选择性好，但设备费较贵

检出限0.005 mg/m3 ，0 ～ 2.0 mg/m3

硼酸碘化钾分光光度法

用含有 Na2S2O3 的硼酸碘化钾溶液作为吸收液采集空气样品，同时采集零空气样品，在吸收液中分别加入碘液，在 325nm 处分别测定吸光度。利用总氧化剂吸光度减去零空气样品的吸光度，即为 O3 相应的吸光度，从而计算出 O3 的浓度

本法准确度较高，设备一般，操作不难，易于推广使用。使水、试剂、仪器的清洁等要求较高

最低检出限0.006mg/m3

紫外吸收法

该法 原 理 是基于 O3 分 子 对 波 长254nm 紫外光的特征吸收，直接测定紫外光通过 O3 后减弱的程度，根据朗伯－比尔定律求出 O3 浓度

设备简单，无需试剂和气体消耗，灵敏度高，响应快，线性好，可连续自动监测

检出限 0～1mL/m3 ， 1μL/m3

（ 2 ）臭氧监测仪 ① 乙烯法 O3 监测仪

14

1511

1810

3

16

17排气13

12

98

64

A空气 入口

乙烯入口

气样入口

B空气 入口 7

5

1 2

图 10.10 乙烯法 O3 监测仪工作原理

②紫外吸收式 O3 分析仪

5

3

4

气样

21

6 7

8 9

10

排气

图 10.11 紫外吸收式 O3 分析仪工作原理 1 紫外光源 2单色器 3去除器 4 电磁阀 5标准 6 发生器 7 光电倍增管 8放大器 9记录仪 10稳压电源

10.2.4 一氧化碳

一氧化碳（ＣＯ）是大气中主要污染物之一。ＣＯ是一种无色、无味的有毒气体，燃烧时呈淡蓝色火焰。

(1) 测定方法及原理 测定大气中ＣＯ的方法有非分散红外吸收法、

气相色谱法、定电位电解法、间接冷原子吸收法等。

① 非分散红外吸收法 这种方法被广泛用于ＣＯ、 CO2、 CH4、 SO2、

NH3 等气态污染物质的监测，

具有优点：1. 测定简便 ;

2.快速 ;

3. 不破坏被测物质 ;

4.能连续自动监测等。

②气相色谱法

色谱分析法又称层析分析法，是一种分离测定多组分混合物的极其有效的分析方法。

色谱法的分类方法很多，常按两相所处的状态来分 :

1. 用气体为流动相时，称为气相色谱；2. 用液体作为流动相时，称为液相色谱或液

体色谱。

③ 置换汞法 置换汞法也称间接冷原子吸收法，该方法基

于气样中的 CO 与活性氧化汞在 180-200 发生反应，置换出汞蒸气，带入冷原子吸收测定汞的含量，再换算成 CO 浓度。

置换反应式如下：

(10.18)

各种方法的原理及性能比较参见下表 10.5 。

)(CO)(H)(H)( 2C200-180 0

气蒸气固气 ggOCO

表 10.5 常用环境空气中 CO 自动分析方法及性能比较

方法名称 原 理 特 点 测定

范围

非 分散 红外 吸收法

利用 CO对 4.5μm附近的红外光波具有选择吸收的特点，在一定浓度范围内，吸收值与CO 浓度成正比

该法属干法操作，无需配置溶液，操作简便、快速，可实现连续自动监测。 CO2 、水蒸气和悬浮颗粒物有干扰，需经特殊过滤管处理

检出限0 ～ 62.5 mg/m3

气 相色 谱法

空气中 CO、 CO2、 CH4经 TDX

－ 01 碳分子筛柱分离后，于 H2流中在镍催化剂（ 360±10℃ ）作用下， COCO2皆能被转化为 CH4 ，用氢火焰离子化检测器可分别测定上述三种污染物的浓度，以保留时间定性，峰值定量

