12.3.2本节知识点详解

1.气态和蒸汽态污染物质的监测

监测项目：二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、光化学氧化剂、臭氧、总烃及非甲烷烃、苯及苯系物、总挥发有机物、氟化物、汞、甲醛、氨气、氡等。

（1）二氧化硫的测定 二氧化硫的常用测定方法有分光光度法、紫外荧光法、电导法、库仑滴定法、火焰光度法等。国家制定了两个标准方法：一是《环境空气二氧化硫的测定四氯汞盐吸收-副玫瑰苯胺分光光度法》（HJ 483—2009），二是《环境空气二氧化硫的测定甲醛吸收-副玫瑰苯胺分光光度法》（GB/T 15262—1994）。

分光光度法测定大气中的二氧化硫主要有四氯汞钾溶液吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法和钍试剂分光光度法两种。

1）四氯汞钾溶液吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法。该法是国内外广泛采用的测定环境空气中SO₂的方法，具有灵敏度高、选择性好等优点，但吸收液毒性较大。

原理：用氯化钾和氯化汞配制成四氯汞钾吸收液，气样中的二氧化硫用该溶液吸收，生成稳定的二氯硫酸盐络合物，该络合物再与甲醛和盐酸副玫瑰苯胺作用，生成紫络合物，其颜色深浅与SO₂含量成正比，用分光光度法测定。

测定要点：先用亚硫酸钠标准溶液配制标准色列，在最大吸收波长处以蒸馏水为参比测定吸光度，用经试剂空白修正后的吸光度对SO₂含量绘制标准曲线。然后，以同样方法测定显色后的样品溶液，经试剂空白修正后，按下式计算

式中 W——测定时所取样品溶液中SO₂含量（_μg），由标准曲线查知；

V₁——样品溶液总体积（mL）；

V₂——测定时所取样品溶液体积（mL）；

V_n——标准状态下的采样体积（L）。

改进方法：用甲醛缓冲溶液吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法测定SO₂，此法在灵敏度、准确度诸方面均可与四氯汞钾溶液吸收法相媲美，且样品采集后相当稳定，但操作条件要求较严格。该方法原理基于：气样中的SO₂被甲醛缓冲溶液吸收后，生成稳定的羟基甲磺酸加成化合物，加入氢氧化钠溶液使加成化合物分解，释放出SO₂与盐酸副玫瑰苯胺反应，生成紫红色络合物，其最大吸收波长为577nm，用分光光度法测定。该方法最低检出限值为0.20_μg/10mL；当用10mL吸收液采气10L时，最低检出浓度为0.020mg/m³。

2）钍试剂分光光度法。该方法所用吸收液无毒，样品采集后相当稳定，但灵敏度较低，所需采样体积大，适合于SO₂日均浓度的测定。

原理：大气中的SO₂用过氧化氢溶液吸收并氧化为硫酸。硫酸根离子与过量的高氯酸钡反应，生成硫酸钡沉淀，剩余钡离子与钍试剂作用生成钍试剂-钡络合物（紫红色）。根据颜色深浅，间接进行定量测定。

测定：该方法中，有色络合物最大吸收波长为520nm，方法最低检出限值为0.4_μg/mL；当用50mL吸收液采样2m³时，最低检出限值为0.01mg/m³。

①标准曲线的绘制：吸取不同量硫酸标准溶液，各加入一定量高氯酸钡-乙醇溶液，再加钍试剂溶液显色，得到标准色列。以蒸馏水代替标准溶液，用同法配制试剂空白溶液，于520nm处，以水做参比，测其吸光度并调至0.700。于相同波长处，以试剂空白溶液做参比，测定标准色列吸光度，以吸光度对SO₂浓度绘制标准曲线。

