職業(yè)衛(wèi)生工作場所采樣技術(shù)PPT課件

1、2022-7-81 “代表性”，一是要滿足衛(wèi)生標準的要求。按照衛(wèi)生標準的要求，必須選擇在有害物質(zhì)濃度最高的工作地點及有害物質(zhì)濃度最高的工作時段進行采樣檢測，測得的有害物質(zhì)濃度用于職業(yè)衛(wèi)生狀況的評價，這樣才符合衛(wèi)生標準的要求； 二是要滿足檢測的目的。 “真實性”，即采樣檢測結(jié)果反映的是工作場所空氣中待測物的“真實濃度”。“真實濃度”是指在正常工作和生產(chǎn)條件下，在正常的氣象條件和生產(chǎn)環(huán)境下，存在于工作場所空氣中待測物的濃度，是勞動者在正常工作和生產(chǎn)狀況下經(jīng)常接觸的濃度，而不是在特殊情況下的待測物濃度。 第1頁/共79頁2022-7-82二、工作場所空氣樣品的特征 1.有害物質(zhì)種類多 據(jù)統(tǒng)計，現(xiàn)有化

2、學(xué)物質(zhì)約1000萬種。我國職業(yè)衛(wèi)生限值標準中的化學(xué)物質(zhì)有339種，粉塵47種。 在職業(yè)活動中使用或產(chǎn)生的原料、輔料、中間產(chǎn)物、成品和副產(chǎn)品等，不論是固體、液體和氣體，都可能逸散到空氣中來。第2頁/共79頁2022-7-83 2.空氣中有害物質(zhì)濃度變化大 我國制定的工作場所有害因素職業(yè)接觸限值標準中，70%以上的物質(zhì)的接觸限值10 mg/m3，最低為0.0005 mg/m3，最高可達18 000 mg/m3。第3頁/共79頁2022-7-84 3.影響空氣中有害物質(zhì)狀況的因素多 氣象因素對空氣樣品的影響比較顯著。氣溫、氣壓和濕度等氣象因素不僅影響空氣樣品的體積，而且影響有害物質(zhì)在空氣中的存在狀態(tài)

3、和擴散速度。此外風(fēng)向、風(fēng)速等氣象因素，工作現(xiàn)場的環(huán)境條件、生產(chǎn)狀況和人員行為等因素也均可以對作業(yè)場所空氣中有害因素的濃度或強度產(chǎn)生影響。 標準采樣體積：氣溫20，大氣壓101.3 kPa 當空氣溫度低于5和高于35、大氣壓低于98.8 kPa和高于103.4 kPa，在計算空氣中有毒物質(zhì)濃度之前，必先將采集的空氣體積換算為“標準采樣體積”。第4頁/共79頁2022-7-85式中 V0標準采樣體積，L； Vt溫度為t、大氣壓為p時的采樣體積，L； t采樣點的氣溫，； p采樣點的大氣壓，kPa。 3 .1012732930ptVVt換算公式如下：（1）tttTVPTVP000第5頁/共79頁202

4、2-7-86)(25.4703 .1010 .105372732936080 . 13 .1012732930LptVVt例題：某工作場所空氣檢測采樣，溫度37，氣壓105.0 kPa，采樣流量1.0 L/min，采樣時間8h。問標準采樣體積是多少？ 解：根據(jù)公式(1)第6頁/共79頁2022-7-87三、有害物質(zhì)在空氣中的存在狀態(tài) 各種有害物質(zhì)由于其理化性質(zhì)不同，同時受職業(yè)現(xiàn)場環(huán)境及職業(yè)活動條件的影響，在工作場所空氣中存在氣體、蒸氣和氣溶膠三種狀態(tài)。 1.氣態(tài)和蒸氣態(tài) 氣態(tài)：常溫下是氣體的有害物質(zhì)如氯氣、一氧化碳等，通常以氣態(tài)存在于空氣中。 蒸氣態(tài)：常溫下是液體的有害物質(zhì)如苯、丙酮等，以不同

5、的揮發(fā)性呈蒸氣態(tài)存在于空氣中。常溫下是固體的有害物質(zhì)如酚、三氧化二砷等，也有一定的揮發(fā)性，特別在溫度高的工作場所，也可以蒸氣狀態(tài)存在。 第7頁/共79頁2022-7-88 空氣中的氣態(tài)和蒸氣態(tài)有害物質(zhì)除汞以原子狀態(tài)存在外，都是以分子狀態(tài)存在。空氣中的原子和分子能迅速擴散，其擴散情況與它們的密度和擴散系數(shù)有關(guān)，密度小者（如甲烷等）向上飄浮，密度大者（如汞蒸氣）就向下沉降；擴散系數(shù)大的，能迅速分散于空氣中，基本上不受重力的影響，能隨氣流以相等速度流動。 第8頁/共79頁2022-7-89 2.氣溶膠 以液體或固體為分散相，分散在氣體介質(zhì)中的溶膠物質(zhì)，稱為氣溶膠。 按氣溶膠形成方式和方法的不同，可分

