主题：【原创】空气监测技术问答一（共５５道题目，每题答对１分，答题重复无分）

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通常把粒径在10微米以下的颗粒物称为PM10，又称为可吸入颗粒物或飘尘。

　　颗粒物的直径越小，进入呼吸道的部位越深。10微米直径的颗粒物通常沉积在上呼吸道，5微米直径的可进入呼吸道的深部，2微米以下的可100%深入到细支气管和肺泡。

　　可吸入颗粒物（PM10）在环境空气中持续的时间很长，对人体健康和大气能见度影响都很大。一些颗粒物来自污染源的直接排放，比如烟囱与车辆。另一些则是由环境空气中硫的氧化物、氮氧化物、挥发性有机化合物及其它化合物互相作用形成的细小颗粒物，它们的化学和物理组成依地点、气候、一年中的季节不同而变化很大。可吸入颗粒物通常来自在未铺沥青、水泥的路面上行使的机动车、材料的破碎碾磨处理过程以及被风扬起的尘土。

　　可吸入颗粒物被人吸入后，会累积在呼吸系统中，引发许多疾病。对粗颗粒物的暴露可侵害呼吸系统，诱发哮喘病。细颗粒物可能引发心脏病、肺病、呼吸道疾病，降低肺功能等。因此，对于老人、儿童和已患心肺病者等敏感人群，风险是较大的。另外，环境空气中的颗粒物还是降低能见度的主要原因，并会损坏建筑物表面。

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    二氧化硫主要来源于含硫化石燃料如煤、褐煤和重油的燃烧，其中煤和褐煤约占全世界与能源有关的二氧化硫排放总量的80％，剩余的20％来自石油，它们所占的比例因各国能源结构而异。城市环境空气中的二氧化硫主要来自火力发电厂、工业锅炉、金属冶炼厂、造纸厂、生活取暖、炊事、垃圾焚烧及柴油机动车的排放等。
　　
　　二氧化硫进入大气中会发生氧化反应，形成硫酸、硫酸铵和有机硫化物等酸性气溶胶。反应可在气相、液相和固相表面进行，氧化速率与太阳辐射强度、温度、湿度、氧化剂及催化剂的存在等因素有关。在冬季雾天，二氧化硫能被雾滴中的各种金属杂质和细粒子表面的碳催化转化成硫酸盐和硫酸气溶胶。在夏季晴天，二氧化硫能被光化学反应产生的臭氧等强氧化剂氧化转化成硫酸盐和硫酸盐气溶胶。因此，目前在二氧化硫对环境影响的研究中，将更多的注意力集中于酸性气溶胶和悬浮颗粒物细粒子所起的作用上。

二氧化硫进入呼吸道后，因其易溶于水，故大部分被阻滞在上呼吸道，在湿润的粘膜上生成具有腐蚀性的亚硫酸、硫酸和硫酸盐，使刺激作用增强。上呼吸道的平滑肌因有末梢神经感受器，遇刺激就会产生窄缩反应，使气管和支气管的管腔缩小，气道阻力增加。上呼吸道对二氧化硫的这种阻留作用，在一定程度上可减轻二氧化硫对肺部的刺激。但进入血液的二氧化硫仍可通过血液循环抵达肺部产生刺激作用。

二氧化硫可被吸收进入血液，对全身产生毒副作用，它能破坏酶的活力，从而明显地影响碳水化合物及蛋白质的代谢，对肝脏有一定的损害。动物试验证明，二氧化硫慢性中毒后，机体的免疫受到明显抑制。

二氧化硫浓度为10～15ppm时，呼吸道纤毛运动和粘膜的分泌功能均能受到抑制。浓度达20ppm时，引起咳嗽并刺激眼睛。若每天吸入浓度为100ppm8小时，支气管和肺部出现明显的刺激症状，使肺组织受损。浓度达400ppm时可使人产生呼吸困难。二氧化硫与飘尘一起被吸入，飘尘气溶胶微粒可把二氧化硫带到肺部使毒性增加3～4倍。若飘尘表面吸附金属微粒，在其催化作用下，使二氧化硫氧化为硫酸雾，其刺激作用比二氧化硫增强约1倍。长期生活在大气污染的环境中，由于二氧化硫和飘尘的联合作用，可促使肺泡纤维增生。如果增生范围波及广泛，形成纤维性病变，发展下去可使纤维断裂形成肺气肿。二氧化硫可以加强致癌物苯并（a）芘的致癌作用。据动物试验，在二氧化硫和苯并（a）芘的联合作用下，动物肺癌的发病率高于单个因子的发病率，在短期内即可诱发肺部扁平细胞癌



空气中的污染物二氧化硫是一种无色、有臭味的气体，性质活泼，能引起氧化作用，也参与还原反应，可溶于水形成亚硫酸。二氧化硫对人体健康有很大影响，刺激人体的眼和鼻粘膜等呼吸器官，引起鼻咽炎、气管炎、支气管炎、肺炎及哮喘病、肺心病等。