②将采样后的吸收液定容（用标准色列定容体积），按照上述方法测定吸光度，从标准曲线上查知相当SO₂浓度（c），按式（12-29）计算大气中的SO₂浓度

式中V_t——样品溶液总体积（mL）；

V_n——标准状态下的采样体积（L）。

3）紫外荧光法。利用测定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。

原理：在波长190～230nm紫外光照射下，SO₂吸收紫外光被激发至激发态，即

SO₂+hυ₁→SO^*₂

激发态SO^*₂不稳定，瞬间返回基态，发射出波峰为330nm的荧光，即

SO^*₂→SO₂+hυ₂

荧光强度与SO₂浓度成正比。

（2）氮氧化物的测定 大气中含氮化合物种有NO、NO₂、N₂O₃、N₃O₄和N₂O₅等多种形式，主要以一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO₂）形式存在。常用的氮氧化物测定方法有盐酸萘乙二胺分光光度法和化学发光法等。

1）盐酸萘乙二胺分光光度法。该法采样和显色同时进行，可分别测定NO、NO₂和NO_x总量。

原理：用冰乙酸、对氨基苯磺酸和盐酸萘乙二胺配成吸收液。采样时大气中的NO_x经氧化管后以NO₂的形式被吸收，生成亚硝酸和硝酸，再与吸收液中的对氨基苯磺酸起重氮化反应，最后与盐酸萘乙二胺偶合，生成玫瑰红色的偶氮化合物，其颜色深浅与气样中NO₂浓度成正比，可用分光光度法定量。

由于NO不与吸收液发生反应，故应将NO氧化成NO₂后测定。可通过三氧化铬-石英砂氧化管氧化转化，再通入吸收液进行显色。由此可见，不通过三氧化铬-石英砂氧化管，测得的是NO₂含量；通过氧化管测得的是NO_x总量。两者之差为NO的含量。

用吸收液吸收大气中的NO₂，并不是100%生成亚硝酸，还有一部分生成硝酸。试验证明转化率为76%，因此在计算结果时需除以转化系数0.76。

测定：包括标准曲线的绘制和试样溶液的测定。

标准曲线的绘制：用亚硝酸钠标准溶液配制系列标准溶液，各加入等量吸收液显色、定容，制成标准色列，于540nm处测其吸光度及试剂空白溶液的吸光度，以经试剂空白修正后的标准色列的吸光度对亚硝酸根含量绘制标准曲线，或计算出单位吸光度相应的NO₂微克数（B_s）。

试样溶液的测定：按照绘制标准曲线的条件和方法测定采样后的样品溶液吸光度，按下式计算气样中NO_x的含量，即

式中 A——试样溶液的吸光度；

A₀——试剂空白溶液的吸光度；

V_n——换算至标准状态下的采样体积（L）。

2）化学发光法。化学发光法灵敏度高、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。

原理：某些化合物分子吸收化学能后，被激发到激发态，再由激发态返回基态时，以光量子的形式释放出能量，这种化学反应称化学发光反应。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。

测定：利用化学发光法测定NO_x，即是根据NO和臭氧气相发光反应的原理制成的。把被测气体连续抽入仪器，其中的NO_x经过NO₂-NO转化器后，都变成NO进入反应室，在反应室内与臭氧反应生成激发态NO₂（NO₂*），当NO^*₂回到基态时，就会放出光子，光子通过滤光片和光电倍增管后转变为电流，电流的大小与NO的浓度成正比。记录器上可以直接显示出NO_x的含量。如果气样不经过转化器而经旁路直接进入反应室，则测得的是NO量，将NO_x量减去NO量就可得到NO₂量。

这种化学发光法NO_x监测仪的测量范围为0～8mg/m³，检出下限为0.02mg/m³。

（3）一氧化碳的测定 大气中一氧化碳的测定方法主要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）非色散红外吸收法。该法测定简便、快速，不破坏被测物质，能连续自动监测。

原理：当CO、CO₂等气态分子受到红外辐射（1～25μm）照射时，将吸收各自特征波长的红外光，引起分子振动能级和转动能级的跃迁，产生振动-转动吸收光谱，在一定浓度范围内，吸收光谱的峰值（吸光度）与气态物质浓度成比例关系。