6、成固態(tài)分散性氣溶膠、固態(tài)凝集性氣溶膠、液態(tài)分散性氣溶膠和液態(tài)凝集性氣溶膠4種類型。 按氣溶膠存在的形式可分成霧、煙和粉塵。 (1)霧 分散在空氣中的液體微滴，多由蒸氣冷凝或液體噴散形成（液態(tài)分散性氣溶膠或液態(tài)凝集性氣溶膠）。霧的粒徑通常較大，在10m上下。 第9頁/共79頁2022-7-810 (2)煙 煙屬于固態(tài)凝集性氣溶膠，同時含有固態(tài)和液態(tài)兩種粒子的凝聚性氣溶膠也稱為煙。如鉛煙、銅煙等。煙的粒徑通常比霧小，在1m以下。 (3)粉塵 能夠較長時間懸浮于空氣中的固體微粒。粉塵屬于固態(tài)分散性氣溶膠，如鉛塵等。塵的粒徑范圍較大，從1m到數(shù)十m。 第10頁/共79頁2022-7-811 氣溶膠對人

7、體的危害程度與其粒徑有關(guān)，粒徑大的顆粒既不能在空氣中長期懸浮，也不易于被吸人呼吸道。一般認為，515 m的顆粒易被阻留在上呼吸道，而無法進入體內(nèi)，對人體危害較??；粒徑小于5m 的顆粒則容易進入支氣管和肺泡，被機體吸收，危害較大。 由于氣溶膠顆粒會受重力作用下沉，特別是密度大、粒徑大的顆粒，下沉速度會更快。因此，在采樣時，需要一定的采樣流量，才能克服重力的影響，有效地將氣溶膠顆粒采入收集器內(nèi)。第11頁/共79頁2022-7-812幾種典型的呼吸性粉塵分離曲線1美國原子能委員會（AEC）曲線； 2美國工業(yè)衛(wèi)生學(xué)家協(xié)會（ACGIH）曲線；3英國醫(yī)學(xué)委員會（BMRC）曲線；4肺泡沉積曲線。第12頁/共

8、79頁2022-7-813B BMRCMRC委員會不同空氣動力學(xué)直徑塵粒的沉積效率委員會不同空氣動力學(xué)直徑塵粒的沉積效率捕集捕集率率/%/%101020203030404050506060707080809090100100粒徑粒徑/ /mm2.22.23.23.23.93.94.54.55 55.55.55.95.96.36.36.96.97.17.1 英國醫(yī)學(xué)研究委員會規(guī)定的呼吸性粉塵標準的塵粒最大空氣動力學(xué)直徑為7.07m，5m粉塵沉積效率為50%。 將呼吸性粉塵分離曲線作為采樣標準曲線，BMRC曲線的理論模型是以粉塵的肺部沉積的主要機理為分離基礎(chǔ)，并確定這是導(dǎo)致塵肺病發(fā)生的主要原因。1

9、967年召開的國際衛(wèi)生組織會議通過了BMRC曲線。目前，世界各國采用BMRC標準曲線的較多，我國選取這一曲線也是與國際接軌。第13頁/共79頁2022-7-814四、空氣樣品的采集方法 空氣樣品采集是進行工作場所空氣中有害物質(zhì)檢測的第一步，正確的操作方法是：根據(jù)待測物在工作場所空氣中存在的狀態(tài)、各種采樣方法的適用性、采樣點的工作狀況和采樣環(huán)境等因素選擇。(一)氣態(tài)和蒸氣態(tài)化學(xué)物質(zhì)的采樣方法 采集工作場所空氣中氣態(tài)和蒸氣態(tài)有害物質(zhì)分為：直接采樣法、有泵型采樣法和無泵型采樣法。第14頁/共79頁2022-7-815 1.直接采樣法 直接采樣法是用采樣容器，如100 ml注射器、采氣袋或其他容器，采

