空气污染源包括固定污染源和流动污染源。固定污染源又分为有组织排放源和无组织排放源。有组织排放源指烟道、烟囱及排气筒等。无组织排放源指设在露天环境中的无组织排放设施或无组织排放的车间、工棚等。它们排放的废气中既含有固态的烟尘和粉尘，也含有气态和气溶胶态的多种有害物质。流动污染源指汽车、火车、飞机、轮船等交通运输工具排放的废气，含有一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物、烟尘等。

（一） 监测目的和要求

监测目的是：检查排放的废气有害物质含量是否符合国家或地方的排放标准和总量控制标准；评价净化装置及污染防治设施的性能和运行情况，为空气质量评价和管理提供依据。

进行监测时，要求生产设备处于正常运转状态下，对因生产过程而引起排放情况变化的污染源，应根据其变化特点和周期进行系统监测。

监测内容包括废气排放量、污染物质排放浓度及排放速率（kg/h）。

在计算废气排放量和污染物质排放浓度时，都使用标准状况下的干气体体积。

（二） 采样点的布设

正确地选择采样位置，确定适当的采样点数目，是决定能否获得代表性的废气样品和尽可能地节约人力、物力的一项很重要的工作，应在调查研究的基础上，综合分析后确定。

1.采样位置

采样位置应选在气流分布均匀稳定的平直管段上，避开弯头、变径管、三通管及阀门等易产生涡流的阻力构件。一般原则是按照废气流向，将采样断面设在阻力构件下游方向大于6倍管道直径处或上游方向大于3倍管道直径处。即使客观条件难于满足要求，采样断面与阻力构件的距离也不应小于管道直径的1.5倍，并适当增加测点数目。采样断面气流流速最好在5 m/s以下。此外，由于水平管道中的气流速度与污染物的浓度分布不如垂直管道中均匀，所以应优先考虑垂直管道。还要考虑方便、安全等因素。

2.采样点数目

因烟道内同一断面上各点的气流速度和烟尘浓度分布通常是不均匀的，因此，必须按照一定原则进行多点采样。采样点的位置和数目主要根据烟道断面的形状、尺寸大小和流速分布情况确定。

（1） 圆形烟道：在选定的采样断面上设两个相互垂直的采样孔。将烟道断面分成一定数量的同心等面积圆环，沿着两个采样孔中心线设四个采样点。若采样断面上气流速度较均匀，可设一个采样孔，采样点数减半。当烟道直径小于0.3 m，且流速均匀时，可在烟道中心设一个采样点。不同直径圆形烟道的等面积环数、采样点数及采样点距烟道内壁的距离见表7-7。

（2） 矩形（或方形）烟道：将烟道断面分成一定数目的等面积矩形小块，各小块中心即为采样点位置。小矩形的数目可根据烟道断面的面积，按照表7-8所列数据确定。

表7-7　圆形烟道的分环和各点距烟道内壁的距离

表7-8　矩（方）形烟道的分块和测点数

当水平烟道内积灰时，应从总断面面积中扣除积灰断面面积，按有效面积设置采样点。

在能满足测压管和采样管到达各采样点位置的情况下，尽可能地少开采样孔，一般开两个互成90°的孔。采样孔内径应不小于80 mm，采样孔管长应不大于50 mm。对正压下输送的高温或有毒废气的烟道应采用带有闸板阀的密封采样孔。

（三） 基本状态参数的测量

烟道排气的体积、温度和压力是烟气的基本状态常数，也是计算烟气流速、颗粒物及有害物质浓度的依据。

1.温度的测量

对于直径小、温度不高的烟道，可使用长杆水银温度计。测量时，应将温度计球部放在靠近烟道中心位置，读数时不要将温度计抽出烟道外。

对于直径大、温度高的烟道，要用热电偶测温毫伏计测量。测温原理是将两根不同的金属导线连成闭合回路，当两接点处于不同温度环境时，便产生热电势，两接点温差越大，热电势越大。如果热电偶一个接点温度保持恒定（称为自由端），则热电偶的热电势大小便完全决定于另一个接点的温度（称为工作端），用毫伏计测出热电偶的热电势，可得知工作端所处的环境温度。根据测温高低，选用不同材料的热电偶。测量800℃以下的烟气用镍铬-康铜热电偶；测量1300℃以下烟气用镍铬-镍铝热电偶；测量1 600℃以下的烟气用铂-铂铑热电偶。

2.压力的测量

烟气的压力分为全压（Pt）、静压（Ps）和动压（Pv）。静压是单位体积气体所具有的势能，表现为气体在各个方向上作用于器壁的压力。动压是单位体积气体具有的动能，是使气体流动的压力。全压是气体在管道中流动具有的总能量。在管道中任意一点上，三者的关系为：Pt=Ps+Pv，所以只要测出三项中任意两项，即可求出第三项。测量烟气压力常用测压管和压力计。

