理论教育 空气质量监测方案的制定-环境监测技术

空气质量监测方案的制定-环境监测技术

时间:2023-11-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:此外,对于监测区域以往的空气监测资料等也应尽量收集,供制订监测方案参考。

空气质量监测方案的制定-环境监测技术

制定大气监测方案的程序,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。

一、基础资料收集

进行大气污染监测前,首先要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。

1.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。注意将由高烟囱排放的较大污染源与由低烟囱排放的小污染源区别开来。因为小污染源的排放高度低,对周围地区地面空气中污染物浓度影响比高烟囱排放源大。另外,对于交通运输污染较重和有石油化工企业的地区,应区别一次污染物和由于光化学反应产生的二次污染物。因为二次污染物是在大气中形成的,其高浓度可能在远离污染源的地方,在布设监测点时应加以考虑。

2.气象资料

污染物在空气中的扩散、迁移和一系列的物理、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、温度垂直梯度和逆温层底部高度等资料。

3.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,是设置监测网点应当考虑的重要因素。例如,工业区建在河谷地区时,出现逆温层的可能性大;位于丘陵地区的城市,市区内空气污染物的浓度梯度会相当大;位于海边的城市会受海、陆风的影响,而位于山区的城市会受山谷风的影响等。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。

4.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。

5.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,掌握监测区域的人口分布、居民和动植物受空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空气监测资料等也应尽量收集,供制订监测方案参考。

二、监测项目的确定

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、测定方法成熟的污染物进行监测。

1.空气污染常规监测项目

必测项目:SO2氮氧化物、TSP、硫酸盐化速率、灰尘、自然降尘量。

选测项目:CO、飘尘、光化学氧化剂氟化物、铅、Hg、苯并[a]芘、总烃及非甲烷烃。

2.连续采样实验室分析项目

必测项目: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。

选测项目:一氧化碳、可吸入颗粒物PM10、光化学氧化剂、氟化物、铅、苯并[a]芘、总烃及非甲烷烃。

3.大气环境自动监测系统监测项目

必测项目:二氧化硫、二氧化氮、总悬浮颗粒物或可吸入颗粒物、一氧化碳。

选测项目:臭氧、总碳氢化合物。

三、采样点的布设

1.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。(www.daowen.com)

(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30 度,测点周围无局部污染源,并应避开树木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1~5 m 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,应将采样器或测定仪器设置于常人呼吸带高度,即采样口应在离地面1.5~2 m 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3~15 m;若置于屋顶采样,采样口应与基础面有1.5 m 以上的相对高度,以减小扬尘的影响。

2.采样点数目

采样点的数目设置是一个与精度要求和经济投资相关的效益函数,应根据监测范围大小、污染物的空间分布特征、人口分布密度、气象、地形、经济条件等因素综合考虑确定。以城市人口数确定大气环境污染例行监测采样点的设置数目如表6-2所示。

表6-2 中国国家环保总局推荐的监测点数

3.布点方法

(1)功能区布点法

一个城市或一个区域可以按其功能分为工业区、居民区、交通稠密区、商业繁华区、文化区、清洁区、对照区等。各功能区的采样点数目的设置不要求平均,通常在污染集中的工业区、人口密集的居民区、交通稠密区应多设采样点。同时在对照区或清洁区设1~2个对照点。

(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。每个方格为正方形,可从地图上均匀描绘,方格实地面积视所测区域大小、污染源强度、人口分布、监测目的和监测力量而定,一般是1~9 km2 布一个点。若主导风向明确,下风向设点应多一些,一般约占采样点总数的60%。这种布点方法适用于有多个污染源且分布比较均匀的情况,如图6-1 所示。

图6-1 网格布点法

(3)同心圆布点法

此种布点方法主要用于多个污染源构成的污染群,或污染集中的地区。布点时以污染源为中心画出同心圆,半径视具体情况而定,再从同心圆画射线若干,放射线与同心圆圆周的交点即是采样点。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。例如,同心圆半径分别取4 km,10 km,20 km,40 km,从里向外各圆周上分别设4,8,8,4个采样点,如图6-2 所示。

图6-2 同心圆布点法

(4)扇形布点法

此种方法适用于主导风向明显的地区,或孤立的高架点源。以点源为顶点,主导风向为轴线,在下风向地面上划出一个扇形区域作为布点范围。扇形的角度一般为45°,也可更大些,但不能超过90°。采样点设在扇形平面内距点源不同距离的若干弧线上。每条弧线上设3~4 个采样点,相邻两点与顶点连线的夹角一般取10°~20°。在上风向应设对照点,如图6-3 所示。

图6-3 扇形布点法

(5)平行布点法

平行布点法适用于线性污染源。线性污染源如公路等,在距公路两侧1 m 左右布设监测网点,然后在距公路100 m 左右的距离布设与前面监测点对应的监测点,目的是了解污染物经过扩散后对环境产生的影响。在前后两点对比采样的时候注意污染物组分的变化。

在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。因此,同心圆或弧线不宜等距离划分,而是靠近最大浓度值的地方密一些,以免漏测最大浓度的位置。

以上几种采样布点方法,可以单独使用,也可以综合使用,目的就是要求能有代表性地反映污染物浓度,为大气监测提供可靠的样品。

4.采样时间和采样频率

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。

(1)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。例如,在一个季度内,每六天或每个月采样一天,而一天内又间隔等时间采样测定一次(如在2时、8时、14时、20 时采样分别测定),求出日平均、月平均和季度平均监测结果。这种方法适用于受人力、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。

(2)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1 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,如一些发达国家为监测空气质量的长期变化趋势,要求计算年平均值的积累采样时间在6 000 小时以上。我国监测技术规范对大气污染例行监测规定的采样时间和采样频率列于表6-3。

表6-3 采样时间和采样频率

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