10、集一定量體積空氣樣品，供測定用。 這種方法適用于空氣中揮發(fā)性強、吸附性小的待測物，待測物濃度較高或測定方法的靈敏度高，只需要少量空氣樣品就可滿足檢測要求的情況。 在不宜采用有泵型采樣法時，如在需要防爆的工作場所，可使用此法。第15頁/共79頁2022-7-816直接采樣法常用裝置(1)100ml注射器 (2)采樣管(3)采樣袋 (4)真空采氣瓶第16頁/共79頁2022-7-817 使用前必需檢測注射器的氣密性能。方法是：將玻璃注射器垂直架起，芯子應(yīng)能自由下落；當抽入空氣至滿刻度，封閉進氣口后，檢查注射器芯的下落程度，下落越少，氣密性能越佳。垂直架起24小時內(nèi)，芯子自由下落不得超過滿刻度的20

11、%。使用塑料注射器時，將注射器電的氣全部排出，密封進氣口，用力拉起芯子，并保持12分鐘，然后放開，芯子應(yīng)回到原處。 使用注射器采集空氣樣品，其優(yōu)點是操作簡易、快速，不需空氣采樣器，可反復(fù)使用，成本和費用低，適用于短時間的采樣。其缺點是采樣體積有限，注射器易破碎，攜帶不方便；樣品保存時間短，采樣后應(yīng)盡快分析；不適用于采集易吸附、對玻璃有腐蝕作用的毒物樣品，不能進行長時間采樣。第17頁/共79頁2022-7-818使用注意事項 應(yīng)選用氣密性好的注射器，采樣前應(yīng)用現(xiàn)場空氣抽洗3次。采樣后應(yīng)立即封閉進氣口，垂直放置，利用注射器芯的重力使注射器內(nèi)保持正壓狀態(tài)，以避免外界空氣進入注射器內(nèi)，影響樣品濃度或污

12、染樣品。封閉注射器進氣口用的材料應(yīng)是惰性的，即不與待測物起任何反應(yīng)（化學(xué)反應(yīng)或吸附等）。用小注射器從大注射器中取氣時，采用壓出法，即推大注射器的芯子將樣品氣壓人小注射器中，并必須先用樣品氣洗滌小注射器3次。避免注射器內(nèi)壁吸附待測物，特別在氣溫低、待測物揮發(fā)性小的時候；必要時，可將注射器放在一定溫度的恒溫箱內(nèi)，減少器壁吸附。采樣后應(yīng)盡快測定，通常在24小時完成測定。在采樣、運輸和保存過程中，要防止玻璃注射器破碎。用注射器采樣時，采樣時間最好不少于5分鐘，即在5分鐘內(nèi)完成100ml空氣的采集。第18頁/共79頁2022-7-819 采氣袋將空氣樣品打入采氣袋內(nèi)，封好進氣口，帶回實驗室供測定。可以根

13、據(jù)測定的需要，選擇吸附性小、密閉性好、不漏氣的采氣袋。它應(yīng)具有使用方便的采氣和取氣裝置，并能反復(fù)使用；死體積不能大于其總體積的5%。采氣袋多用于無機氣體如一氧化碳、二氧化碳的采集，也可用于揮發(fā)性有機化合物的采集。常用的采氣袋有聚四氟乙烯塑料采氣袋和鋁塑采氣袋。因為它們對許多種氣體或蒸氣待測物吸附性小，不透氣，采樣后待測物濃度較穩(wěn)定。采氣袋容量有0.5、1、5、10、25、50、100L，可根據(jù)測定所需樣品量來選用。采氣袋必須不漏氣。檢查方法是將采氣袋打進空氣后，把它壓入水下觀察，不應(yīng)產(chǎn)生氣泡。第19頁/共79頁2022-7-820 使用采氣袋采集空氣樣品，優(yōu)點是采氣袋重量輕、不易破碎，可重復(fù)使

14、用；樣品保存時間比注射器長；可根據(jù)所需采樣體積選擇不同大小的采氣袋。其缺點是需要空氣采樣器或其他采氣動力；采樣量有一定限制；對揮發(fā)性小的待測物可能發(fā)生吸附，影響待測物的濃度。第20頁/共79頁2022-7-821 使用注意事項 (1)采樣前，必須在采樣地點用現(xiàn)場空氣樣品先吹洗3-4次，再采集一定量的空氣樣品。 (2)要防止容器內(nèi)壁對樣品中待測物的吸附或吸收，特別是沸點較高的待測物容易發(fā)生吸附，化學(xué)活性高的待測物可能與器壁發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生吸收作用。為了減少或防止吸附，可將容器保存在適當?shù)臏囟认隆?(3)采樣后，應(yīng)盡快分析。 (4)在采樣、運輸和保存過程中，采氣袋避免接觸尖銳物件，造成破損。第2

