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1、第十章自動監(jiān)測與簡易監(jiān)測技術(shù) 本章主要內(nèi)容 概 述10.1 空氣污染連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)10.2 水污染連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng) 概 述 環(huán)境中污染物質(zhì)的濃度和分布是隨時間、字間、氣象條件及污染源排放情況等因素的變化而不斷交化的。由于定時、定點人工采樣測定結(jié)果不能確切反映污染物質(zhì)的動態(tài)變化規(guī)律，20世紀(jì)70年代初，一些國家或地區(qū)相繼建立起了常年連續(xù)工作的大氣污染自動監(jiān)測系統(tǒng)和水質(zhì)污染連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)，使環(huán)境監(jiān)測工作向連續(xù)自動化方向發(fā)展 ；同時出現(xiàn)了簡易監(jiān)測儀器和技術(shù)。 10.1 空 氣 污 染 連 續(xù) 自 動 監(jiān) 測 系 統(tǒng)10.1.1 系統(tǒng)的組成及功能 10.1.2 子站布設(shè)及監(jiān)測項目10.1.3 子站內(nèi)的
2、儀器裝備10.1.4 空氣污染自動監(jiān)測儀器10.1.5 氣象觀測儀器10.1.6 空氣污染監(jiān)測車 10.1.1 系統(tǒng)的組成及功能 （1）監(jiān)測中心站的主要功能：向各個子站發(fā)出工作指令，管理子站的工作，如開機、停機、校對檢測儀器等；定時收集各子站的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并進行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計檢驗；打印各種報表，繪制污染分布圖；將各種監(jiān)測數(shù)據(jù)貯存到磁盤或光盤上，建立數(shù)據(jù)庫，以便隨時檢索或調(diào)用；當(dāng)發(fā)現(xiàn)污染指數(shù)超標(biāo)時，向有關(guān)污染源行政管理部門發(fā)出警報，以便采取相應(yīng)的對策。10.1.1 系統(tǒng)的組成及功能 （2）監(jiān)測子站（兩類）的主要功能：計算機按預(yù)定的監(jiān)測項目進行監(jiān)測；按一定的時間間隔采集和處理監(jiān)測數(shù)據(jù)；將收集到的數(shù)據(jù)
3、按不同的需要進行顯示、打印和短期儲存；通過本站的無線電接受總站的工作并按總站的要求向總站傳送檢測數(shù)據(jù)。10.1.1 系統(tǒng)的組成及功能 10.1.2 子站布設(shè)及監(jiān)測項目（一）子站數(shù)目和站位選址 監(jiān)測子站的數(shù)目和地址的選擇取決于監(jiān)側(cè)目的、監(jiān)測范圍和監(jiān)測地區(qū)內(nèi)的地形條件、氣象條件和污染物分布情況。通常要求設(shè)在地理條件好、交通方便、水電設(shè)施齊備的地方。 第三章介紹的采樣點位的選擇原則和要求也適用于子站站位的選擇。 10.1.2 子站布設(shè)及監(jiān)測項目監(jiān)測空氣污染的子站監(jiān)測項目分為兩類：一類是溫度、濕度、大氣壓、風(fēng)速、風(fēng)向及日照量等氣象參數(shù)；另一類是二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、可吸入顆粒物、臭氧、總碳氫化