（1） 测压管：常用的测压管有标准皮托管和S型皮托管。

标准皮托管是一根弯成90°的双层同心圆管，前端呈半圆形，前方有一开孔与内管相通，用来测量全压；在靠近前端的外管壁上开有一圈小孔，通至后端的侧出口，用来测量静压。标准皮托管具有较高的测量精度，但测孔很小，当烟气中颗粒物浓度大时，易被堵塞，适用于测量含尘量少的烟气。

S型皮托管由两根相同的金属管并联组成，其测量端有两个大小相等、方向相反的开口，测量烟气压力时，一个开口面向气流，接受气流的全压，另一个开口背向气流，接受气流的静压。由于气体绕流的影响，测得的静压比实际值小，因此，在使用前必须用标准皮托管进行校正。因开口较大，适用于测颗粒物含量较高的烟气。

（2） 压力计：常用的压力计有U形压力计和斜管式微压计。

U形压力计是一个内装工作液体的U形玻璃管。常用的工作液体有水、乙醇、汞，视被测压力范围选用。用于测量烟气的全压和静压。

斜管式微压计由一截面积（F）较大的容器和一截面积（f）很小的玻璃管组成，内装工作溶液，玻璃管上有刻度，以指示压力读数。测压时，将微压计容器开口与测压系统压力较高的一端连接，斜管与压力较低的一端连接，则作用在两液面上的压力差使液柱沿斜管上升，指示出所测压力。斜管上的压力刻度是由斜管内液柱长度、斜管截面积、斜管与水平面夹角及容器截面积、工作溶液密度等参数计算得知的。这种微压计用于测量烟气动压。

（3） 测量方法：先检查压力计液柱内有无气泡，微压计和皮托管是否漏气，然后按照图7-20（a）和图7-20（b）所示的连接方法分别测量烟气的动压和静压。其中，使用S型皮托管测量静压时，只用一路测压管，将其测量口插入测点，使测口平面平行于气流方向，出口端与U型压力计一端连接。

图7-20　动压和静压测量方法

1. 标准皮托管；2. 斜管式压力计；3. S型皮托管；4. U型压力计；5. 烟道

3.流速和流量的计算

在测出烟气的温度、压力等参数后，按下式计算各测点的烟气流速（Vs）：

式中　Vs——烟气流速（m/s）；

Kp——皮托管校正系数；

Pv——烟气动压（Pa）；

ρ——烟气密度（kg/m3）。

标准状况下的烟气密度（ρn）和测量状态下的烟气密度（ρs）分别按下式计算：

将ρs代入烟气流速（vs）计算式得下式：

式中　Ms——烟气的分子量（kg/kmol）；

ts——烟气温度（℃）；

Ba——大气压力（Pa）；

Ps——烟气静压（Pa）。

当干烟气组分与空气近似，烟气露点温度在35～55℃之间，烟气绝对压力在97～103 kPa之间时，vs可按下列简化式计算：

烟道断面上各测点烟气平均流速按下式计算：

式中　——烟气平均流速（m/s）；

v1、v2…vn——断面上各测点烟气流速（m/s）；

n——测点数；

——各测点动压平方根的平均值。

烟气流量按下式计算：

式中　Qs——烟气流量（m3/h）；

S——测定断面面积（m2）。

标准状况下干烟气流量按下式计算：

式中　Qnd——标准状况下烟气流量（m3/h）；

Ps——烟气静压（Pa）；

Ba——大气压力（Pa）；

Xw——烟气含湿量体积百分数（%）。

（四） 含湿量的测定

与空气相比，烟气中的水蒸气含量较高，变化范围较大，为便于比较，监测方法规定以除去水蒸气后标准状态下的干烟气为基准表示烟气中的有害物质的测定结果。含湿量的测定方法有重量法、冷凝法、干湿球法等。

1. 重量法

从烟道采样点抽取一定体积的烟气，使之通过装有吸收剂的吸收管，则烟气中的水蒸气被吸收剂吸收，吸收管的增重即为所采烟气中的水蒸气重量。其测定装置如图7-21所示。

图7-21　重量法测定烟气含湿量装置

1. 过滤器；2. 保温或加热器；3. 吸湿管；4. 温度计；5. 流量计；6. 冷却器；7. 压力计 ；8. 抽气泵

装置中的过滤器可防止颗粒物进入采样管；保温或加热装置可防止水蒸气冷凝；U形吸收管由硬质玻璃制成，常装入的吸收剂有氯化钙、氧化钙、硅胶、氧化铝、五氧化二磷、过氯酸镁等。