15、1頁/共79頁2022-7-822 2.有泵型采樣法 有泵型采樣法也叫有動力采樣法，是用空氣采樣器（由電動抽氣泵和流量計組成）作為抽氣動力，將樣品空氣抽過樣品收集器，空氣中的待測物被樣品收集器采集下來，供測定用。 有泵型采樣法根據(jù)采樣方式不同，分為定點采樣和個體采樣，如圖3-1所示。 根據(jù)使用的樣品收集器不同，有液體吸收法、固體吸附劑管法和浸漬濾料法等。第22頁/共79頁2022-7-823第23頁/共79頁2022-7-824第24頁/共79頁2022-7-825 (1)液體吸收法 將裝有吸收液的吸收管作為樣品收集器，當樣品氣流通過吸收液時，吸收液氣泡中的有害物質(zhì)分子迅速擴散進入吸收液內(nèi)，由

16、于溶解或化學(xué)反應(yīng)很快地被吸收液吸收。 優(yōu)點：適用范圍廣，可用于各種化學(xué)物質(zhì)的各種狀態(tài)的采樣；采樣后，樣品往往可以直接進行測定，不需經(jīng)過樣品處理；吸收管可以反復(fù)使用，費用小。 缺點：吸收管易損壞，攜帶和使用不方便；不適用于個體采樣和長時間采樣；需要采樣動力。 第25頁/共79頁2022-7-826第26頁/共79頁2022-7-827第27頁/共79頁2022-7-828第28頁/共79頁2022-7-829第29頁/共79頁2022-7-830使用注意事項 1）根據(jù)待測物理化性質(zhì)及其在空氣中存在的狀態(tài)，正確選用吸收管和吸收液； 2）要正確和準確使用采樣流量； 3）采樣時間要準確適當，使用易揮發(fā)

17、的吸收液在高氣溫下采樣時，采樣時間不能長； 4）吸收液用量要準確，采樣過程中若有損失，采樣后要補充到原來用量； 5）吸收管與空氣采樣器的連接要正確，防止倒流，損害采樣泵； 6）采樣前后要密閉進出氣口，直立放置，防止吸收管破碎； 7）采樣后測定前，要用管內(nèi)吸收液洗滌吸收管的進氣管內(nèi)壁34次，混勻后供測定； 8）有的吸收液需避光保存，應(yīng)注意使用條件和要求，保證吸收液的有效性。第30頁/共79頁2022-7-831 (2)固體吸附劑法 當空氣樣品通過固體吸附劑管時，空氣中的氣態(tài)和蒸氣態(tài)待測物被多孔性固體吸附劑吸附而采集。 特性：固體吸附劑都是多孔性物質(zhì)，有大的比表面積，其吸附作用有物理性和化學(xué)性兩種

18、，物理性吸附是靠分子間的作用力，吸附比較弱，容易在物理作用下發(fā)生解吸?；瘜W(xué)性吸附是靠化學(xué)親和力（原子價力）的作用，吸附較強，不易在物理作用下解吸。 要求：用于空氣采樣的理想固體吸附劑應(yīng)具有良好的機械強度、穩(wěn)定的理化性質(zhì)、足夠強的吸附能力和容易解吸、價格較低等特性。 常用的吸附劑有活性炭、硅膠、高分子多孔微球及其他具有較大外表面和內(nèi)表面的物質(zhì)。第31頁/共79頁2022-7-832 1）活性炭 屬于非極性吸附劑，吸附非極性和弱極性的有機氣體和蒸氣，吸附容量大，吸附力強。水對活性炭的吸附能力影響不大。 應(yīng)用：活性炭的吸附能力很強，沸點高于0的各種物質(zhì)蒸氣，常溫下可以被有效地吸附，但是沸點低于-15

19、0的物質(zhì)，如一氧化碳、甲烷等，不能用物理方法吸附。沸點在-1000之間的物質(zhì)，如氨、乙烯、甲醛、氯化氫、硫化氫等，常溫下不能定量吸附。 為了采集這些物質(zhì)，可在冷凍下吸附，也可用浸漬化學(xué)試劑的活性炭，以增加化學(xué)吸附和吸收的能力。第32頁/共79頁2022-7-833 活性碳適合于采集有機氣體和蒸氣混合物，特別是空氣中待測物濃度很低時，需要長時間采樣，或空氣的相對濕度較高時。雖然活性碳的吸附能力很強，沸點高于O的各種物質(zhì)蒸氣，常溫下可以被有效地吸附，但是，沸點低于-150的物質(zhì)，如永久性氣體、氫、氦、氧和一氧化碳、甲烷等，實際上不能用物理方法吸附。沸點在-100之間的物質(zhì)，如氨、乙烯、甲醛、氯化氫