4、合物、甲烷烴、非甲烷烴等污染參數(shù)。空氣自動監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測站分為類測點和類測點：類測點測定項目見下表；類測點的測定項目可根據(jù)具體情況確定。 必測項目選測項目二氧化硫氮氧化物一氧化碳可吸入顆粒物或總懸浮顆 粒物臭氧總碳氫化合物表101 類點測定項目（二）監(jiān)測項目 10.1.3子站內(nèi)的儀器裝備 子站內(nèi)裝備有自動采樣和預(yù)處理系統(tǒng)、污染物自動監(jiān)測儀器及其校準(zhǔn)設(shè)備、氣象參數(shù)測量儀器、環(huán)境微機及其外圍設(shè)備、信息收發(fā)及傳輸系統(tǒng)等。圖102為某市地面空氣連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)子站儀器裝備的框圖。返回 10.1.4 空氣污染自動監(jiān)測儀器（一）儀器選型干法儀器:結(jié)構(gòu)簡單，測定準(zhǔn)確可靠，維護量小，一種儀器可以測定兩種以上組
5、分等特點 。濕法儀器:復(fù)雜 ;干法儀器取代濕法儀器。返回 10.1.4 空氣污染自動監(jiān)測儀器（二）二氧化硫監(jiān)測儀器 紫外脈沖熒光SO2監(jiān)測儀、電導(dǎo)式S02監(jiān)測儀、庫侖滴定式SO2監(jiān)測儀及比色式SO2監(jiān)測儀 。1.紫外脈沖熒光S02監(jiān)測儀 主要干擾物質(zhì)是水分和芳香烴化合物。水的影響一方面是由于S0 2溶于水造成損失；另一方面由于SO2遇水發(fā)生熒光猝滅造成負(fù)誤差，可用半透膜滲透法或反應(yīng)室加熱法除去。芳香烴化合物在190230 nm紫外光激發(fā)下也能發(fā)射熒光造成正誤差，可用裝有特殊吸附劑的過濾器預(yù)先除去。 氣路系統(tǒng)流程圖 2、電導(dǎo)式二氧化硫監(jiān)測儀u有間歇式和連續(xù)式兩種類型。間歇式測量結(jié)果為采樣時段的平
6、均濃度，連續(xù)式測量結(jié)果為不同時間的瞬時值。u儀器的工作原理u干擾因素：溫度、可電離的共存物質(zhì)（如NH3、Cl2、HCl、NOx）、系統(tǒng)的污染等。10.1.4 空氣污染自動監(jiān)測儀器（二）二氧化硫監(jiān)測儀器 （三）氮氧化物監(jiān)測儀 連續(xù)或間斷自動測定空氣中氮氧化物的儀器以化學(xué)發(fā)光法NOx自動監(jiān)測儀應(yīng)用最廣泛，其他還有原電池庫侖滴定法NOx監(jiān)測儀和比色法NOx監(jiān)測儀。 1、化學(xué)發(fā)光法NOx監(jiān)測儀的原理 化學(xué)發(fā)光反應(yīng)是指某些化合物分子吸收化學(xué)能后，被激發(fā)到激發(fā)態(tài)，再由激發(fā)態(tài)返回基態(tài)時，以光量子形式釋放出能量的現(xiàn)象。通過測量化學(xué)發(fā)光強度可對物質(zhì)進行定量測定，這就是化學(xué)發(fā)光分析法。 2、化學(xué)發(fā)光分析法的特點1
7、0.1.4 空氣污染自動監(jiān)測儀器 （四）臭氧監(jiān)測儀 連續(xù)或間歇自動測定空氣中O3的儀器以紫外光度法O3監(jiān)測儀應(yīng)用最廣，其次是化學(xué)發(fā)光法O3監(jiān)測儀。 1紫外光度法臭氧監(jiān)測儀 紫外光度法O3監(jiān)測儀操作簡便，響應(yīng)快，最低檢測出限為0.0043mgm3。 2化學(xué)發(fā)光法臭氧監(jiān)測儀 10.1.4 空氣污染自動監(jiān)測儀器（五）一氧化碳監(jiān)測儀1、非色散紅外吸收法CO監(jiān)測儀2、相關(guān)紅外吸收法CO監(jiān)測儀 10.1.4 空氣污染自動監(jiān)測儀器（六）總烴及非甲烷烴的測定返回 10.2水污染連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng) 由于污染水質(zhì)的污染物種類繁多、成分復(fù)雜、干擾嚴(yán)重，需要一系列的化學(xué)預(yù)處理操作，而且水質(zhì)污染往往是痕量的，因此對水質(zhì)污
