其次章 空氣樣品的采集

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空氣樣品（Airsample）具有滾動性和易變性，空氣中有害物質的存在狀態(tài)、濃度和分布狀況易受氣象條件的影響而發(fā)生變化，要正確地反映空氣污染的程度、范圍和動態(tài)變化的狀況，必需正確采集空氣樣品。否則，即使采用靈敏和確切的分析方法，所測得的結果也不能代表現(xiàn)場空氣污染的真實狀況。因此，空氣樣品的采集是空氣理化檢驗中至關重要的環(huán)節(jié)。

空氣樣品的采集原則是根據監(jiān)測目的和檢驗項目，采集具有代表性的樣品，以保證空氣理化檢驗結果的真實性和可靠性。為此，在對采樣現(xiàn)場調查的基礎上，應選中擇好采樣點、采樣時間和頻率；要根據待測物在空氣中的存在狀態(tài)、理化性質、濃度和分析方法的靈敏度選擇適合的采樣方法和采樣量；正確使用采樣儀器，要建立相應的空氣采樣質量保證體系；在采樣過程中盡量避免采樣誤差；在樣品的采集、運輸、貯存、處理和分析等過程中，要確保樣品待測組分穩(wěn)定，不變質，不受污染；保證采集到足夠的樣品量，以滿足分析方法的要求。

根據檢測目的不同，本章按大氣、工作場所和室內環(huán)境分別闡述空氣樣品采樣點的選擇；根據待測物在空氣中的存在狀態(tài)，按空氣中氣態(tài)、氣溶膠和兩種狀態(tài)共存的污染物分別介紹空氣樣品的采集方法和原理以及最小采氣量和采樣效率等基本概念。

第一節(jié)采樣點的選擇

采集空氣樣品的地點稱為采樣點（samplingsite）。采樣點的選擇是否正確，直接關系到所采集樣品的代表性和真實性?？諝饫砘瘷z驗目的不同，選擇的采樣點也不一致。

一、大氣樣品采樣點的選擇

對于大氣污染調查的采樣點選擇，首先應根據大氣污染監(jiān)測目的進行調查研究，收集必要的基礎資料，經過綜合分析，設計布點網絡，確定采樣頻率、采樣方法和監(jiān)測技術。大氣污染監(jiān)測有三個主要目的：①通過對大氣環(huán)境中主要污染物進行定期或連續(xù)地監(jiān)測，判斷大氣質量是否符合大氣質量標準，并對大氣環(huán)境質量狀況作出評價。②研究大氣質量的變化規(guī)律和發(fā)展趨勢，為開展大氣污染的預計預報工作提供依據。③研究大氣環(huán)境污染與人體健康的關系，為修訂大氣環(huán)境質量標準提供基礎資料和依據。

（一）大氣污染采樣調查

大氣污染是由固定污染源和滾動污染源排放的污染物擴散造成的，而污染物的擴散又直接與排放量、時間和空間有關，受氣象、季節(jié)、地形等因素的影響極大。在設計采樣方案和選擇采樣點前，應根據監(jiān)測的目的，對所檢測區(qū)域的污染源類型、位置、主要污染物及排放量、排放高度、一次污染物及二次污染物等狀況進行全面調查；了解采樣地區(qū)的功能、人口分布、居民和動植物受大氣污染危害狀況及流行性疾病等資料；把握該地區(qū)所處的地理位置、氣象條件（包括風向、風速、氣溫、溫度變化和溫度的垂直分布）、大氣穩(wěn)定性等地形和氣象狀況。綜合考慮上述因素的影響，正確選擇空氣樣品的采樣點，使采集的樣品具有代表性和真實性。

空氣污染物對周邊區(qū)域空氣的污染程度，與風向、風速和污染物的排出高度直接相關，選擇采樣點時應首先考慮到這些因素的影響。

1．風向和風速的影響風向尋常分為北、東北、東、東南、南、西南、西和西北八個方位。在長期觀測風向的記錄中，從某個方位吹來的風的重復次數(shù)與各個方位吹來的風的總次數(shù)的百分比，稱為風向頻率。根據風向頻率繪制成風向頻率圖。

表2-1風向頻率和煙污強度系數(shù)

指標風向頻率，％平均風速，m/s煙污強度系數(shù)煙污強度系數(shù)百分比

北1562.511.6

東北851.67.4

東723.516.3

東南1152.210.2

南1226.027.9

西南641.57.0

西1362.210.2

西北1262.09.3

風向頻率最大的風向稱為主導風向，簡稱主風向。若各方位的平均風速差異不大，主風向的下風向受污染嚴重。尋常從污染源排出的廢氣受主風向影響最大，主風向的上風向較遠處為無污染區(qū)，常選作無污染的清潔對照采樣點。由表2-1和圖2-1可見，主導風向為北風，主導風向的下風向（南方）受污染嚴重，污染源的南方區(qū)域是嚴重污染區(qū)。風向頻率最小的西南風的下風向（東北方）污染程度最小，是污染最輕的區(qū)域。

假使各個方位的平均風速差異較大時，必需用煙污強度系數(shù)來評價污染情

況，考慮風向和風速兩個因素的綜合影響，污染源周邊區(qū)域受污染的程度與風向頻率成正比，與風速成反比。

煙污強度系數(shù)?某方位的風向頻率該方位的平均風速

某個方位煙污強度系數(shù)的大小，尋常采用煙污強度系數(shù)的百分比來表示。

煙污強度系數(shù)百分比（%）?某方位的煙污強度系數(shù)各方位煙污強度系數(shù)的總和?100

煙污強度系數(shù)百分比是判斷污染程度的指標。根據煙污強度系數(shù)百分比繪制的煙污強度系數(shù)圖，可以直觀地反映污染源周邊區(qū)域受風向和風速的綜合影響狀況。由表2-1和圖2-1可見，煙污強度系數(shù)百分比最大的風向是南風，最小的是西南風，因此受污染最嚴重的區(qū)域在污染源的北方，污染源的東北方受污染最輕。