CO的红外吸收峰在4.5_μm附近，CO₂的吸收峰在4.3_μm附近，水蒸气在3_μm和6μm附近。因为空气中的CO₂和水蒸气的浓度远大于CO的浓度，故干扰CO的测定。在测定前用制冷或通过干燥剂的方法可除去水蒸气。计算公式如下

CO（mg/m³）=1.25C （12-32）

2）气相色谱法。此法测定CO原理如下：大气中的CO、CO₂和甲烷经TDX-01碳分子筛柱分离后，于氢气流中在镍催化剂（360±10℃）作用下，CO、CO₂皆能转化为CH₄，然后用氢火焰离子化检测器分别测定上述三种物质，其出峰顺序为：CO、CH₄、CO₂。

测定时，先在预定试验条件下用定量管加入各组分的标准气样，测其峰高，按式（12-32）算定量校正值

K=C_s/h_s （12-33）

式中K——定量校正值，表示每毫米峰高代表的CO（或CH₄、CO₂）浓度（mg/m³）；

C_s——标准气样中CO（或CH₄、CO₂）浓度（mg/m³）；

h_s——标准气样中CO（或CH₄、CO₂）峰高（mm）。

在与测定标准气同样条件下测定气样，测量各组分的峰高（h_x），按下式计算CO（或CH₄、CO₂）的浓度（C_x）

C_x=h_xK

（4）光化学氧化剂的测定

1）总氧化剂和光化学氧化剂。总氧化剂是指大气中能氧化碘化钾析出碘的物质，主要包括臭氧、过氧乙酰硝酸酯和氮氧化物等。光化学氧化剂是总氧化剂的主要组成部分，是与光化学烟雾的形成有关的污染物质，指大气中除去氮氧化物以外的能氧化碘化钾的氧化剂。

两者的关系：光化学氧化剂=总氧化剂-0.269×氮氧化物。式中0.269为NO₂的校正系数，大气中有26.9%的氮氧化物与碘化钾反应。

2）光化学氧化剂的测定。光化学氧化剂的测定采用硼酸碘化钾分光光度法。硼酸碘化钾吸收O₃等氧化剂的反应如下

O3+2I^-+2H^-→I₂+O₂+H₂O

I₂在352nm下有特征吸收峰，用分光光度法测定。

实际测定时，以硫酸酸化的碘酸钾-碘化钾溶液作为标准溶液（以O₃计）配制标准系列，在352nm波长处以蒸馏水为参比测其吸光度，或者用最小二乘法建立标准曲线的回归方程式。光化学氧化剂浓度计算式为

式中 A₁——气样吸收液的吸光度；

A₀——试剂空白溶液的吸光度；

a——回归方程式的截距；

b——标准曲线的斜率（吸光度/μgO₃）；

V_n——标准状态下的采样体积（L）；

K——采样吸收效率（%）；

ρ——同步测定气样中NO_x的浓度（NO₂mg/m³）

（5）臭氧的测定 大气O₃的测定方法有分光光度法、化学发光法、紫外光度法等。我国颁布的空气质量O₃测定的方法标准为靛蓝二磺酸钠分光光度法（GB/T 15437—1995）和紫外光度法（GB/T 15438—1995）。

1）硼酸碘化钾分光光度法。原理：用含硫代硫酸钠的硼酸碘化钾溶液作吸收液，大气中的O₃等氧化剂氧化碘离子为碘分子，碘分子被硫代硫酸钠还原，剩余硫代硫酸钠加入过量碘标准溶液氧化，剩余碘于325nm处以水为参比测定吸光度。同时采集零气（除去O₃的空气），并准确加入与采集大气样品相同量的碘标准溶液，氧化剩余的硫代硫酸钠，于325nm处测定剩余碘的吸光度，则气样中剩余碘的吸光度减去零气样剩余碘的吸光度即为气样中O₃氧化碘化钾生成的吸光度。

2）靛蓝二磺酸钠分光光度法。原理：空气中的臭氧，在磷酸盐缓冲剂存在下，与吸收液中蓝色的靛蓝二磺酸钠（C₁₆H₁₈Na₂O₈S₂，简称IDS）等摩尔反应，褪色生成靛红二磺酸钠。在610nm处测量吸光度。