操作 简单、快速 ，可实现连续自 动 监测。最好选择 H2 作为载气

1～1000mg/m3

置 换汞法

利用 CO 与活性氧化汞在 180 ～200℃下反应，置换出汞蒸汽，它对 253.7nm 的紫外线具有强烈吸收作用。利用光电转换检测器测出汞蒸汽含量，可换成 CO 浓度

该法灵敏度高。空气 中丙酮 、甲醛 、乙烯、 乙炔、 SO2

及 水蒸气干扰测定，需特殊过滤管滤除

检出限0.04mg/m3

（ 2 ）一氧化碳监测仪 ① 汞置换法 CO 测定仪

汞置换法 CO 测定仪的工作流程如图 10.12 所示。

1

2 3 4

5

6 7

8

9

10

11

12

131415

图 10.12 汞置换法 CO 测定仪工作原理

②非分散红外吸收法 CO 监测仪测量室内气样中的 CO 吸收了部分红外光，使

射入检测室的光束强度减弱，且 CO 含量越高，光强越弱越多。

1 M

2 3 5

6

3 4 7

8 9

气样

图 10.13 非色散红外线吸收法 CO 监测仪原理

测量时，先通入纯氮气进行零点校正，再用标准 CO 气体校正，最后通入气样，便可直接显示、记录气样中 CO 浓度，按下式将其换算成标准状态下的质量浓度（ mg/m3 ）。

CO(mg/m3) = 1.25c (10.19)

式中： 1.25—— 标准状态下由 ppm 换算成mg/m3 的换算系数。

我国生产的非分散红外吸收 CO 监测仪有多种型号和规格，分别用于大气和废气的监测，最低检出限达 0.1ppm 。

10.2.5 飘尘 

粒径小于 10 mμ 的颗粒物称为飘尘。

测定飘尘的方法有：1.重量法 ;

2.压电晶体振荡法 ;

3 射线吸收法及光散射法等。

（ 1 ）测定方法及原理① 重量法

根据采样流量不同，分为大流量采样重量法和小流量采样重量法。

大流量法使用带有 10 mμ 以上颗粒物切割器的大流量采样器采样。

小流量法使用小流量采样器，如我国推荐使用 13L/min 。

② 器体振荡法 这种方法以石英谐振器为测定飘尘的传感器，进行测定。

③β射线吸收法 该测量方法的原理基于： β射线通过特定物

质后其强度衰减程度与所透过的物质量有关，而与物质的物理、化学性质无关。设同强度的 β射线分别穿过清洁滤带和采尘滤带后的强度为 N0( 计数 )和 N( 计数 ) ，则二者关系为：

(10.20)

式中 : K— 质量吸收系数 (cm2/mg);Δm —滤带单位面积上尘的质量 (cm2/mg) 。

上式经变换可写成如下形式：

(10.21)

mKNN 0

N

N

KV

S

N

N

Km 00 lnln

1

（ 2 ）飘尘测定仪

① 石英晶体飘尘测定仪

气样经粒子切割器剔除粒径大于 10um 的颗粒，小于 10um 的飘尘进入测量气室，测量气室内有高压放电针、石英谐振器及电极构成的静电采样器，气样中的飘尘因高压电晕放电带上负电荷，继之在带正电的石英谐振器电极表面放电并沉积，除尘后的气样流经参比室内的石英谐振器排出。

设大气中飘尘浓度为 c(mg/m3), 采样流量为 Q(m3/

min),采样时间 t(min), 则： (10.22)

进而求得：

(10.23)

因实际测量时 Q、 t 值均已固定，故可改写为：

(10.24)

可见，通过测量采样后两石英谐振器频率之差即可知飘尘浓度。

tQcM

tQ

f

Kc

1

fAc

②β射线飘尘测定仪

β射线飘尘测定仪的工作原理如图 10.15 所示。它是通过测定清洁滤带（未采尘）和采尘滤带（已采尘）对 β射线吸收程度的差异来测定采尘量的。因采集含尘大气的体积已知的，故可得知大气中含尘浓度。