烟气中的含湿量按下式计算：

式中　Xw——烟气中水蒸气的体积百分含量（%）；

Gw——吸湿管采样后增重（g）；

Vd——测量状况下抽取干烟气体积（L）；

tr ——流量计前烟气温度（℃）；

Pr——流量计前烟气表压（Pa）；

1.24——标准状况下1 g水蒸气的体积（L）。

2. 冷凝法(www.daowen.com)

抽取一定体积的烟气，使其通过冷凝器，根据获得的冷凝水量和从冷凝器排出烟气中的饱和水蒸气量计算烟气的含湿量。该方法测定装置是将重量法测定装置中的吸湿管换成专制的冷凝器，其他部分相同。含湿量按下式计算：

式中　Gw——冷凝器中的冷凝水量（g）；

Vs——测量状态下抽取烟气的体积（L）；

Pz——冷凝器出口烟气中饱和水蒸气压（Pa），可根据冷凝器出口气体温度（tr）从“不同温度下水的饱和蒸气压”表中查知；

其他项含义同以前式。

3. 干湿球温度计法

烟气以一定流速通过干湿球温度计，根据干湿球温度计读数及有关压力计算含湿量。

（五） 烟尘浓度的测定

1.原理

抽取一定体积烟气通过已知重量的捕尘装置，根据捕尘装置采样前后的重量差和采样体积，计算排气中烟尘浓度。测定排气烟尘浓度必须采用等速采样法，即烟气进入采样嘴的速度应与采样点烟气流速相等。采气流速大于或小于采样点烟气流速都将造成测定误差。图7-22示意出不同采样速度下烟尘运动情况。当采样速度（vn）大于采样点的烟气流速（vs）时，由于气体分子的惯性小，容易改变方向，而尘粒惯性大，不容易改变方向，所以采样嘴边缘以外的部分气流被抽入采样嘴，而其中的尘粒按原方向前进，不进入采样嘴，从而导致测量结果偏低；当采样速度（vn）小于采样点的烟气流速（vs）时，情况正好相反，使测定结果偏高；只有vn=vs时，气体和烟尘才会按照它们在采样点的实际比例进入采样嘴，采集的烟气样品中烟尘浓度才与烟气实际浓度相同。

图7-22　不同采样速度时烟尘运动状况

2. 采样类型

分为移动采样、定点采样和间断采样。移动采样是用一个捕集器在已确定的采样点上移动采样，各点采样时间相同，计算出断面上烟尘的平均浓度。定点采样是在每个测点上采一个样，求出断面上烟尘平均浓度，并可了解断面上烟尘浓度变化情况。间断采样适用于有周期性变化的排放源，即根据工况变化情况，分时段采样，求出时间加权平均浓度。

3. 等速采样方法

（1） 预测流速（或普通采样管）法：该方法在采样前先测出采样点的烟气温度、压力、含湿量，计算出流速，再结合采样嘴直径计算出等速采样条件下各采样点的采样流量。采样时，通过调节流量调节阀按照计算出的流量采样。在流量计前装有冷凝器和干燥器的等速采样流量按下式计算：

式中　——等速采样所需转子流量计指示流量（L/min）；

d——采样嘴内径（mm）；

Vs——采样点烟气流速（m/s）；

Ba——大气压力（Pa）；

Pr——转子流量计前烟气的表压（Pa）；

Ps——烟气静压（Pa）；

ts ——烟气温度（℃）；

tr——转子流量计前烟气温度（℃）；

Msd——干烟气的分子量（kg/kmol）；

Xw——烟气含湿量体积百分数（%）。

由于预测流速法测定烟气流速与采样不是同时进行，故仅适用烟气流速比较稳定的污染源。

预测流速法烟尘采样装置如图7-23所示。常见的采样管有刚玉滤筒采样管和超细玻璃纤维滤筒采样管。它们由采样嘴、滤筒夹及滤筒、连接管组成，见图7-24及图7-25。采样嘴的形状应以不扰动气口内外气流为原则，为此，其入口角度不应大于45°，嘴边缘的壁厚不超过0.2 mm，与采样管连接的一端内径应与连接管内径相同。超细玻璃纤维滤筒适用于500 ℃以下的烟气。刚玉滤筒由刚玉砂等烧结制成，适用于1 000 ℃以下的烟气。这两种滤筒对0.5 μm以上的烟尘捕集效率都在99.9%以上。