8、染連續(xù)自動監(jiān)測比較困難。所以水質(zhì)污染連續(xù)自動監(jiān)測技術(shù)首先是對那些能夠反映水質(zhì)污染的綜合指標(biāo)項目，然后再逐步增加具體污染項目的連續(xù)白動監(jiān)測 。 10.2水污染連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)u10.2.1水污染連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)的組成u10.2.2子站布設(shè)及監(jiān)測項目u10.2.3水污染連續(xù)自動監(jiān)測儀器u10.2.4水質(zhì)監(jiān)測船返回 10.2.1水污染連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)的組成 水質(zhì)污染自動監(jiān)測系統(tǒng)(wPMs)由一個中心監(jiān)測站、若干個固定監(jiān)測分站和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)三部分組成的。返回 10.2.2子站布設(shè)及監(jiān)測項目（一）子站布設(shè) 與第二章“水和廢水監(jiān)測”中介紹的原則和方法相同。（二）監(jiān)測項目 見書中表10-3（P499）返回
9、10.2.3水污染連續(xù)自動監(jiān)測儀器o（一）水溫監(jiān)測儀 返回 o（二）電導(dǎo)率監(jiān)測儀 10.2.3水污染連續(xù)自動監(jiān)測儀器 （三）pH監(jiān)測儀 由復(fù)合式PH玻璃電極、溫度自動補償電極、電極夾、電線連接箱、專用電纜、放大指示系統(tǒng)及小型計算機等組成。為防止電極長期浸泡于水中，表面沾附污物，在電極夾上帶有超聲波清洗裝置，可自動清洗電極。由于玻璃電極阻抗高。易碎及表面容易沾污等缺點，近年來發(fā)展采用固體金屬電極，其表面采用機械刷不斷清洗，因此性能遠比玻璃電極好，特別適用于自動監(jiān)測。原理見下圖:10.2.3水污染連續(xù)自動監(jiān)測儀器 （四）溶解氧 水質(zhì)受污染時，水中溶解氧將降低，傳感元件采用溶解氧電極，這是種氣敏膜電
10、極，有原電極型及極譜池型兩種。10.2.3水污染連續(xù)自動監(jiān)測儀器 （五）化學(xué)需氧量 COD自動測定儀的原理是將化學(xué)法測定COD的程序自動比、儀器化?？捎糜陂g歇、自動測定的儀器有比色式COD自動測定儀、恒電流庫侖滴定式COD自動測定儀及電位滴定式COD自動測定儀。下圖介紹電位滴定式COD自動測定儀。10.2.3水污染連續(xù)自動監(jiān)測儀器 10.2.3水污染連續(xù)自動監(jiān)測儀器 10.2.3水污染連續(xù)自動監(jiān)測儀器（六）BOD監(jiān)測儀 間歇式自動監(jiān)測儀工作原理示于圖1023。整機按照下列程序完成一個周期測定：(1)將中性磷酸鹽緩沖溶液用定量泵以一定流量打人微生物傳感器下端的發(fā)送池，發(fā)送池置于30恒溫水浴中。因
11、緩沖溶液不含BOD物質(zhì)，故傳感器輸出信號為一穩(wěn)態(tài)值。(2)將水樣以恒定流量(小于緩沖溶液流量的110)打人緩沖溶液中，與其混合后進人發(fā)送池。因此時的溶液含有BOD物質(zhì)，使傳感器輸出信號減小，其減少值與BOD物質(zhì)的濃度有定量關(guān)系，經(jīng)電子系統(tǒng)運算，直接顯示BOD值。(3)一次測定結(jié)束后，將清洗水打入發(fā)送池，清洗輸液管路和發(fā)送池。清洗完畢，自動開始第二個周期測定。 10.2.3水污染連續(xù)自動監(jiān)測儀器 10.2.3水污染連續(xù)自動監(jiān)測儀器（七）TOC監(jiān)測儀 TOC自動監(jiān)測儀是根據(jù)非色散紅外吸收法原理設(shè)計的，有單通道和雙通道兩種類型(見第二章)。下圖是單通道型儀器的流程圖。 10.2.3水污染連續(xù)自動監(jiān)測儀器（八）其它污染物監(jiān)測儀器 UV(紫外)吸收監(jiān)測儀、TOD監(jiān)測儀、總氮、總磷、氨氮、氟化物、氰化物、六價鉻與總鉻等監(jiān)測儀。返回
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