2．廢氣排出高度的影響廢氣排出高度是指煙囪的有效排出高度，即煙囪本身的高度與煙氣排出后上升高度之和。在其它條件一致時，廢氣有效排出高度越高，煙波接觸地面時的截面越大，排出口的風速越大，煙氣中有害物質越簡單擴散和稀釋，當煙氣中的污染物接觸地面時，距離煙囪越遠，其濃度越低。反之，煙氣中有害物質越不易擴散和稀釋，地面受到的污染越嚴重。因此，廢氣經煙囪排放時，煙波被推進一定距離后才能接觸地面，煙囪附近地面處廢氣濃度反而較低。當廢氣由家用爐灶無組織排放時，廢氣中有害物質沿地面擴散，隨著距離的增加，濃度降低。

（二）采樣點選擇的原則和要求

我國《環(huán)境監(jiān)測技術規(guī)范》（大氣和廢氣部分）對采樣布點制定了以下原則和要求：

1．采樣點應設在整個監(jiān)測區(qū)域的高、中、低三種不同污染物濃度的地方。2．在污染源比較集中，主風向比較明顯時，應將污染源的下風向作為主要監(jiān)測范圍，布設較多的采樣點，在其上風向布設對照點。

3．工業(yè)較密集的城區(qū)和工礦區(qū)，人口密度及污染物超標地區(qū)，要適當增設采樣點；在郊區(qū)和農村，人口密度小及污染物濃度低的地區(qū)，可酌情少設采樣點。

4．采樣點的周邊應開闊。應避免靠近污染源，根據污染源的高度和排放強度選擇適合的距離設點；避免靠近高層建筑物，以免受高層建筑物下旋流空氣的影響，尋常采樣點與建筑物的距離應大于建筑物高度的兩倍。采樣點水平線與周

圍建筑物高度的夾角應不大于30o。采樣點周邊無局部污染源，還盡量避開表面有吸附能力的物體（如建筑材料和樹木），間隔至少1m。交通密集區(qū)的采樣點應設在距人行道邊緣至少1.5m的地點。

5．根據監(jiān)測目的確定采樣高度。研究大氣污染對人體健康的危害時，采樣點應離地面1.5～2m；連續(xù)采樣例行監(jiān)測，采樣口高度應距地面3~15m；若置于屋頂采樣，采樣點的相對高度在1.5m以上，以減小揚塵的影響。各采樣點應當簡單接近、安全，并能提供可靠的電源，各采樣點的采樣設施、條件要盡可能一致或標準化，使獲得的監(jiān)測數(shù)據具有可比性。

（三）采樣布點方法

1．網格布點法將監(jiān)測區(qū)域的地面劃分成若干均勻網狀方格，采樣點設在兩條直線的交點處或方格中心。對于有多個污染源，且污染源分布較均勻的地區(qū)常用此法布設采樣點，它能較好地反映污染物的空間分布。網格的大小視污染程度、人口密度以及人力、物力和財力條件而定。

2．功能分區(qū)布點法將監(jiān)測區(qū)域劃分為工業(yè)區(qū)、商業(yè)區(qū)、居住區(qū)、工業(yè)和居住混合區(qū)和商業(yè)繁華區(qū)、清潔區(qū)等，再根據具體污染狀況和人力、物力條件，在各功能區(qū)設置一定數(shù)量的采樣點。清潔對照點一般設在無污染區(qū)或遠郊地區(qū)，一般在污染較集中的工業(yè)區(qū)和人口較密集的居住區(qū)多設采樣點。按功能區(qū)劃分布點法多用于區(qū)域性常規(guī)監(jiān)測。

3．同心圓布點法適用于受單一污染源或多個污染源構成的一個污染群所影響的地區(qū)布設采樣點。即以污染群的中心或特定的污染源為中心，在污染源四周不同方位的不同距離地點設置采樣點。一般在八個方位作射線，作半徑為100~5000m的同心圓，根據污染源、風向頻率、有害物質排出高度和排放量以及人力、物力等狀況，在不同方位一定范圍內設采樣點。常年主導風向的下風向可以多設一些采樣點。

4．扇形布點法適用于孤立的高架點源，而且主導風向明顯的地區(qū)。以污染源所在位置為頂點，常年主風向的下風向的扇形區(qū)域不同距離設置采樣點，同時在無污染區(qū)選擇對照點。扇形的角度一般為45o，不超過90?。

為了把握污染物的垂直分布狀況，對于建筑物沿山坡層層分布的城市，除了設置水平采樣點外，還需設置一些垂直采樣點。在實際工作中，應因地制宜，往往采用以一種布點方法為主，兼用其他方法的綜合布點，使采樣網點布設更完善

合理。

目前，監(jiān)測大氣污染最有效的方法是建立大氣污染自動監(jiān)測系統(tǒng)，即在一個城市、一個區(qū)域或一個國家設置監(jiān)測網，由監(jiān)測中心站控制和指揮一系列的監(jiān)測站，各監(jiān)測站與中心站之間保持自動的信息聯(lián)系。在一個監(jiān)測區(qū)域內，采樣點設置數(shù)目應根據監(jiān)測范圍大小、污染物的空間分布特征、人口分布及密度、氣象條件、地形及經濟條件等因素綜合考慮確定。