4

21

3

47

5

6

减法器

显示记录

气样

6

1 大粒子切割器 2 射线源3玻璃纤维滤带4 注射滚筒5集尘器6 检测器 ( 计数器 )7抽气泵

图 10.15 β 射线飘尘测定仪工作原理

10.2.6 总烃 总烃氢化物常以两种方法表示，一种包括甲烷在

内的碳氢化合物，称为总烃 (THC) ，另一种 除甲烷以外的碳氢化合物，称为非甲烷烃 (NMHC) 。大气中的碳氢化合物主要是甲烷，其浓度范围为 2-8ppm.

（ 1 ）测定方法及原理 测定总烃 (THC) 和非甲烷烃的主要方法：气相色谱法、光电离检测法等。① 气相色谱法

其原理基于以氢火焰离子化检测器分别测定气样中的总烃和甲烷含量，两者之差即为非甲烷烃(NMHC) 含量。

②光电离检测法 有机化合物分子在紫外光的照射下可产生光电离现象，即：

(10.25)

用 PID离子检测器收集产生的离子流，其大小

与进入电离室的有机化合物的质量成正比。

eRHhRH

（ 2 ） 总烃监测仪

间歇式总烃自动测定仪的工作原理示意图如图 10.16 所示。

H2

标气

零气

排气

样气 1

2 34

5

6

78 9

10

11

12

图 10.16 总烃自动监测仪工作原理

10.3 大气污染自动连续监测系统

大气中污染物质的浓度和分布是随时间、空间、气象条件及污染源排放等因素的变化而不断变化的。为了及时获得污染物质在环境中的动态变化信息，必须采用和发展连续自动监测技术。 大气污染连续自动监测系统的任务是 :

对空气中的污染物进行连续自动监测 ;获得连续的瞬时大气污染信息 ;提供大气污染物的时间－浓度变化曲线 ;各类平均值与频数分配统计资料。

10.3.1 大气自动监测站 （ 1 ）大气污染连续自动监测系统的组成

大气自动监测站是由一个中心站、若干个子站和信息传输系统组成。

中心站具有功能齐全的计算机系统和无线电台，

其主要任务是： 1. 向各子站发送各种指令； 2.管理子站的工作； 3. 定时收集各子站的监测数据并进行数据处理；

4.打印各种报表绘制各种图形。

（ 2 ）子站布设及监测项目 子站内设有自动采样和预处理系统、气象测量仪器、污染物自动分析仪器及其标准设备、计算机通信设备等。典型分站组成见图 10 17 （下页）。

1、 2、 31、 32、 33、 34采样器　 3滤尘器　 4空气干燥器　 5SO2 监测器　 6H2S 监测器　 7CO 监测器　8NO2 监测器　 9NO 监测器　 10O3 监测器　 11 测尘仪　12HF 监测器　 13HC 监测器 14SO2标准源 15H2S标准源 16CO钢瓶标气　 17NO2标准源　 18NO标准源　19O3标准源　20、 21、 22、 23、 24、 25、 26稳压电源　 27调节器　28去离子水　 29 吸收液　 30标准液　

3434 3332

1

2 3

4

5 6 7

14 15 16

8 9

17 18

10

19

11

27

12

28

2930

13

26252423222120

图 10.17 子站仪器装备框图

（ 3 ）我国自动监测站概况 我国 80年代起在北京、上海、青岛等 15个城市建立了地面大气自动监测站，并在全国范围内推广完善，使这项工作有了快速的发展。

① 我国空气污染指数及报告（ a ）空气污染指数分级及其浓度限值

目前进入空气污染指数项目定为：

可吸入颗粒物 (PM10) ； 二氧化硫 (SO2) ； 一氧化碳 (CO) ； 臭氧 (O3) 。

表 10.6 空气污染指数分级浓度限值

空气污染指数 污染物浓度（ mg/Nm3 ）

APIPM10

(日均值 )

