前言：

"2012年国家颁布实施《环境空气质量标准》（GB 3095—2012）以来，珠江三角洲地区环境空气质量监测能力显著提高，大气PM2.5污染和重霾天气得到初步控制， PM2.5区域年均浓度从2015年开始连续三年实现整体达标。与此同时，珠江三角洲地区大气污染性质正在发生深刻转变，出现了新情况、新问题和新挑战，以O3为代表的大气光化学烟雾污染问题逐步凸显，大气污染防治亟需从重霾天气应对及时向PM2.5和O3污染协同防控转变。按照国务院2014年出台的《大气污染防治行动计划》和2015年印发《生态环境监测网络建设方案》的要求，环境空气监测需要从单纯的质量浓度监测尽快推进到化学成分监测，为我国未来大气污染精准治理和空气质量精细化管理提供基础数据和科技支撑。

目前环境空气PM2.5和O3等质量浓度监测网络和技术体系已较为完善，对于客观评估空气质量达标情况和进行空气质量改善目标责任考核发挥了十分重要的作用，但对于全面揭示大气污染成因来源和动态评估治理政策措施的成效而言，其数据支撑作用仍远远不够。随着珠江三角洲地区未来PM2.5浓度进一步下降以及O3污染问题逐步凸显，大气PM2.5和O3污染协同控制的需求将更加突出，治理难度与经济社会成本也势必进一步加大。因此，尽早谋划、科学设计及合理布局建设珠江三角洲地区大气二次污染成分监测网络，将大气污染物质量浓度监测逐步推进到PM2.5和光化学烟雾关键物种的化学成分监测，对未来解决珠江三角洲乃至其他地区PM2.5和O3污染问题将有十分重要的基础支撑作用。

在2014年度环保公益性行业科研专项项目“珠三角区域空气质量达标管理关键支撑技术研究”的资助下，广东省环境监测中心与北京大学、中国环境监测总站、中山大学、香港科技大学等单位合作，开展了区域大气二次污染成分监测网络优化设计与示范应用研究，提出了新一代区域空气质量监测网络的优化设计技术、建设方案、质控质保体系和相关技术指南，并在珠江三角洲地区实现了示范应用。为及时进行成果交流、探讨技术进展、分享工作经验，项目组将研究形成的大气二次污染手工监测相关的标准操作程序著书出版，旨在与从事大气环境监测与环境科学领域的同仁和专家学者交流，并供从事环境管理、环境监测工作的有关技术人员、科研人员和高等学校环境科学与工程及相关专业师生参考。

本书由广东省环境监测中心的袁鸾高级工程师、岳玎利教授级高级工程师，香港科技大学的郁建珍教授和广东环境保护工程职业学院的钟流举教授级高级工程师等策划并负责提出本书编著的总体思路、框架体系及内容布局。袁鸾、岳玎利、郁建珍负责全书内容和质量的审查。全书以大气二次污染手工监测为主线，以满足实际操作应用为目的，力求做到理论与实践相结合并系统反映相关技术的最新进展。全书主要内容和编著具体分工如下：第1章概述由岳玎利、钟流举、叶斯琪编著；第2章PM2.5手工采样标准操作程序由袁鸾、张涛、陈多宏、翟宇虹、黄晓晖、郁建珍编著；第3章PM2.5称量与实验室分析标准操作程序由周炎、袁鸾、黄晓晖、郁建珍、谢敏、沈劲、岳玎利、赵燕、翟宇虹、张涛编著；第4章VOCs手工采样标准操作程序由张涛、周炎编著；第5章VOCs实验室分析标准操作程序由周炎、钟流举、陈多宏编著；第6章数据确认与评估由黄晓晖、郁建珍、袁鸾、岳玎利编著。全书最后由袁鸾、岳玎利和钟流举统稿、定稿。

本书出版和相关研究工作得到了中国环境监测总站、广东省环境保护厅、北京大学环境科学与工程学院、香港科技大学、香港环保署等单位的大力支持和帮助，在此表示衷心感谢！ 特别感谢刘启汉教授、雷国强博士、陈凯琳博士对本书编著给予了全面指导和大力帮助。十分感谢武汉天虹仪表有限责任公司、青岛众瑞智能仪器有限公司、培德国际有限公司等对本书撰写和出版提供了宝贵参考资料及仪器操作经验。感谢化学工业出版社的领导和编辑在本书出版过程中付出的辛勤努力。

大气二次污染成分手工监测工作十分繁杂，涉及的监测仪器设备众多，新产品、新型号、新技术不断推陈出新。由于技术条件和研究能力所限，书中不足和疏漏之处在所难免，敬请同行和专家学者指正。