（四）采樣時間和頻率

采樣時間系指每次采樣從開始到終止所經歷的時間，也稱采樣時段。采樣頻率系指在一定時間范圍內的采樣次數(shù)。要根據監(jiān)測目的和我國環(huán)境空氣質量標準（GB3095-1996）所要求的監(jiān)測項目、污染物分布特征及人力、物力等因素決定采樣時間和采樣頻率。

一般短時間采樣，空氣樣品缺乏代表性，監(jiān)測結果不能反映污染物濃度隨時間的變化，僅適用于突發(fā)污染事件、初步調查等狀況的應急監(jiān)測。為加強所采集樣品的代表性，可以采取兩種方式：一是增加采樣頻率，即每隔一定時間采樣測定一次，取多個試樣測定結果的平均值為代表值。這種方法適用于人工采樣測定的狀況，是我國目前大氣污染常規(guī)監(jiān)測和環(huán)境質量評價監(jiān)測所采用的方法。若采樣頻率安排合理、適當積累足夠多的數(shù)據，測定結果具有較好的代表性。二是使用自動采樣儀器進行連續(xù)自動采樣，其監(jiān)測結果能很好地反映污染物濃度的變化，可以獲得任何一段時間（如l小時、1天、1個月、1個季度或1年）的代表值或平均值。

我國居住區(qū)大氣的衛(wèi)生標準尋常要求檢測空氣中有害物質的一次最高容許濃度和日平均最高容許濃度。因此，對城鎮(zhèn)空氣污染狀況調查時，應選擇每日適當時間（包括夜間）屢屢采樣。這樣既可測得空氣污染物的一次最高濃度，又可得到其日平均濃度。

二、工作場所采樣點的選擇

對工作場所空氣污染狀況調查主要是為了評價工作場所的環(huán)境條件，為改善勞動環(huán)境、職業(yè)衛(wèi)生評價和經常性衛(wèi)生監(jiān)視工作提供科學依據；鑒定和評價工作場所中通風、消煙除塵等衛(wèi)生技術設施的效果；調查職業(yè)中毒原因；通過現(xiàn)場觀測與理化檢驗相結合，為制訂職業(yè)衛(wèi)生標準和廠房設計等提供依據。

（一）工作場所空氣污染狀況調查

工作場所指勞動者進行職業(yè)活動的全部地點。為了正確選擇采樣點、采樣對象、采樣方法和采樣時機，采樣前必需對工作場所進行現(xiàn)場調查，必要時可進行預采樣。現(xiàn)場調查主要包括：①調查工作過程中使用的原料、輔料、生產的產品、副產品和中間產物等的種類、數(shù)量、純度、雜質及其理化性質等。②了解工作流程包括原料投入方式、生產工藝、加熱溫度和時間、生產方式和設備的完好程度等。③了解工作地點（即勞動者從事職業(yè)活動或進行生產管理過程中經?；蚨〞r停留的地點）、勞動者的工作狀況、勞動人數(shù)，了解在工作地點停留時間、工作方式、接觸有害物質的程度、頻度及持續(xù)時間等。④了解工作地點空氣中有害物質的產生和擴散規(guī)律、存在狀態(tài)、濃度等。⑤了解工作地點的衛(wèi)生狀況和環(huán)境條件、衛(wèi)生防護設施及其使用狀況、個人防護設施及使用狀況等。

（二）采樣點的選擇

工作場所采樣點是指根據監(jiān)測需要和工作場所狀況，選定具有代表性的、用于空氣樣品采集的工作地點。2023年我國制定了工作場所空氣中有害物質監(jiān)測的采樣規(guī)范（GBZ159－2023），包括了工作場所空氣中有毒物質和粉塵監(jiān)測的采樣方法，適用于時間加權平均容許濃度、短時間接觸容許濃度和最高容許濃度的監(jiān)測。

1．采樣點的選擇原則工作場所中采樣點應選中擇有代表性的工作地點，應包括空氣中有害物質濃度最高、勞動者接觸時間最長的工作地點。在不影響勞動者工作的狀況下，采樣點盡可能靠近勞動者，空氣收集器應盡量接近勞動者工作時的呼吸帶。采樣點應設在工作地點的下風向，遠離排氣口和可能產生渦流的地點。

在評價工作場所防護設備或措施的防護效果時，應根據設備的狀況設置采樣點，在工作地點勞動者工作時的呼吸帶進行采樣。以觀測措施實施前后，工人呼吸帶的有毒物質濃度的變動狀況。

2．采樣點數(shù)量的確定

（1）工作場所按產品的生產工藝流程，凡逸散或存在有害物質的工作地點，至少應設置1個采樣點。

（2）一個有代表性的工作場所內有多臺同類生產設備時，按1～3臺設置1個采樣點；4～10臺的設置2個采樣點；10臺以上的，至少設置3個采樣點。

（3）對一個有代表性的工作場所，有2臺以上不同類型的生產設備，逸散

同一種有害物質時，采樣點應設置在逸散有害物質濃度大的設備附近的工作地點；逸散不同種有害物質時，將采樣點設置在逸散待測有害物質設備處，采樣點的數(shù)目參照（2）的狀況確定。

（4）勞動者在多個工作地點工作時，在每個工作地點設置1個采樣點。勞動者的工作滾動時，在其滾動的范圍內，一般每10m設置1個采樣點。儀表控制室和勞動者休息室，至少設置1個采樣點。