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光化学烟雾的成分非常复杂，但是对动物、植物和材料有害的是臭氧、PAN和丙烯醛、甲醛等二次污染物。人和动物受到主要伤害是眼睛和粘膜受刺激、头痛、呼吸障碍、慢性呼吸道疾病恶化、儿童肺功能异常等。
植物受到臭氧的损害，开始时表皮褪色，呈蜡质状，经过一段时间后色素发生变化，叶片上出现红褐色斑点。PAN使叶子背面呈银灰色或古铜色，影响植物的生长，降低植物对病虫害的抵抗力。
臭氧、PAN等还能造成橡胶制品的老化、脆裂，使染料褪色，并损害油漆涂料、纺织纤维和塑料制品等。

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　天不蓝，灰蒙蒙像雾又不是雾，大气能见度降低，这种空气质量下降的现象，经环保专家初步研究证实是由悬浮在空气中微小的细粒子颗粒造成的。

　　一般来讲这种微小的细粒子由三部分组成：第一部分是自然尘和无机物灰尘，主要来自裸露地面和建筑施工工地的扬尘。第二部分是微小的碳粒子，包括有机碳和元素碳。这部分污染物主要来源于锅炉燃煤，柴油车、汽油车尾气排出的烟气和有机碳，建筑油漆以及烹调食品和烧烤。第三部分细粒子是由空气中的二氧化硫、氮氧化物等有害气体经化学反应而生成的硫酸盐、硝酸盐和铵盐等二次污染物转化生成的固体生成物。这些有害气体也是来自于机动车尾气和燃煤等。空气中的细粒子表现为动态性变化过程，城市之间、地域之间以及气象条件等因素的相互影响使其污染物来源结构非常复杂，目前各种成分分析所占的比例正在进一步研究中。

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  根据化学性质不同，一般把大气污染物分为以下八类：

　　1）碳氧化物，主要指 CO和 CO2。

　　2）氮氧化物，主要指NO和NO2，用NOx表示。

　　3）硫氧化物，主要指 SO2等，用 SOx表示。

　　4）碳氢化合物，通常包括醛、酮和H—C—O化合物。

　　5）卤素化合物，主要指氟利昂。

　　6）氧化剂，主要指O3、PAN和过氧化物等。

　　7）颗粒物及气溶胶。

　　8）放射性物质。

　　此外，有的地区还有汞蒸汽、铅蒸汽和石棉等污染

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大气污染物的种类很多，并且因污染源不同而有差异。目前大气污染物的物理、化学性质非常复杂。它们的型态可能是固体状的粒子，也可能是被滴或是气体，或是这些型态的混合存在。根据污染物的性质，可将其分为一次污染物（原发性污染物）与二次污染物（继发性污染物）。一次污染物是从污染源直接排出的污染物，它可分为反应性物质和非反应性物质。前者不稳定，还可与大气中的其它物质发生化学反应；后者比较稳定，在大气中不与其它物质发生反应或反应速度缓慢。二次污染物是指不稳定的一次污染物与大气中原有物质发生反应，或者污染物之间相互反应而生成的新的污染物质，这种新的污染物质与原来的物质在物理、化学性质上完全不同。但无论是一次污染物还是二次污染物都能引起大气污染，对环境及人类产生不同程度的影响。

氮氧化物(NOx)主要是指NO和NO2。NO和NO2都是对人体有害的气体。氮氧化物和碳氢化合物(HC)在大气环境中受强烈的太阳紫外线照射后发生光化学反应而产生二次污染物，这种又一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾现象，称为光化学烟雾。

光化学烟雾是由汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物（HC）和氮氧化物（NOx）等一次污染物，在阳光的作用下发生化学反应，生成臭氧(O3)、醛、酮、酸、过氧乙酰硝酸酯（PAN）等二次污染物，参与光化学反应过程的一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象叫做光化学烟雾。
光化学烟雾的成分非常复杂，但是对动物、植物和材料有害的是臭氧、PAN和丙烯醛、甲醛等二次污染物。人和动物受到主要伤害是眼睛和粘膜受刺激、头痛、呼吸障碍、慢性呼吸道疾病恶化、儿童肺功能异常等。
植物受到臭氧的损害，开始时表皮褪色，呈蜡质状，经过一段时间后色素发生变化，叶片上出现红褐色斑点。PAN使叶子背面呈银灰色或古铜色，影响植物的生长，降低植物对病虫害的抵抗力。
臭氧、PAN等还能造成橡胶制品的老化、脆裂，使染料褪色，并损害油漆涂料、纺织纤维和塑料制品等。

一、基本知识
1．什么是大气?
大气是包围在地球周围的一层气体。大气也称为大气圈或大气层。大气圈是地球四大圈（土石圈、水圈、生物圈和大气圈）之一，是地球上一切生命赖以生存的气体环境,也是人类的保护伞。