（6）硫酸盐化速率的测定 硫酸盐化速率是指大气中含硫污染物演变为硫酸雾和硫酸烟雾的速度。其测定方法有二氧化铅-重量法、碱片-重量法、碱片-铬酸钡分光光度法、碱片-离子色谱法等。

1）二氧化铅-重量法。大气中的SO₂、硫酸雾、H₂O等与二氧化铅反应生成硫酸铅，用碳酸钠溶液处理使硫酸铅转化为碳酸铅，释放出硫酸根离子，再加入BaCl₂溶液，生成BaSO₄沉淀，用重量法测定，结果以每日在100cm²二氧化铅面积上所含SO₃的毫克数表示。最低检出浓度为0.05mgSO₃/（100cm²PbO₂·d）。

2）碱片-重量法。将用碳酸钾溶液浸渍的玻璃纤维滤膜暴露于大气中，碳酸钾与空气中的SO₂等反应生成硫酸盐，加入BaCl₂溶液将其转化为BaSO₄沉淀，用重量法测定。测定结果表示方法同二氧化铅-重量法，方法最低检出浓度为0.05mgSO₃/（100cm²PbO₂·d）。

3）碱片-铬酸钡分光光度法。在弱酸性溶液中，采样碱片中的硫酸根离子与铬酸钡悬浊液发生交换反应，在氨-乙醇溶液（降低硫酸钡和铬酸钡的溶解度）中，分离除去硫酸钡及过量铬酸钡，反应释放出的黄色铬酸根离子浓度与硫酸根离子浓度成正比，故可根据颜色深浅，用分光光度法间接测定硫酸根的浓度。

4）碱片-离子色谱法。该方法用碱片法采样，采样碱片经碳酸钠-碳酸氢钠稀溶液浸取后，获得样品溶液，注入离子色谱仪测定。

（7）总烃及非甲烷烃的测定 总碳氢化合物表示方法：①包括甲烷在内的碳氢化合物，称为总烃（THC）。②除甲烷以外的碳氢化合物，称为非甲烷烃（NMHC）。测定总烃和非甲烷烃的主要方法有气相色谱法和光电离检测法等。

1）气相色谱法。原理由于不同物质在相对运动的两相中具有不同的分配系数，当这些物质随流动相移动时，就在两相之间进行反复多次分配，使原来分配系数只有微小差异的各组分得到很好的分离，再依次送入检测器，将浓度或质量信号转换成电信号，经阻抗转化和放大，送入记录仪记录色谱峰，如果分离完全，则每个色谱峰代表一种组分。我们可以根据色谱峰出峰时间进行定性分析，也可根据色谱峰峰高或峰面积进行定量分析。

2）光电离检测法。有机化合物分子在紫外光照射下可产生光电离现象，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。凡是电离能小于PID紫外辐射能（多用10.2eV）的物质（至少低于0.3eV）均可被电离测定。该法简单，可进行连续监测，所检测的非甲烷烃是指四碳以上的烃。

（8）总挥发有机物的测定 总挥发有机物的测定通常采用气相色谱法，选择合适的吸附剂，用吸附管采集一定体积的空气样品，空气流中的挥发性有机物保留在吸附管中。采样后，将吸附管加热，解析挥发性有机物，待测样品进行色谱分析、测定。采样管和吸附剂采样前进行处理或活化，使干扰减少到最小；选择合适的色谱柱和分析条件，本法能将多种挥发性有机物分离，使共存物干扰问题得到解决。

（9）氟化物的测定 氟化物的测定方法主要有石灰滤纸采样-氟离子选择电极法、滤膜采样-氟离子选择电极法等。

1）石灰滤纸采样-氟离子选择电极法。采用浸渍过Ca（OH）₂溶液的滤纸采样，则大气中的氟化物与Ca（OH）₂反应从而生成氟化钙或氟硅酸钙被固定在滤纸上。用总离子强度缓冲液浸取后，用氟离子选择电极法测定。