3．采樣時段的選擇在空氣中有害物質濃度最高的時段進行采樣，采樣時間一般不超過15min。采樣必需在正常工作狀態(tài)和環(huán)境下進行，避免人為因素的影響?？諝庵杏泻ξ镔|濃度隨季節(jié)發(fā)生變化的工作場所，應將空氣中有害物質濃度最高的季節(jié)選擇為重點采樣季節(jié)。在工作周內，應將空氣中有害物質濃度最高的工作日選擇為重點采樣日。在工作日內，應將空氣中有害物質濃度最高的時段選擇為重點采樣時段。

對于職業(yè)接觸限值為最高容許濃度的有害物質的采樣，當勞動者實際接觸時間不足15min時，按實際接觸時間進行采樣；對于短時間接觸容許濃度的有害物質的采樣，采樣時間一般為15min；采樣時間不足15min時，可進行1次以上的采樣；對于時間加權平均容許濃度的有害物質的采樣，根據工作場所空氣中有害物質濃度的存在狀況，可選擇個體采樣或定點采樣，長時間采樣或短時間采樣方法。以個體采樣和長時間采樣為主。個體采樣應選擇有代表性的、接觸空氣中有害物質濃度最高的勞動者作為重點采樣對象。

在所選擇的每個采樣點都應采集平行樣品。即在一致條件下，用同一臺采樣器的兩個收集器的進氣口相距5～10cm，同時采集兩份樣品。當平行樣品測定結果的偏差不超過20%時，所采樣品為有效樣品，否則為無效樣品。平行樣品間的偏差計算公式為：

D?2(a?b)?a?b??100%

式中，D為平行樣品間的偏差；a，b分別為兩個平行樣品的濃度值。假使現(xiàn)場空氣污染物的濃度受周邊環(huán)境影響很大，平行樣品測定結果的偏差超過了20%，此時可用屢屢單個采樣分析結果的平均值或濃度波動范圍來表示現(xiàn)場待測物的濃度。

三、室內空氣樣品采樣點的選擇

根據我國室內空氣質量標準（GB/T18883－2023）和民用建筑工程室內環(huán)境污染控制規(guī)范（GB50325－2023）對室內環(huán)境檢測布點的要求，在監(jiān)測室內空氣污染時，應當依照所監(jiān)測的室內面積大小和現(xiàn)場狀況確定采樣點的位置、數(shù)量，以便能正確反映室內空氣污染物的水平。

1．采樣點選擇的原則室內空氣的采樣點應避開通風道和通風口，離墻壁距離應大于0.5m。采樣點的高度原則上與人的呼吸帶高度相一致，相對高度0.5～1.5m。

2．采樣點的數(shù)量室內采樣點的數(shù)量應按房間的面積設置，原則上小于50m2的房間應設1～3個點；50～100m2設3～5個點；100m2以上至少設5個點。樣點設在對角線上或梅花式均勻分布，當房間內有2個及其以上的采樣點時，應取各點檢測結果的平均值作為該房間的檢測值。

對于民用建筑工程的驗收，應抽檢具有代表性房間的室內環(huán)境污染物濃度，采樣檢測數(shù)量不得少于5%，并不得少于3個房間。房間總數(shù)少于3間時，應全數(shù)采樣檢測。凡進行了樣板間室內環(huán)境污染物濃度測試結果合格的，抽檢數(shù)量減半，但不得少于3個房間。

3．采樣時間和頻率采樣前至少關閉門窗4h。年平均濃度至少連續(xù)或間隔采樣3個月，日平均濃度至少連續(xù)采樣18h；8h平均濃度至少連續(xù)采樣6h；1h平均濃度至少連續(xù)采樣45min。評價室內空氣質量對人體健康影響時，在人們正常活動狀況下采樣；對建筑物的室內空氣質量進行評價時，應選擇在無人活動時進行采樣，最好連續(xù)監(jiān)測3～7日，至少監(jiān)測一日。每次平行采樣，平行樣品的相對誤差不超過20%。經裝修的室內環(huán)境，采樣應在裝修完成7d以后進行,一般建議在使用前采樣監(jiān)測。

其次節(jié)氣態(tài)污染物的采樣方法

氣態(tài)污染物的采樣方法尋常分為直接采樣法和濃縮采樣法兩大類。

一、直接采樣法

直接采樣法（directsamplingmethod）是一種將空氣樣品直接采集在適合的空氣收集器（aircollector）內，再帶回試驗室分析的采樣方法。該法主要適用于采集氣體和蒸氣狀態(tài)的污染物，適用于空氣污染物濃度較高、分析方法靈敏度較高、不適合使用動力采樣的現(xiàn)場；采樣后應盡快分析。用直接采樣法所得的測定結果代表空氣中有害物質的瞬間或短時間內的平均濃度。

根據所用收集器和操作方法的不同，直接采樣法又可分為注射器采樣法、塑

料袋采樣法、置換采樣法和真空采樣法。

1．注射器采樣法（syringesamplingmethod）這種方法用50ml或100ml醫(yī)用氣密型注射器作為收集器。在采樣現(xiàn)場，先抽取空氣將注射器清洗3～5次，再采集現(xiàn)場空氣，然后將進氣端密閉。在運輸過程中，應將進氣端朝下，注射器活塞在上方，保持近垂直位置。利用注射器活塞本身的重量，使注射器內空氣樣品處于正壓狀態(tài)，以防外界空氣滲入注射器，影響空氣樣品的濃度或使其被污染。用氣相色譜分析的項目常用注射器采樣法采樣。