图7-23　预测流速法烟尘采样装置

1、2.滤筒采样管；3.冷凝器；4.温度计；5.干燥器；6.压力表；7.转子流量计；8.抽气泵

图7-24　刚玉滤筒采样管

1.采样嘴；2.密封垫；3.刚玉滤筒；4.耐温弹簧；5.连接管

图7-25　玻璃纤维滤筒采样管

1.采样嘴；2.滤筒夹；3.玻璃纤维滤筒；4.连接管

（2）皮托管平行测速采样法：该方法将采样管、S型皮托管和热电偶温度计固定在一起插入同一采样点，根据预先测得的烟气静压、含湿量和当时测得的动压、温度等参数，结合选用的采样嘴直径，由编有程序的计算器及时算出等速采样流量，迅速调节转子流量计至所要求的读数。此法与预测流速采样法不同之处在于测定流量和采样几乎同时进行，适用于工况易发生变化的烟气。

（3）动态平衡型等速管采样法：该方法利用装置在采样管中的孔板在采样抽气时产生的压差与采样管平行放置的皮托管所测出的烟气动压相等来实现等速采样。当工况发生变化时，通过双联斜管微压计的指示，可及时调整采样流量，随时保持等速采样条件。其采样装置如图7-26所示。在等速采样装置中，如装上累积流量计，可直接读出采样总体积。此外，还有静压平衡型采样法等。

图7-26　动压平衡型等速管法采样装置

1.S型皮托管；2.等速采样管；3.双联压力计；4.冷凝管；5.干燥器；6.温度表；7.压力计；8.转子流量计；9.抽气泵

4.烟尘浓度计算

（1）计算出采样滤筒采样前后重量之差G（烟尘重量）。

（2）计算出标准状况下的采样体积：在采样装置的流量计前装有冷凝器和干燥器的情况下，干烟气的采样体积按下式计算：

式中　Vnd——标准状况下干烟气体积（L）；

Q′——采样流量（L/min）；

Msd——干烟气气体分子量（kg/kmol）；

tr ——转子流量计前气体温度（℃）；

t——采样时间（min）。

当干烟气的气体分子量近似于空气时，Vnd计算式可简化为：

（3） 烟尘浓度计算：根据采样类型不同，用不同的公式计算。

移动采样时

式中　C——烟气中烟尘浓度（mg/m3）；

G——测得烟尘重量（g）；

Vnd——标准状态下干烟气体积（L）。

定点采样时

式中　——烟气中烟尘平均浓度（mg/m3）；

V1、V2…Vn——各采样点烟气流速（m/s）；

C1、C2…Cn——各采样点烟气中烟尘浓度（mg/m3）；

S1、S2…Sn——各采样点所代表的截面积（m2）。

（六）烟尘（或气态污染物）排放速率的计算

排放速率

式中　C——烟尘（或气态污染物）的浓度（mg/m3）；

Qsn——标准状况下干烟气流量（m3/h）。

（七）烟气组分的测定

烟道排气组分包括主要气体组分和微量有害气体组分。主要气体组分为氮、氧、二氧化碳和水蒸气等。测定这些组分的目的是考察燃料燃烧情况和为烟尘测定提供计算烟气密度、分子量等参数的数据。有害组分为一氧化碳、氮氧化物、硫氧化物和硫化氢等。

1.样品的采集

由于气态和蒸气态物质分子在烟道内分布比较均匀，不需要多点采样，在靠近烟道中心的任何一点都可采集到具有代表性的气样。同时，气体分子质量极小，可不考虑惯性作用，故也不需要等速采样，其一般采样装置示于图7-27。若需气样量较少时，可使用图7-28所示装置，即用适当容积的注射器采样，或者在注射器接口处通过双连球将气样压入塑料袋中。如在现场用仪器直接测定，则用抽气泵将样气通过采样管、除湿器抽入分析仪器。因为烟气湿度大、温度高、烟尘及有害气体浓度大，并具有腐蚀性，故在采样管头部装有烟尘滤器，采样管需要加热或保温并且耐腐蚀，防止水蒸气冷凝而导致被测组分损失。

图7-27　吸收法采样装置

1. 滤料；2. 加热（或保温）采样导管；3. 吸收瓶；4. 干燥器；5. 流量计；6. 三通阀；7.抽气泵

图7-28　注射器采样装置

1. 滤料；2. 加热（或保温）采样导管；3. 采样注射器；4. 吸收瓶；5. 干燥器；6. 抽气泵

2. 主要组分（CO、CO2、O2、N2）的测定

烟气中的主要组分可采用奥氏气体分析器吸收法和仪器分析法测定。

奥氏气体分析器吸收法的原理基于：用不同的吸收液分别对烟气中各组分逐一进行吸收，根据吸收前、后烟气体积变化，计算各组分在烟气中所占体积百分数。

3. 有害组分的测定

对含量较低的有害组分，其测定方法原理大多与空气中气态有害组分相同；对于含量高的组分，多选用化学分析法。