2）滤膜采样-氟离子选择电极法。该法用磷酸氢二钾溶液浸渍的玻璃纤维滤膜或碳酸氢钠-甘油溶液浸渍的玻璃纤维滤膜采样，则大气中的气态氟化物被吸收固定，尘态氟化物同时被阻留在滤膜上，采样后的滤膜用水或酸浸取后，用氟离子选择电极法测定。

2.颗粒物的测定

大气颗粒物的测定项目有：总悬浮颗粒物（TSP）、可吸入颗粒物（飘尘或PM₁₀）、自然降尘、颗粒中化学组分等，各测定项目对比见表12-12。

表12-12 各大气颗粒物测定项目对比表

（1）TSP的测定

1）测定原理。用抽气动力抽取一定体积的空气通过恒重的滤膜，则空气中的悬浮颗粒物被阻留在滤膜上，根据采样前后滤膜质量之差及采样体积，即可算出TSP的质量浓度。

2）计算公式

式中 W——阻留在滤膜上的TSP质量（mg）；

q_vn——标准状态下的采样流量（m³/min）；

t——采样时间（min）。

（2）PM₁₀的测定 PM₁₀的测定方法有重量法、压电晶体振荡法、β射线吸收法及光散射法等。

1）重量法。该法根据采样流量的不同，分为大流量采样重量法和小流量采样重量法。

大流量采样重量法原理：用带有10μm以上颗粒物切割器的大流量采样器采样，使一定体积的大气通过采样器，先将粒径大于10μm的颗粒物分离出去，小于10μm的颗粒物被收集在预先恒重的滤膜上，根据采样前后滤膜质量之差及采样体积，即可算出飘尘的浓度。

小流量采样重量法原理：用小流量采样器采样，使一定体积的大气通过具有分离和捕集装置的采样器，先将粒径大于10μm的颗粒物阻留在撞击挡板的入口挡板内，飘尘则通过入口挡板被捕集在预先恒重的玻璃纤维滤膜上，根据采样前后的滤膜质量及采样体积即可算出飘尘的浓度。

2）压电晶体振荡法。气样经粒子切割器剔除大颗粒物，而小于10_μm的颗粒物进入测量气室。测量气室内有由高压放电针、石英谐振器及电极构成的静电采样器，使气样中的颗粒物在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派出。两振荡器频率之差（Δf）经信号处理系统转换成颗粒物浓度并在数显屏幕上显示，通过测量采样后两石英谐振器频率之差（Δf），即可得知颗粒物浓度。

3）β射线吸收法。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。

（3）自然降尘的测定

1）测定：在集尘器中注入少量水，使其不被大风吹起，采样结束后，剔除集尘器中的树叶、小虫等异物，其余部分定量转移至1000mL烧杯中，加热蒸发浓缩至10～20mL后，再转移至已恒重的瓷坩埚中，蒸干后于（105±5）℃恒重。

2）降尘量计算

式中 W₁——降尘和瓷坩埚的质量（g）；

W₀——瓷坩埚的质量（g）；

W_a——加入的硫酸铜溶液经蒸发和烘干后的质量（g）；

S——集尘缸口的面积（cm²）；

n——采样天数（精确到0.1d）。

3.固定污染源的监测

固定污染源是指烟道、烟囱及排气筒等。它们排放的废气中既包含固态的烟尘和粉尘，也包含气态和气溶胶态的多种有害物质。

（1）污染源监测的目的 对污染源进行监测的目的是检查污染源排放废气中的有害物质是否符合排放标准的要求；评价净化装置的性能和运行情况及污染防治措施的效果；为大气质量管理与评价提供依据。

（2）污染源监测的要求 对污染源进行监测时的要求是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，应根据其变化的特点和周期进行系统监测；当测定工业锅炉烟尘浓度时，锅炉应在稳定的负荷下运转，不能低于额定负荷的85%。

（3）固定污染源监测的内容 污染源监测的内容包括排放废气中有害物质的浓度（mg/m³）、有害物质的排放量（kg/h）和废气排放量（m³/h）等。

在有害物质排放浓度和废气排放量的计算中，都采用现行监测方法中推荐的标准状态（温度为0℃，大气压力为101.3kPa或760mmHg）下的干气体表示。(www.xing528.com)