2．塑料袋采樣法（samplingmethodusingplasticbag）該法用塑料袋作為采樣容器。塑料袋既不吸附空氣污染物、不解吸空氣污染物，也不與所采集的空氣污染物發(fā)生化學反應。在采樣現(xiàn)場，用大注射器或手抽氣筒將現(xiàn)場空氣注入塑料袋內，清洗塑料袋數(shù)次后，排盡剩余空氣，重復3～5次，再注入現(xiàn)場空氣，密封袋口，帶回試驗室分析。尋常使用50～1000ml鋁箔復合塑料袋、聚乙烯袋、聚氯乙烯袋、聚四氟乙烯袋和聚酯樹脂袋采氣袋。使用前應檢查采氣袋的氣密性，并對待測物在塑料采樣袋中的穩(wěn)定性進行試驗。所用的采氣袋應具有使用便利的采氣和取氣裝置，而且能反復屢屢使用，其死體積不應大于其總體積的5%。

3．置換采樣法（substitutionsamplingmethod）置換采樣法以集氣瓶為采樣容器（圖2-2）。在采樣點，將采氣動力或100ml大注射器與采樣容器連接（圖2-3），開啟采樣容器的活塞，抽取比采氣管容積6～10倍的現(xiàn)場空氣，將管內空氣完全置換后，再采集現(xiàn)場空氣樣品，密閉，帶回。

4．真空采樣法（vacuumsamplingmethod）采樣容器為耐壓玻璃或不銹鋼制成的真空采氣瓶（500～1000ml）（圖2-2）。采樣前，先用真空泵將采樣容器抽真空（見圖2-3），使瓶內剩余壓力小于133Pa，在采樣點將活塞漸漸開啟，待現(xiàn)場空氣充滿采氣瓶后，關閉活塞，帶回試驗室盡快分析。采樣體積為：

Vs?Vb?P1?P2P1

式中，Vs為實際采樣體積，ml；Vb為集氣瓶容積，ml；P1為采樣點采樣時的大氣壓力，kPa；P2為集氣瓶內的剩余壓力，kPa。

抽真空時，應將采氣瓶放于厚布袋中，以防采氣瓶炸裂傷人。為防止漏氣，活塞應涂漬耐真空油脂。

直接采樣法的優(yōu)點是方法簡便，可在有爆炸危險的現(xiàn)場使用。但要特別注意

防止收集容器器壁的吸附和解吸現(xiàn)象。收集器內壁的吸附作用可使待測組分濃度降低，例如，用塑料袋采集二氧化硫、氧化氮、苯系物、苯胺等樣品時，器壁吸附待測物，應選中用聚四氟乙烯塑料收集器采集這些性質活潑的氣態(tài)污染物。有些收集器的內壁吸附待測物后又會解吸附，釋放待測物，使待測組分濃度增加。因此，用直接采樣法采集的空氣樣品應當盡快測定，減少收集器內壁的吸附、解吸作用。

二、濃縮采樣法

濃縮采樣法（concentratedsamplingmethod）是大量的空氣樣品通過空氣收集器時，其中的待測物被吸收、吸附或阻留，將低濃度的待測物富集在收集器內?？諝庵写郎y物濃度較低，或分析方法的靈敏度較低時，不能用直接采樣法，需對空氣樣品進行濃縮，以滿足分析方法的要求。濃縮采樣法所采集空氣樣品的測定結果代表采樣期間內待測物的平均濃度。

濃縮采樣法分為有動力采樣法和無動力（無泵）采樣法。（一）有動力濃縮采樣法

這種采樣方法以抽氣泵為動力，將空氣樣品中氣態(tài)污染物采集在收集器的吸收介質中而被濃縮。以液體為吸收介質時，可用吸收管為收集器；用顆粒狀或多孔狀的固體物質為吸附介質時，可用填充柱等為收集器。因此，有動力濃縮采樣法又分為溶液吸收法、固體填充柱采樣法、低溫冷凝濃縮法等。在實際應用時，還應根據檢測目的和要求、污染物的理化性質和所用分析方法等選擇使用。

1．溶液吸收法（solutionabsorptionmethod）該法利用空氣中待測物能迅速溶解于吸收液，或能與吸收劑迅速發(fā)生化學反應而被采集。

（1）溶液吸收原理：當空氣樣品呈氣泡狀通過吸收液時，氣泡中待測污染物的濃度高于氣-液界面上的濃度，由于氣態(tài)分子的高速運動，又存在濃度梯度，待測物迅速擴散到氣-液界面，被吸收液吸收（圖2-4）；當吸收過程中還伴有化學反應時，擴散到氣液界面上的待測氣態(tài)分子馬上與吸收液反應，被采集的污染物與空氣分開。

待測氣體在溶液中的吸收速度可用下式表示。

υ?A?D(cg?cl)

式中，υ為氣體吸收速度；A為氣-液接觸面積；D為氣體的擴散系數(shù)；cg為平衡

時氣相中待測組分的濃度；cl為達到平衡時液相中待測組分的濃度。

由于擴散到氣-液界面的待測氣態(tài)或蒸氣分子與吸收液迅速發(fā)生反應，或被吸收液溶解而被吸收，這時可認為cl＝0。假使不考慮待測物在液相的擴散，而只受在氣泡內氣相擴散的影響，則上式可寫成：

υ?A?D?cg

可見，增大氣-液接觸面積可以提高吸收效率。

空氣樣品是以氣泡狀態(tài)通過吸收液的，氣-液接觸的總面積為：

A?6Q?Hd?υg

式中，Q為采氣流量；H為吸收管的液體高度；υg為氣泡的速度；d為氣泡的平均直徑。所以，當采氣流量一定時，要使氣-液接觸面積增加，以提高采樣效率，應當增加吸收管中液體的高度、減小氣泡的直徑、氣泡通過吸收液的速度要慢。