编著者

2019年6月于广州

目录：

第1章　概述1
　1.1 我国环境空气质量监测网络概况 1
　　1.1.1　全国环境空气质量监测总体状况 1
　　1.1.2　港澳台地区空气质量监测总体状况 4
　　1.1.3　广东省及珠江三角洲地区空气质量监测总体状况 5
　1.2 国外大气二次污染监测进展 6
　　1.2.1　美国大气二次污染监测及质量管理进展 6
　　1.2.2　欧洲大气二次污染监测及质量管理进展 9
　　1.2.3　日本大气二次污染监测及质量管理进展 10
　1.3 我国大气污染性质的转变 10
　　1.3.1　大气污染性质转变 10
　　1.3.2　二次污染成分监测将常态化 11
　1.4 主要内容及框架 12
　参考文献 12

第2章　PM2.5手工采样标准操作程序14
　2.1 大流量采样器手工采样（TE-6070/HIVOL-C-M-A-B-D） 14
　　2.1.1　适用范围 14
　　2.1.2　方法摘要 14
　　2.1.3　干扰因素 14
　　2.1.4　设备与耗材 15
　　2.1.5　采样器安装 18
　　2.1.6　安全问题 18
　　2.1.7　校准方法 18
　　2.1.8　采样方法 21
　　2.1.9　维护流程 24
　2.2 大流量采样器手工采样（TH-1000） 25
　　2.2.1　适用范围 25
　　2.2.2　工作方式 25
　　2.2.3　参数设置 26
　　2.2.4　日常采样 27
　　2.2.5　流量校准 28
　　2.2.6　注意事项 28
　　2.2.7　常见故障及处理 29
　2.3 多通道采样器手工采样（Met One 空气组分采样系统） 29
　　2.3.1　适用范围 29
　　2.3.2　方法摘要 29
　　2.3.3　设备与耗材 30
　　2.3.4　采样器安装 32
　　2.3.5　安全问题 33
　　2.3.6　参数配置 34
　　2.3.7　日常采样 34
　　2.3.8　质量控制及质量保证程序 38
　　2.3.9　维护流程 40
　2.4 多通道采样器手工采样（ZR-3930） 41
　　2.4.1　适用范围 41
　　2.4.2　方法摘要 41
　　2.4.3　设备与耗材 41
　　2.4.4　采样器安装 44
　　2.4.5　安全问题 45
　　2.4.6　日常操作 45
　　2.4.7　校准方法 50
　　2.4.8　维护保养 56
　2.5 多通道采样器手工采样（TH-16A） 57
　　2.5.1　适用范围 57
　　2.5.2　方法摘要 57
　　2.5.3　仪器结构 57
　　2.5.4　采样器安装 58
　　2.5.5　日常操作 58
　　2.5.6　校准方法 61
　2.6 颗粒物粒径分级采样器手工采样（MOUDI 100/110） 64
　　2.6.1　适用范围 64
　　2.6.2　工作原理 64
　　2.6.3　仪器和设备 65
　　2.6.4　切割粒径和效率曲线 67
　　2.6.5　日常操作 67
　　2.6.6　仪器安装 68
　　2.6.7　采样膜的准备工作 69
　　2.6.8　操作步骤 69
　参考文献 69