（4）采样位置和采样点布设 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。

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。

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。

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0.3m，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不同，见表12-13。

表12-13 圆形烟道的分环和各点距烟道内壁的距离

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12-14所列数据确定。小矩形面积一般不应超过0.6m²。

表12-14 矩形烟道的分块和测点数

拱形烟道：因这种烟道的上部为半圆形，下部为矩形，故可分别按圆形和矩形烟道的布点方法确定采样点的位置及数目。

当水平烟道内积灰时，应将积灰部分的面积从断面内扣除，按有效面积设置采样点。

在能满足测压管和采样管达到各采样点位置的情况下，要尽可能地少开采样孔。一般开两个互成90°的孔，最多开四个。采样孔的直径应不小于75mm。当采集有毒或高温烟气，且采样点处烟气呈正压时，采样孔应设置防喷装置。

（5）基本状态参数的测定 烟气的体积、温度和压力是烟气的基本状态常数，也是计算烟气流速、烟尘及有害物质浓度的依据。其中，烟气体积由采样流量和采样时间的乘积求得，而采样流量由测点烟道断面乘以烟气流速得到，流速又由烟气压力和温度计算得出。

1）流速的计算。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（υ_s）

或

式中 υ_s——烟气流速（m/s）；

K_p——皮托管校正系数；

P_v——烟气动压（Pa）；

ρ——烟气密度（kg/m³）；

R_s——烟气气体常数[J/（kg·K）]；

T_s——烟气绝对温度（K）；

B_s——烟气绝对压力（Pa）。

烟道断面上各采样点烟气平均流速计算式如下

或

式中 ——烟气平均流速（m/s）；

υ₁、υ₂、…、υ_a——断面上各测点烟气流速（m/s）；

n——测点数；

——烟气动压方根平均值。

2）流量的计算。测量状态下的烟气流量按下式计算

式中 q_vs——烟气流量（m³/h）；

S——测点烟道横截面面积（m²）。

标准状态下干烟气流量按下式计算

式中 q_vnd——标准状态下烟气流量（m³/h）；

P_s——烟气静压（Pa）；

B_a——大气压力（Pa）；

X_sw——烟气中水蒸气的体积含量。

（6）含湿量的测定 含湿量的测定方法有重量法、冷凝法和干湿球法等。

1）重量法。该法测定含湿量，首先从烟道采样点抽取一定体积的烟气，用装有吸收剂的吸收管将烟气中的水蒸气吸收，吸收管的增重即为所采烟气中的水蒸气重量。

烟气中的含湿量按下式计算

式中 X_w——烟气中水蒸气的体积含量；

G_w——吸湿管采样后增重（g）；

V_d——测量状态下抽取干烟气体积（L）；

t_r——流量计前烟气温度（℃）；

P_A——大气压力（kPa）；

P_r——流量计前烟气表压（kPa）；

1.24——标准状态下1g水蒸气的体积（L）。

2）冷凝法。该法测定含湿量，首先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。含湿量按下式计算

式中 G_w——冷凝器中的冷凝水量（g）；

V_s——测量状态下抽取烟气的体积（L）；

P_z——冷凝器出口烟气中饱和水蒸气压（kPa）。

其他项含意同前。

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烟气含湿量。

（7）烟尘浓度的测定 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烟尘的浓度。

1）等速采样法。测定烟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。

预测流速法：这种方法是在采样前先测出采样点的烟气温度、压力、含湿量，计算出烟气流速，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 q′_vr——等速采样所需转子流量计指示流量（L/min）；

d——采样嘴内径（mm）；

υ_s——采样点烟气流速（m/s）；

P_A——大气压力（Pa）；

P_r——转子流量计前烟气的表压（Pa）；

T_s——采样点烟气的温度（K）；

T_r——流量计前烟气的温度（K）；

R_sd——干烟气的气体常数[J/（kg·K）]；

X_w——烟气含湿量（体积%）。

当干烟气组分和干空气近似时，上式简化为

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

平行采样法：该方法是将S形皮托管和采样管固定在一起插入采样点处，当与皮托管相连的微压计指示出动压后，利用预先绘制的皮托管动压和等速采样流量关系计算图立即算出等速采样流量，及时调整流速进行采样。等速采样流量的计算与预测流速法相同。平行采样法与预测流速采样法不同之处在于测定流速和采样几乎同时进行，减小了由于烟气流速改变而带来的采样误差。