（2）吸收液的選擇：常用的吸收液有水、水溶液或有機溶劑等。采集酸性污染物可選用堿性吸收液；采集堿性污染物可選用酸性吸收液；有機蒸氣易溶于有機溶劑，可選用加有一定量可與水互溶的有機溶劑作為吸收液。理想的吸收液不僅可以吸收空氣中的待測物，同時還可以用作顯色液。

實際工作中應根據待測污染物的理化性質和分析方法選擇吸收液。待測物在吸收液中應有較大溶解度，發(fā)生化學反應速度快，穩(wěn)定時間長；吸收液的成分對分析測定無影響；選用的吸收液還應價廉、易得、無毒害作用。

（3）收集器：溶液吸收法常用的收集器主要有氣泡吸收管、多孔玻板吸收管和沖擊式吸收管。

1）氣泡吸收管（bubblingabsorptiontube）：氣泡吸收管有大型和小型氣泡吸收管兩種（圖2-5）。大型氣泡吸收管可盛5～10ml吸收液，采樣速度一般為0.5～1.5L/min；小型氣泡吸收管可盛1～3ml吸收液，采樣速度一般為0.3L/min。氣泡吸收管內管出氣口的內徑為1mm，距管底距離為5mm；外管直徑上大下小，有利增加吸收液液柱高度，增加空氣與吸收液的接觸時間，提高待測物的采樣效率；外管上部直徑較大，可以避免吸收液隨氣泡溢出吸收管。

氣泡吸收管常用于采集氣體和蒸氣狀態(tài)物質。使用前應進行氣密性檢查，并作采樣效率試驗。尋常要求單個氣泡吸收管的采樣效率大于90%；若單管采樣效

率低，可將兩個氣泡吸收管串聯(lián)采樣。采樣時應垂直放置，采樣完畢，應當用管內的吸收液洗滌進氣管內壁3次，再將吸收液倒出分析。

2）多孔玻板吸收管（frittedglassbubbler）：有直型和U型兩種（圖2-6），可盛5～10ml吸收液，采樣速度0.1～1.0L/min。采樣時，空氣流經多孔玻板的微孔進入吸收液，大氣泡分散成大量小氣泡，增大了氣-液接觸面積，同時又使氣泡的運動速度減小，使采樣效率較氣泡吸收管明顯提高。多孔玻板吸收管尋常用單管采樣，主要用于采集氣體和蒸氣狀態(tài)的物質，也可以采集霧狀和顆粒較小的煙狀污染物。但顆粒較大的煙、塵簡單堵塞多孔玻板的孔隙，不宜用多孔玻板吸收管采集。采樣完畢，應當用管內的吸收液洗滌多孔玻板吸收管進氣管內壁3次后，再取出分析。洗滌多孔玻板吸收管時，最好連接在抽氣裝置上，抽洗多孔玻板，防止孔板堵塞。

2．固體填充柱采樣法（solidadsorbentsamplingmethod）利用空氣通過裝有固體填充劑的小柱時，空氣中有害物質被吸附或阻留在固體填充劑上，從而達到濃縮的目的，采樣后，將待測物解吸或洗脫，供測定用。

（1）填充劑的采樣原理：固體填充劑是一種具有較大比表面積的多孔物質，對空氣中多種氣態(tài)或蒸氣態(tài)污染物有較強的吸附能力，這種吸附作用尋常包括物理吸附和化學吸附，后者是通過分子間親和力相互作用，吸附能力較強。

理想的固體填充劑應具有良好的機械強度、穩(wěn)定的理化性質、通氣阻力小，采樣效率高，易于解吸附，空白值低等性能。顆粒狀吸附劑可用于氣體、蒸氣和氣溶膠的采樣。應根據采樣和分析的需要，選擇適合的固體吸附劑。

填充柱采樣管是一根填充了顆粒狀固體吸附劑的玻璃管（內徑3～5mm，長6～10cm）；采樣速度0.1～0.5L/min；吸附劑顆粒大小不同時，采樣管的采氣阻力也不一樣；一般低流量采樣時吸收效率較高。

（2）最大采氣量和穿透容量：在室溫、相對濕度80%以上的條件下，用固體填充柱采樣管以一定的流量采樣，當柱后流出的被采集組分濃度為進入濃度的5%時，固體填充劑所采集被測物的量稱為穿透容量，以mg（被測物）/g（固體填充劑）表示；通過填充劑采樣管的空氣總體積稱為穿透體積，也稱為該填充柱的最大采樣體積，以L表示。

穿透容量和最大采氣量可以表示填充柱對被采集的某組分的采樣效率（或濃縮效率）。穿透容量和最大采氣體積越大，說明濃縮效率越高。對于

多組分的采集，則實際的采集體積應不超過穿透容量最小組分的最大采氣體積。

影響穿透容量和最大采氣量的主要因素有填充劑的性質和用量、采氣流速、被采集組分的濃度、填充柱采樣管的直徑和長度。此外，采樣時的溫度、空氣中水分和二氧化碳的含量對最大采氣量好有影響。

（3）填充柱的洗脫效率：用填充柱采樣后，尋常采用兩種方式洗脫待測物。一是熱解吸，將填充柱采樣管插入加熱器中，迅速加熱解吸，用載氣吹出，通入測定儀器中進行分開和測定。熱解吸時的加熱溫度要適當，既要保證能定量解吸，也要避免待測物在高溫下分解或聚合。熱解吸法常用于空氣中污染物的氣相色譜分析。另一種溶劑洗脫，選用適合的溶劑和洗脫條件，將被測物由填充柱中定量洗脫下來進行分析。