20、、硫化氫等，吸附效率低，在常溫下，常見濃度不能定量吸附。為了定量采集這些物質(zhì)，必須增加活性碳柱的長度，或在冷凍下吸附；也可以用浸漬化學(xué)試劑的活性碳，以增加化學(xué)吸附和吸收的能力。用于空氣中毒物采樣的活性碳，多用2040目椰子殼活性碳。在使用前，活性碳必須經(jīng)過處理，通常是在300350通氮氣34小時，除去吸附的物質(zhì)。第33頁/共79頁2022-7-834 2）硅膠 一種極性吸附劑，對極性物質(zhì)有著強烈的吸附作用，可以吸附相當大量的水，以致降低甚至失去它的吸附性能。所以，硅膠只適宜在較干燥的環(huán)境中采樣，采樣時間不宜過長。第34頁/共79頁2022-7-835 在硅膠采樣管前，加放一段吸水用的吸附劑，可

21、以克服這一問題當有幾種極性物質(zhì)共存時，會發(fā)生吸附競爭，極性大的物質(zhì)優(yōu)先吸附，還能將已經(jīng)吸附在吸附劑上的低極性物質(zhì)替代下來。與活性碳相比，硅膠的吸附力較弱，吸附容量較小，因此，從硅膠上將吸附的物質(zhì)解吸下來比較容易。在350清潔空氣可以有效地解吸，也可用極性溶劑如水、乙醇等解吸。硅膠在使用前必需經(jīng)過活化處理。因為硅膠在放置時，容易吸附空氣中的水分而降低或失去吸附能力?！盎罨碧幚砑仁浅ス枘z表面上的物理吸附水，使之具有吸附能力。活化的方法是在100200下烘干，去除物理吸附水；活化溫度不能過高，在500600干燥時，就會失去化學(xué)結(jié)合水，使硅膠變性；在600以上，硅膠開始燒結(jié)，失去一部分表面積。第3

22、5頁/共79頁2022-7-836 3）高分子多孔微球 一類合成的多孔性芳香族聚合物，它具有大的表面積、一定的機械強度、疏水性、耐腐蝕、耐輻射和耐高溫(250290)等性質(zhì)，是一種較好的吸附劑。分為非極性、弱極性和中等極性。第36頁/共79頁2022-7-837 檢測時需要根據(jù)樣品的性質(zhì)，選擇適用于采樣的高分子多孔微球。在使用高分子多孔微球前，必須經(jīng)過純化處理，處理的方法舉例如下： (1)先用乙醚浸泡，振搖15min，濾去乙醚，除去多孔微球吸附的有機物；再用甲醇清洗，以除去殘留的乙醚，然后用水洗凈甲醇，放人瓷盤內(nèi)，于102干燥25min。 (2)用石油醚在索氏提取器內(nèi)提取24h，然后在清潔空氣

23、中揮去石油醚。再在60活化24h。純化后的多孔微球放于干燥的密封瓶內(nèi)保存。第37頁/共79頁2022-7-838 4）浸漬固體吸附劑 將化學(xué)試劑涂漬在固體吸附劑表面，利用浸漬的化學(xué)試劑與待測物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成穩(wěn)定的化合物被收集下來，在物理吸附的基礎(chǔ)上，增加了化學(xué)吸附，這樣可以擴大固體吸附劑的使用范圍，增加吸附容量，提高采樣效率。 通常，采集酸性化合物時，可浸漬堿性物質(zhì)；采集堿性化合物時，則浸漬酸性物質(zhì)。第38頁/共79頁2022-7-839 固體吸附劑管根據(jù)采樣后處理方法不同而分為溶劑解吸型和熱解吸型兩類（見圖3-6）。第39頁/共79頁2022-7-840表3-2所列為兩種標準型固體吸附劑

24、管的規(guī)格。第40頁/共79頁2022-7-841優(yōu)點 固體吸附劑管體積小，質(zhì)量輕，攜帶和操作方便；適用范圍廣，有機和無機、極性和非極性化合物的氣體和蒸氣都適用；可用于短時間采樣和定點采樣，也可用于長時間采樣和個體采樣。缺點 對不同的有害物質(zhì)有不同的穿透容量；硅膠管容易吸濕，不能在濕度大的工作場所過長時間持續(xù)采樣，長時間采樣時，應(yīng)3h左右更換一只，或發(fā)現(xiàn)硅膠變色后立即更換。第41頁/共79頁2022-7-842固體吸附劑管固體吸附劑管適用范圍適用范圍優(yōu)缺點優(yōu)缺點活性碳管活性碳管非極性和弱極性化非極性和弱極性化合物合物吸附容量大，水的影響小吸附容量大，水的影響小硅膠管硅膠管極性和弱極性化合極性和弱