等速管法（或压力平衡法）：这种方法用特制的压力平衡型等速采样管采样。该方法不需要预先测出烟气流速、状态参数和计算等速采样流量，而通过调节压力即可进行等速采样，不但操作简便，而且能跟踪烟气速度变化，随时保持等速采样条件，采样精度高于预测流速法，但适应性不如预测流速采样法。

2）移动采样和定点采样

测定烟道断面上烟气中烟尘的平均浓度时采用移动采样法，用同一个尘粒捕集器在已确定的各采样点上移动采样，在各点的采样时间相同，这是目前普遍采用的方法。

要了解烟道内烟尘的分布状况和确定烟尘的平均浓度，则应采用定点采样法，即分别在断面上的每个采样点采样，即每个采样点采集一个样品。

3）采样装置。采样装置由采样管、捕集器、流量计和抽气泵等组成。常见的有预测流速法烟尘采样装置、动压平衡型等速管法烟尘采样装置、静压平衡型烟尘采样系统和无动力尘粒采样系统等采样装置。

4）含尘浓度计算。按重量测定法要求，计算滤筒采样前后重量之差G（烟尘重量）。

计算出标准状态下的采样体积：在采样装置的流量计前装有冷凝器和干燥器的情况下，按下式计算

当干烟气的组成与干空气近似时，V_nd计算式可简化为

式中 V_nd——标准状态下干烟气的采样体积（L）；

q′_vr——等速采样流量应达到的读数（L/min）；

t——采样时间（min）。

其他项含意同前。

烟尘浓度的计算：根据采样方法不同，分别按下式计算：

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）；

V_nd——标准状态下干烟气体积。

定点采样时

式中 ——烟气中烟尘平均浓度（mg/m³）；

υ₁、υ₂、…、υ_n——各采样点烟气流速（m/s）；

c₁、c₂、…、c_n——各采样点烟气中烟尘浓度（mg/m³）；

S₁、S₂、…、S_n——各采样点所代表的截面积（m²）。

（8）烟气组分的测定 烟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气体常数的数据。有害组分为一氧化碳、氮氧化物、硫氧化物和硫化氢等。

1）烟气样品的采集。烟气样品的采集只要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。若需气样量较少时，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。

烟气采样装置与大气采样装置基本相同；不同之处在于烟道气温度高、湿度大、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过滤器（滤料），采样管需要加热或保温，以防止水蒸气冷凝而引起被测组分损失。采样管多采用不锈钢材料制作。

此外，还有烟气自动采样装置，用于烟气组分连续自动监测仪中，对烟气组分进行连续自动监测。

2）烟气主要组分的测定。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：用适当的吸收液吸收烟气中的欲测组分，通过测定吸收前后气样的体积变化计算欲测组分的含量。

用仪器分析法可分别测定烟气中的组分，其准确度比奥氏气体吸收法高。

3）烟气中有害组分的测定。烟气中有害组分的测定方法视其含量而定。当含量较低时，可选用大气中分子态污染物质的测定方法；含量较高时，多选用化学分析法。

4）烟尘中有害组分的测定。测定烟尘（包括气溶胶）中的有害组分时，先用烟尘采样装置将烟尘捕集在滤筒上，再用适当的预处理方法将被测组分浸取出来制备成溶液供测定。

如果测定烟尘和气体中有害组分的总量，应在烟尘采样系统中串接捕集气态组分的吸收瓶，然后将两者合并，经处理制备成样品溶液测定。

有关组分的测定方法见表12-15。

表12-15 烟气中有害组分测定方法

（续）