洗脫效率是指能夠被熱解吸或洗脫液洗脫下來的被測物的量占填充劑上采集的被測物總量的百分數(shù)。

E?mM?100%

式中，E為洗脫效率；m為洗脫下來的被測物的量；M為濾料上被測物總量。

（4）填充劑的種類：空氣理化檢驗工作中，不但要求填充柱采樣管的采樣濃縮效率高，而且要求采樣后的解吸回收率也要高。因此，選擇適合的填充劑至關重要。

常用的顆粒狀填充劑有硅膠、活性炭、素陶瓷、氧化鋁和高分子多孔微球等。1）硅膠（silicagel，SiO2·nH2O）：硅膠是一種極性吸附劑，對極性物質有猛烈的吸附作用。它既具有物理吸附作用，也具有化學吸附作用。空氣中水分對其吸附作用有影響，吸水后會失去吸附能力。使用前，硅膠要在100~200℃活化，以除去物理吸附水。硅膠的吸附力較弱，吸附容量小，已吸附的物質簡單解吸，在350℃條件下，通氮氣或清潔空氣可解吸所采集的物質，也可用極性溶劑（如水、乙醇等）洗脫，還可用飽和水蒸氣在常壓下蒸餾提取。

2）活性炭（activatedcarbon）：活性炭是一種非極性吸附劑，可用于非極性和弱極性有機蒸氣的吸附；吸附容量大，吸附力強，但較難解吸。少量的吸附水對活性炭吸附性能影響不大，因所吸附的水可被非極性或弱極性物質所取代。不同原料（椰子殼、杏核、動物骨）燒制的活性炭的性能不完全一致?；钚蕴窟m合

于采集非極性或弱極性有機蒸氣，可在常溫下或降低采集溫度的條件下，有效采集低沸點的有機蒸氣。被吸附的氣體或蒸氣可通氮氣加熱（250~300℃）解吸或用適合的有機溶劑（如二硫化碳）洗脫。

3）高分子多孔微球（highpolymerporositymicro-sphere）：它是一種多孔性芳香族化合物的聚合物，使用較多的是二乙烯基與苯乙烯基的共聚物。高分子多孔微球表面積大、機械強度較高、熱穩(wěn)定性較好、對一些化合物具有選擇性的吸附作用、較簡單解吸；廣泛用作氣相色譜固定相或空氣污染物的采樣；主要用于采集有機蒸氣，特別是采集一些分子量較大，沸點較高，又有一定揮發(fā)性的有機化合物，如有機磷、有機氯農藥以及多環(huán)芳烴等。可根據被采集污染物的理化性質，選擇適合型號的高分子多孔微球，尋常選用20~50目的高分子多孔微球。常用的高分子多孔微球見表2-2。

表2-2常用于空氣樣品采集的高分子多孔微球商品名AmberliteXAD-2AmberliteXAD-4Chromosorb102PorapakQPorapakRTenaxGC

化學組成

二乙烯基苯-苯乙烯共聚物二乙烯基苯-苯乙烯共聚物二乙烯基苯-苯乙烯共聚物甲苯乙烯基苯-二乙烯基苯共聚物二乙烯基苯-苯乙烯極性單體共聚

物

聚2,6-二苯基對苯醚

平均孔徑（nm）958.57.57.672

表面積（m/g）300750~800300~400840547~78018.6

2

使用前，應將高分子多孔微球進行凈化處理：先用乙醚浸泡，振搖15min，除去高分子多孔微球吸附的有機物，棄除乙醚，再用甲醇清洗，以除去殘留的乙醚；然后用水洗凈甲醇，于102℃枯燥15min。也可以于索氏提取器內用石油醚提取24h，然后在清潔空氣中揮發(fā)除去石油醚，再在60℃活化24h。凈化處理的高分子多孔微球保存于密封瓶內。

與溶液吸收法相比，固體填充劑采樣法具有以下優(yōu)點：可以長時間采樣，適用于大氣污染組分的日平均濃度的測定；戰(zhàn)勝了溶液吸收法在采樣過程中待測物的蒸發(fā)、揮發(fā)等損失和采樣時間短等缺點。固體填充劑只要選用適當，對氣體、蒸氣和氣溶膠都有較高的采樣效率，而溶液吸收法尋常對煙、塵等氣溶膠的采集

效率不高。采集在固體填充劑上的待測污染物比在溶液中更穩(wěn)定，可存放幾天甚至數(shù)周。另外，去現(xiàn)場采樣時，固體填充劑采樣管攜帶也很便利。

3．低溫冷凝濃縮法又稱為冷阱法（coldtrapmethod）?？諝庵心承┓悬c較低的氣態(tài)物質，在常溫下用固體吸附劑很難完全阻留，利用致冷劑使收集器中固體吸附劑溫度降低，有利于吸附、采集空氣中低沸點物質。

常用的致冷劑有冰-鹽水（-10℃），干冰-乙醇（-72℃），液氮-乙醇（-117℃），液氮（-196℃）等。采樣管可做成U型或蛇型，插入冷阱中（見圖2-8）。經低溫采樣，待測組分冷凝在采樣管中，將其連接在氣相色譜儀進樣口（六通閥），在常溫下，或加熱氣化，并通入載氣、待測組分被解吸，進入色譜儀進行分開和測定。低溫冷凝濃縮采樣時，由于空氣中水分及CO2等也能被冷凝而被吸附，降低了固體填充劑的吸附能力和吸附容量。熱解吸時，水分及CO2等也將同時氣化，增大了氣化體積，導致濃縮效率降低，甚至可能影響測定。所以，采樣時應在采樣管的進氣端連接一個枯燥管，管內裝有高氯酸鎂、燒堿石棉、氫氧化鉀、氯化鈣等枯燥劑，以除去水分和CO2。應當注意，所選用的枯燥劑不應造成空氣中待測物的損失。