SO2

(日均值 )

NO2

(日均值 )

CO( 小时均值 )

O3

( 小时均值 )

50 0.050 0.050 0.080 5 0.120

100 0.150 0.150 0.120 10 0.200

200 0.350 0.800 0.280 60 0.400

300 0.420 1.600 0.565 90 0.800

400 0.500 2.100 0.750 120 1.000

500 0.600 2.620 0.940 150 1.200

表 10.7 空气污染指数范围及相应的空气质量级别

空气污染指数 API

空气质量级别

空气质量描述

表征颜色 对健康的影响

对应空气质量的适用范围

0-50 Ⅰ 优秀 蓝色 可正常活动自然保护区、风景名胜区和其他需要的特殊保护的地区

51-100 Ⅱ 良好 绿色 可正常活动

为城镇规划中确定的居住区、商业交通居民混合区、文化区、工业区和农村地区

101-200

Ⅲ轻度污染 黄色

长期接触，易感人群症状加剧，健康人群出现刺激症状

特定工业区

201-300

Ⅳ中度污染

橘黄色

一定时间接触后，心脏病和肺病患者症状加剧，运动耐受力降低，健康人群中普遍出现症状

 

≥300 Ⅴ重度污染 红色

健康人明显强烈症状，降低运动耐受力，提前出现某些疾病

 

（ b ）空气污染指数的计算方法 污染物的分指数 Ik, 可由其实测浓度值按照分

段线性方程计算。对于第 k 种污染物的第个转折点(Ik,j) 的分指数值 Ik,j 和相应浓度值，可由表 10.6 确定。　 当第 k 种污染物的浓度为≤≤时，则其分指数

为 ： （ 10.26 ）

各种污染物的污染分指数都计算出以后，取最大值为该区域或城市的空气污染指数 API ，则该种污染 物 即 为该区域或城市的空气 中首要 污 染物。 API≤50 时，则不报告首要污染物。

jkjkIJKjkjk

jkkk IIII ,,,

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②子站内的仪器装备 根据对我国某市大气监测站的调查，计入空气污染指数的项目及其测定方法如下表 10.8 所示。

空气污染指数名称 检测方法

可吸入颗粒物 (PM10) 重量法

二氧化硫 (SO2) 紫外荧光法

二氧化氮 (NO2) 化学发光法

一氧化碳 (CO) 分散红外法

臭氧 (O3) 紫外分光法

我国某市大气污染自动监测子站仪器装备如图 10.18 所示。

电台

环境微机环境微机

环境微机

PM 监测仪 SO 监测仪10 NO 监测仪 CO监测仪 O 监测仪2 2 3 大气采样系统

控制器 动态校准仪

10.3.2 在线烟道气分析系统

烟道气分析系统包括：采样；样气预处理；红外线二氧化硫分析仪；校准系统。

该系统能够连续分析烟道气中的 SO2 成分，可以 进 行 远 程 监 测 。 根 据 需 要 可 以 增 加CO、 NO、 CO2、 O2 的测量。

（ 1 ）气态污染物的测量系统GXH-9201型二氧化硫分析系统。

特点：加热型取样头，烟气不冷却；取样头有反吹入口，延长维护周期；取样气路采取伴热保温，输送样气过程中无冷凝现象。分析时快速冷凝，样气中二氧化硫损失小，分析结果真实。

S700 系列气体分析器特点：采用全新模块设计，可以灵活地根据应用场合及用户需要，自由设置及组合，可测量 60 多种不同的气体。

（ 2 ）固态污染物测量系统主要 构成有：

通用测尘仪；高精度测尘仪；激光前散射测尘仪。

以上主要设备外该系统还配置有：辅助参数测量部分；（整个系统）数据处理机；通讯部分。