25、極性化合物物吸附容量較小，水的影響吸附容量較小，水的影響較大較大 高分子多孔微球高分子多孔微球管管 極性和弱極性化合極性和弱極性化合物物吸附容量大，水的影響小吸附容量大，水的影響小三種常用固體吸附劑管特性表第42頁/共79頁2022-7-843穿透容量 是指當通過固體吸附劑管的空氣中待測物量達到原空氣中待測物量的5%時，固體吸附劑所吸附的待測物量。 影響穿透容量的因素有：待測物的極性、擴散系數(shù)、化學(xué)活性，吸附劑性質(zhì)，采樣流量，氣溫和濕度等。第43頁/共79頁2022-7-844使用注意事項 使用固體吸附劑法時應(yīng)注意： (1)防止穿透。采樣前需檢查固體吸附劑管中的吸附劑是否裝填好；采樣時，將進氣

26、口朝上垂直放置；使用正確的采樣流量，短時間采樣時，流量為100或200ml/min，一般不能超過500ml/min；長時間采樣時，流量為2050ml/min。在空氣中待測物濃度高或有共存物吸附時，要適當縮短采樣時間，或降低采樣流量，或采用大劑量的固體吸附劑管。第44頁/共79頁2022-7-845 (2)防止污染。采樣前后要密封好固體吸附劑管的兩端，保存在清潔的容器內(nèi)，不能放在有待測物的容器或環(huán)境中。 (3)防止假穿透。溶劑解吸型固體吸附劑管要在穩(wěn)定期內(nèi)測定，既防止假穿透，又避免濃度下降。第45頁/共79頁2022-7-846 (3)浸漬濾料法 濾料不能直接用于空氣中氣態(tài)和蒸氣態(tài)待測物的采集，

27、當濾料涂漬某種化學(xué)試劑后，待測物與化學(xué)試劑迅速反應(yīng)，生成穩(wěn)定的化合物，保留在濾料上而被采集下來。為了有利于化學(xué)反應(yīng)，常常在浸漬液中加入甘油等試劑。因為浸漬濾料的厚度一般小于1mm，所浸漬的試劑量有限，限制了采集待測物的量和采樣流量。第46頁/共79頁2022-7-847使用注意事項 1)采集待測物的量：受浸漬濾料所浸漬的試劑量的限制，注意濾料的吸收容量，及時更換濾料，防止穿透； 2)采樣流量：取決于待測物和試劑間的化學(xué)反應(yīng)速度，流量設(shè)置要合理，考慮環(huán)境中物質(zhì)濃度，溫、濕度影響因素，流量設(shè)置不能太小或太大； 3)浸漬濾料法適用于空氣中待測物濃度低或采樣時間短的場所。第47頁/共79頁2022-7

28、-848 (4)空氣采樣器第48頁/共79頁2022-7-849采樣器的基本技術(shù)性能要求 采樣器應(yīng)符合作業(yè)場所空氣采樣儀器的技術(shù)規(guī)范(GB/T 17061-1997)要求。 1)在最大流量和4 kPa的阻力下應(yīng)能穩(wěn)定運行48h以上，流量保持穩(wěn)定，變化小于等于5%； 2)結(jié)構(gòu)和形狀要合理，外殼要堅固，整機的質(zhì)量要輕，體積要小，攜帶方便，操作簡單安全，在易燃易爆場所，必須使用防爆型采樣器； 3)應(yīng)能在溫度-10+45，相對濕度小于95%的環(huán)境下正常運行； 4)氣路連接要牢固耐用，不漏氣；當封死進氣口，用最大流量抽氣時，應(yīng)無流量顯示；第49頁/共79頁2022-7-850 5)裝有流量計的空氣采樣器