　　如果我们从人造地球卫星上看地球,大气好像是蒙在地球表面上的一层浅蓝色面纱。
　　大气的范围是很宽广的，它在水平方向上笼罩着整个地球，在铅直方向上，它的厚度已超过地球上最高山峰的高度和最深海沟的深度。
　　根据科学家的研究知道，大气的上界和行星际气体逐渐融合在一起。然而，人类活动的范围仅仅限于大气层的底层，风、云、雨、雪等天气现象也多发生在20千米以下的大气层中。
　　大气虽然看不见，摸不到，但大气是实实在在的客观物质，科学家发现整个大气层的质量是很惊人的，约为5.3×1015吨,这可是一个非常大的数字,如果用一个巨大的天平来称的话,一端放上大气层,那么另一端就要放上一个直径100千米的大铜球,或者是放上5座喜马拉雅山脉。但大气层的质量中有99.9%以上都集中在50千米以下的范围,而在50千米以下的浩瀚大气中,所含的大气质量还不到总质量的0.1%。由此可见,大气层越向上空气越稀薄。据测算,在360千米高空的大气中,其空气密度只有海平面附近的万亿分之一。
　　大气是维持人体生命的第一需要。人可以数日不吃不喝,但却不能不呼吸。我们游泳时就有这样的感觉,把头扎在水里过不了一会就憋得受不了。同样,各种生物也需要呼吸。大气的存在还为人类生存提供了适宜的温度条件,否则白天太阳可将赤道附近的地面烤热到80℃以上,而在夜间又会降到-100℃。一天之间温差如此悬殊人类是难以生存的。大气还阻挡了对人体有伤害作用的紫外线、X射线以及宇宙线，消除、减轻了来自星际空间的流星对地表的袭击，起到了“保护伞”的作用。
2．大气由什么组分组成?
大气的组成物质主要是：
氮气、氧气、二氧化碳、臭氧（这些统称为干洁空气）、水汽、固体杂质、人类排放的各种污染物等组成。其中干洁空气成分比较稳定，而污染物、水汽和固体杂质则变化很大
3．什么是空气污染?
由于引入能释放有害物质的污染源或环境通风不佳，使空气中有害物质在数
量和种类上不断增加，并导致人体一系列不适症状，称为空气污染。
国际上通常采用空气污染指数(APl)来评价空气质量，它是将一系列的空气质量数据，按统一规定的计量方法处理后，变成一种简洁而易被民众理解和掌握的表达形式。

我国将空气质量划分为五级：

(1)API值在0—50范围内时，空气质量为一级，空气质量优：

2)API值为51—100范围时，空气质量为二级，空气质量良：

(3)API值为101—200范围时，空气质量为三级，属轻度污染：

(4)API值为201—300范围时，空气质量为四级，属中度污染；

(5)API值大于300时，空气质量为五级，属重度污染。

空气质量属轻度污染时，病患者有感觉：空气质量属中度污染时，对敏感体质人群有明显的影响，一般人群中可能出现不适，发生气喘、咳嗽、多痰等症状；空气质量属重度污染时，健康人群也会出现明显症状，运动耐受力降低，并可能导致提前出现某些疾病。
4．空气监测的目的是什么?
准确、及时、全面地反映环境质量现状及发展趋势，为环境管理、污染源控制、环境规划等提供科学依据。
具体归纳为：
1、根据环境质量标准，通过监测来检验和判别工业排放物浓度或排放量是否超标，检验和评价环境质量；
2、根据污染分布情况，追踪寻找污染源，为实现监督管理、控制污染提供依据；
3、收集本底数据，积累长期监测资料，为研究环境容量、实施总量控制和目标管理、预测预报环境质量提供数据；
4、为保护人类健康、保护环境，合理使用自然资源，制订环境法规、标准、规划等服务。
5、通过监测确定环保设施运行效果，以便采取措施和管理对策，达到减少污染、保护环境的目的。
6、为环境科学研究提供科学依据。
5．空气监测的主要任务是什么?
一是建立和完善城市空气质量自动监测系统，实现可吸入颗粒二氧化硫、二氧化氮空气质量自动监测，提高空气质量科学监测水平，为空气污染防治和管理、规划及相关决策提供科学依据。二是拓展地表水质和集中式饮用水源水质监测能力，根据国家环保总局《关于城市集中式饮用水源水质监测、评价与公布方案的通知》要求，做好集中式饮用水质监测、评价与水质月报工作。三是建立污染源在线自动监测系统.四是积极推进监测站标准化建设，更新配置监测仪器和设备，改善环境监测基础设施。五是加强生态监测能力建设，形成有机食品、中药材GMP基地的监测能力。六是尽快建立应急监测体系，建立危险源监控系统，装备必要的应急监测仪器设备和交通、通讯工具，加强应急监测队伍的建设，形成一整套的突发性环境污染事故应急监测系统，构建较为完备的环境污染事故响应系统。七是加强监测信息传输能力建设.