第3章　PM2.5称量与实验室分析标准操作程序71
　3.1 滤膜手工称重 71
　　3.1.1　适用范围 71
　　3.1.2　方法摘要 71
　　3.1.3　干扰因素 71
　　3.1.4　设备与材料 72
　　3.1.5　称重准备与要求 73
　　3.1.6　天平校准程序 74
　　3.1.7　滤膜检查 74
　　3.1.8　滤膜平衡 75
　　3.1.9　滤膜称重 75
　　3.1.10　计算 76
　　3.1.11　质量控制 77
　3.2 滤膜自动称重（AWS-1） 78
　　3.2.1　概述 78
　　3.2.2　系统概况 79
　　3.2.3　安装和调试 84
　　3.2.4　称重任务参数设定和准备工作 85
　　3.2.5　自动称重任务的启动和运行过程 102
　　3.2.6　数据保存和处理 105
　　3.2.7　机器人控制软件 114
　　3.2.8　特殊功能和手动控制 118
　　3.2.9　空调单元（可选） 121
　　3.2.10　保养、维护和存放 122
　　3.2.11　故障和消除 123
　3.3 元素碳、有机碳检测（DRI） 125
　　3.3.1　范围和应用 125
　　3.3.2　方法概述 125
　　3.3.3　干扰因素 125
　　3.3.4　设备和材料 126
　　3.3.5　分析仪启动 127
　　3.3.6　关闭分析仪 128
　　3.3.7　校准 129
　　3.3.8　系统空白 132
　　3.3.9　例行操作 132
　　3.3.10　检测限 134
　3.4 元素碳、有机碳检测（Sunset） 134
　　3.4.1　范围和应用 134
　　3.4.2　方法概述 135
　　3.4.3　干扰因素 135
　　3.4.4　设备 136
　　3.4.5　试剂 136
　　3.4.6　标准溶液配制和分析 137
　　3.4.7　滤膜样品分析 138
　　3.4.8　计算 143
　　3.4.9　质量控制与质量保证程序 146
　3.5 无机水溶性阴阳离子检测（IC） 149
　　3.5.1　概述 149
　　3.5.2　方法总结 149
　　3.5.3　干扰和限制 150
　　3.5.4　仪器和设备 151
　　3.5.5　材料和化学试剂 152
　　3.5.6　洗脱剂的制备 152
　　3.5.7　阴离子和阳离子标准溶液配制 153
　　3.5.8　滤膜样品分析 154
　　3.5.9　质量控制与质量保证程序 155
　3.6 金属元素检测（XRF） 156
　　3.6.1　概述 156
　　3.6.2　仪器、设备、试剂和表格 159
　　3.6.3　标准曲线 163
　　3.6.4　样品分析 164
　　3.6.5　计算 167
　　3.6.6　质量控制与质量保证程序 168
　　3.6.7　日常维护 169
　　3.6.8　安全问题 169
　3.7 非极性有机化合物检测（TD-GC/MS） 170
　　3.7.1　概述 170
　　3.7.2　安全性要求 174
　　3.7.3　仪器设备、化学试剂和分析记录要求 174
　　3.7.4　GC/MS系统维护 177
　　3.7.5　标准品制备与存储 181
　　3.7.6　样品的制备与存储 182
　　3.7.7　GC/MS系统的开机与关机 183
　　3.7.8　TD-GC/MS分析程序 184
　　3.7.9　数据处理 187
　　3.7.10　质控要求 190
　　3.7.11　数据管理 191
　参考文献 191

第4章　VOCs手工采样标准操作程序193
　4.1 苏玛罐手工采样（瞬时） 193
　　4.1.1　概述 193
　　4.1.2　使用范围和适用性 194
　　4.1.3　方法总结 194
　　4.1.4　术语 194
　　4.1.5　健康和安全警示 195
　　4.1.6　干扰 195
　　4.1.7　安装流程 195
　　4.1.8　维护与质量控制流程 200
　　4.1.9　数据有效性和质量保证 201
　　4.1.10　故障诊断与检修 203
　4.2 苏玛罐手工采样（定量） 203
　　4.2.1　概述 203
　　4.2.2　标准操作流程 203
　4.3 采样管采样 204
　　4.3.1　概述 204
　　4.3.2　采样管和吸附剂的选择 205
　　4.3.3　采样前准备 206
　　4.3.4　样品采集 207
　　4.3.5　样品保存 208
　参考文献 208

第5章　VOCs实验室分析标准操作程序209
　5.1 苏玛罐采样-气相色谱/质谱（GC/MS）法 209
　　5.1.1　概述 209
　　5.1.2　检测步骤 210
　　5.1.3　定性定量方法评价 212
　5.2 在线挥发性有机物质谱仪法 217
　　5.2.1　适用范围 217
　　5.2.2　方法原理 217
　　5.2.3　校准条件 218
　　5.2.4　操作项目及具体操作步骤 218
　参考文献 222

第6章　数据确认与评估223
　6.1 细颗粒物（PM2.5）化学组成监测数据有效性确认 223
　　6.1.1　化学分析精密度 224
　　6.1.2　化学组分浓度总和与重量分析的相关性 224
　　6.1.3　硫酸根离子浓度与总硫浓度的比较 224
　　6.1.4　水溶性钾离子浓度与总钾浓度的比较 226
　　6.1.5　铵根离子平衡 226
　　6.1.6　电荷平衡 226
　　6.1.7　质量重构 228
　6.2 颗粒物采样器比对 229
　　6.2.1　中流量多通道采样器间比对 229
　　6.2.2　中流量采样器不同通道之间的比对 231
　　6.2.3　大流量采样器间比对 232
　6.3 颗粒物化学分析方法比对 233
　　6.3.1　有机碳（OC）和元素碳（EC）检测方法比对 233
　　6.3.2　金属元素检测方法比对 235
　6.4 颗粒物化学分析实验室间比对 248
　　6.4.1　滤膜样品处理 249
　　6.4.2　比对结果 249
　6.5 颗粒物离线监测与在线监测结果比较 254
　　6.5.1　主要水溶性离子 254
　　6.5.2　有机碳和元素碳 256
　参考文献 257