29、，流量計的精度不得低于2%，刻度要清晰準確，易于讀數(shù)和調(diào)節(jié)； 6)開關(guān)、旋鈕和安裝收集器的裝置等應(yīng)完整、牢固，使用靈活； 7)交流電源應(yīng)為220V、50Hz；直流電源應(yīng)為69 V，若為充電電池，充電一次，應(yīng)能在最高流量和最大阻力下連續(xù)運行48 h以上； 8)防爆型空氣采樣器必須符合防爆的國家標準，且標示明確； 9)裝有定時裝置的空氣采樣器，定時裝置的精度應(yīng)小于等于10%。 各采樣器的技術(shù)參數(shù)要求如表3-3所列。第50頁/共79頁2022-7-851第51頁/共79頁2022-7-852第52頁/共79頁2022-7-853第53頁/共79頁2022-7-854 3無泵型采樣法 無泵型采樣法也叫

30、擴散采樣法，采集空氣中化學(xué)物質(zhì)時，不需要抽氣動力和流量裝置，而是根據(jù)費克( Fick)擴散定律，利用化學(xué)物質(zhì)分子在空氣中的擴散作用完成采樣的。無泵型采樣器的結(jié)構(gòu)如圖3-7所示。第54頁/共79頁2022-7-855 根據(jù)費克擴散第一定律，物質(zhì)分子在空氣中沿著濃度梯度而運動，即由高濃度向低濃度方向擴散，其質(zhì)量傳遞速度與物質(zhì)的濃度梯度、分子擴散系數(shù)以及擴散帶的截面積成正比，與擴散帶的長度成反比，公式表示為：式中：W質(zhì)量傳遞速度和分子擴散速度，ng/s；D分子擴散系數(shù)，cm2/s；A擴散面積，cm2；L擴散帶長度，cm；C1分子中被測物質(zhì)濃度，ng/cm3；C0吸附介質(zhì)表面被測物質(zhì)濃度，ng/cm3

31、。（2）第55頁/共79頁2022-7-856 (C1-C0)表示整個擴散帶長度L上的濃度變化，若所用的吸附劑能有效地吸收到達它表面的全部物質(zhì)分子，則C0=0。再將公式(2)兩邊乘以被動式采樣器的采樣時間t，就可以得出下式： 式中：W擴散到吸附劑上的物質(zhì)總質(zhì)量，ng。 公式(3)表明：被動式采樣器采集被測物質(zhì)的總質(zhì)量與被動式采樣器本身的結(jié)構(gòu)、被測物質(zhì)在空氣中的濃度及其分子擴散系數(shù)、采樣時間有關(guān)。對于某一被測物質(zhì)以及機構(gòu)一定的被動式采樣器來說，式中 是一常數(shù)，叫做被動式采樣器的采樣速度，單位為cm3/s。（3）第56頁/共79頁2022-7-857 因此，某一被測物質(zhì)在被動式采樣器中被吸收的總質(zhì)

32、量與空氣中被測物質(zhì)的濃度及采樣時間有關(guān)，濃度大、采樣時間長，則采集的物質(zhì)的量越大，反之越小。將上式改為：由公式(4)可見，只要測定被動式采樣器采樣后被測物質(zhì)的總量，根據(jù)采樣時間，就可以計算出空氣中被測物質(zhì)的濃度。（4）第57頁/共79頁2022-7-858優(yōu)點 體積小、質(zhì)量輕（幾g幾十g）、結(jié)構(gòu)簡單，不用抽氣裝置，攜帶和操作都很方便；適合用做個體采樣和長時間采樣，也可作為定點采樣和短時間采樣。缺點 因為它的采樣流量與待測物分子的擴散系數(shù)成正比，擴散系數(shù)低的待測物因采樣流量太小只能進行長時間采樣，不適用于空氣中待測物擴散系數(shù)小而且濃度低的情況下作短時間采樣。 無泵型采樣器有一定的吸附容量，若超過

33、吸附容量，采樣性能將變差，采樣器本身不能反映這一現(xiàn)象。第58頁/共79頁2022-7-859使用注意事項 1)采樣前后要檢查無泵型采樣器的包裝和擴散膜，是否有破損，若有破損者應(yīng)廢棄； 2)在高濃度的待測物和干擾物環(huán)境中采樣時，要縮短采樣時間，防止其收集介質(zhì)的飽和； 3)應(yīng)在有一定風(fēng)速下采樣，以防止“饑餓”現(xiàn)象發(fā)生； 4)只能采集氣態(tài)和蒸氣態(tài)物質(zhì)，不能用于氣溶膠的采樣； 5)采樣前后要將無泵型采樣器放在密閉的容器內(nèi)運輸和保存，以防污染； 6)采樣后應(yīng)檢查擴散膜是否有破損或沾污待測物液滴，若有，則這種樣品不能采用，應(yīng)棄去。第59頁/共79頁2022-7-860（二）氣溶膠態(tài)化學(xué)物質(zhì)的采樣方法 常用

34、的采樣方法有濾料采樣法、沖擊式吸收管法和多孔玻板吸收管法。 1.濾料采樣法 濾料采樣法是采集氣溶膠有害物質(zhì)的主要采樣方法，是利用氣溶膠顆粒在濾料上發(fā)生直接阻截、慣性碰撞、擴散沉降、靜電吸引和重力沉降等作用，采集在濾料上。第60頁/共79頁2022-7-861 (1)微孔濾膜 由硝酸纖維素同少量乙酸纖維素基質(zhì)混合交連成篩孔狀薄膜，質(zhì)輕色白，表面光滑，濾膜的厚度約為0.15mm；在通常情況下，機械強度較好，較耐熱，可在沸水中煮沸，乃至高壓蒸煮。微孔濾膜的孔隙細而均勻，孔徑范圍為0.11.2m，用于工作場所空氣中氣溶膠采集的常為0.8m孔徑。即使采用較大孔徑的濾膜來采集小顆粒氣溶膠，也能獲得滿意的采

35、樣效率。它的灰分低，即金屬元素的含量很微，很適宜于采集和測定金屬性氣溶膠。第61頁/共79頁2022-7-862 (2)超細玻璃纖維濾紙 由許多很細的而且較均勻的超細玻璃纖維重疊而成，有的加一定量的粘合劑，形成不規(guī)則而較細的孔隙。它的厚度較厚，一般小于1mm，是工作場所空氣采樣濾料中厚度最大的一種。它的采集機理主要是直接阻截、慣性碰撞和擴散沉降，幾乎沒有靜電吸引。多用于有機氣溶膠的采集。第62頁/共79頁2022-7-863 (3)過氯乙烯濾膜（又稱測塵濾膜） 由過氯乙烯纖維互相重疊而成，它的纖維較細，介于慢速定量濾紙和超細玻璃纖維濾紙之間，構(gòu)成許多大小不等形狀不規(guī)則的孔隙，孔徑較細而均勻。膜

36、厚一般在 0.1mm左右。過氯乙烯濾膜采集氣溶膠的機理幾乎包括了所有濾料采集顆粒的作用，特別是靜電吸引較其他濾料更為顯著。主要用于采樣流量大的金屬樣品采集。第63頁/共79頁2022-7-864 (4)慢速定量濾紙 最早用于氣溶膠態(tài)毒物采樣的濾料。是由許多粗細不等的純凈的天然纖維互相重疊而成，形成大小和形狀都不規(guī)則的孔隙。它的厚度一般小于0.25mm。濾紙采集氣溶膠的機理主要是直接阻截、慣性碰撞和擴散沉降。第64頁/共79頁2022-7-865 理想的濾料需具備機械強度好、理化性質(zhì)穩(wěn)定、通氣阻力低、采樣效率高、空白值低、處理容易等。 在選擇濾料時要根據(jù)采樣和測定的需要、采樣場所的環(huán)境條件，選擇

37、合適的濾料。主要考慮：采樣效率要高，符合測定的需要，適合采樣的環(huán)境條件。 濾料的最高操作溫度 濾濾 料料過氯乙烯過氯乙烯濾膜濾膜微孔濾膜微孔濾膜慢速定量慢速定量濾紙濾紙玻璃纖維玻璃纖維濾紙濾紙最高使用最高使用溫度溫度/ 65 65 125 125 150 150 500 500第65頁/共79頁2022-7-866 采樣濾料通常放置在合適的采樣夾中固定進行樣品采集。圖3-9圖3-11為常見的濾料采樣夾及其結(jié)構(gòu)。第66頁/共79頁2022-7-867第67頁/共79頁2022-7-868優(yōu)點 適用于各種氣溶膠的采樣，采樣效率高；采樣流量范圍寬，適用于短時間采樣、長時間采樣、定點采樣和個體采樣；操作簡便，使用的設(shè)備材料便宜，不易破損；采得的樣品體積小，易于保存，攜帶方便，保存時間長；可根據(jù)分析的需要選擇合適的濾料、抽氣動力、采樣流量和濾料大小等。缺點 采樣過程中，污染的可能性較大；需要空氣采樣器；采得的樣品一般需要處理后才能進行測定。第68頁/共79頁2022-7-869使用注意事項 1)選擇合適的濾料，采集金屬性煙塵首選微孔濾膜，稱量法選用測塵濾膜，采集有機化合物氣溶膠選用玻璃纖維濾紙。 2)選擇質(zhì)量好的濾料，孔徑和厚度要均勻。 3)采樣過程中要防