（二）無動力（無泵）采樣法

無泵采樣法又稱為被動式采樣法（passivesamplingmethod），該法是利用氣體分子的擴散或滲透作用，自動到達吸附劑表面，或與吸收液接觸而被采集，一定時間后檢測待測物。不需要抽氣動力和流量計等裝置，適合于采集空氣中氣態(tài)和蒸氣狀態(tài)的有害物質。

根據采樣原理不同，被動式采樣法可分為擴散法和滲透法兩類。

1．擴散法該法利用待測物氣體分子的擴散作用達到采樣目的。根據費克（Fick）擴散第一定律，在空氣中，待測物分子由高濃度向低濃度方向擴散，其傳質速度（υ，ng/s）與該物質的濃度梯度（c1-c0）、分子的擴散系數(shù)（D）以及擴散帶的截面積（A）成正比，與擴散帶的長度（L）成反比：

υ?DAL(c0?cl)?10?3

式中，c0為待測污染物在空氣中的濃度，mg/m3；c1為待測污染物在吸附（收）介質表面處的濃度，mg/m3。

假使擴散至吸附（收）介質表面的待測污染物可以迅速而定量地被吸收，則可認為cl=0，此時，吸附（收）介質所采集到的待測污染物的質量為：

m?DALc0t?10?3

式中，m為吸附（收）介質所采集到的被測污染物的質量，?g；t為采樣時間，min。

上式說明，采樣器采集污染物的質量與采樣器本身的構造、污染物在空氣中的濃度及其分子的擴散系數(shù)、采樣時間有關。對于具體的污染物、構造一定的采樣器來說，DA/L為常數(shù)，用K表示，單位為cm3/min。由于其單位與有動力采樣器的采樣流量相當，所以稱為被動式采樣器的采樣速率。K值可通過試驗測得，因此，只要測得m和t，即可計算空氣中被測污染物的濃度。

c0?mK?t?103

影響擴散法的因素主要是風速，由于風速直接影響有害物質在空氣中的濃度梯度。風速太小（?7.5cm/s）時，空氣很穩(wěn)定，c0濃度不能代表空氣中有害物質的實際濃度；當風速太大時，又會破壞擴散層，影響采樣器的確鑿響應。

氣溫氣壓對擴散法影響不大。

2．滲透法利用空氣中氣態(tài)或蒸氣態(tài)分子的滲透作用達到采樣目的。分子通過滲透膜后被吸附（收）劑所吸附（收）。其采樣原理與擴散法相像，可用擴散法一致的公式計算空氣中待測污染物的濃度。不過，采樣速率K除與待測污染物的性質有關外，還與滲透膜的材料有關。

由于被動式采樣器的結構不同、不同待測物的理化性質也不同，因此，采樣時每種被動式采樣器都的不同的采樣容量、最大或最小采樣時間，在的規(guī)定容量和時間范圍內，采樣速度應保持恒定。

隨著室內空氣污染監(jiān)測工作的發(fā)展，個體接觸量監(jiān)測已經成為評價環(huán)境污染與人體健康影響的重要依據。在空氣污染和人體健康的監(jiān)測中，常采用無泵采樣器作為個體采樣器（personalsampler）。這種采樣器體積小，重量輕，可以做成鋼筆或徽章的形狀，佩戴在人們的上衣口袋處，跟隨人們的活動實時采樣，采樣后送回試驗室分析，用于測定人們對污染物的接觸量或空氣污染物的時間加權平均濃度。被動采樣器不僅可以用作個體監(jiān)測器；也可懸掛于室內的監(jiān)測場所，連續(xù)采樣一定時間后，測定污染物的濃度，以評價室內空氣質量。

第三節(jié)氣溶膠污染物的采樣方法

氣溶膠的采樣方法主要有沉降法、濾料法和沖擊式吸收管法。

一、靜電沉降法

靜電沉降法（electrostaticsedimentationmethod）是使空氣樣品通過高壓電場（12kV～20kV），氣體分子被電離，產生離子，氣溶膠粒子吸附離子而帶電荷，在電場的作用下，帶電荷的微粒沉降到極性相反的收集電極上，將收集電極表面的沉降物清洗下來，進行測定。此法采樣速度快，采樣效率高。但當現(xiàn)場有易爆炸性的氣體、蒸氣或粉塵時，不能使用該采樣方法。

二、濾料采樣法

將濾料（濾紙或濾膜）安裝在采樣夾（圖2-10）上，抽氣，空氣穿過濾料時，空氣中的懸浮顆粒物被阻留在濾料上，用濾料上采集污染物的質量和采樣體積，計算出空氣中污染物濃度，這種采樣方法稱為濾料采樣法(samplingmethodwithfilter)。由于濾料具有體積小、重量輕，易存放，攜帶便利，保存時間較長等優(yōu)點，濾料采樣法已被廣泛用于采集空氣中的顆粒態(tài)污染物。

用濾紙或濾膜等濾料采樣時，濾料對顆粒物不僅有直接阻擋作用，還有慣性沉降、擴散沉降和靜電吸引等作用。濾料采樣法的采樣效率與濾料和氣溶膠的性質有關，同時還受采樣流速等因素的影響。

濾料采樣夾用優(yōu)質塑料制成，采樣時要根據采集大氣樣品、采集作業(yè)場所樣品的不同要求，選用直徑適當?shù)臑V料和濾料墊。濾料采樣夾的氣密性要好，用前要進行相關性能檢查：在采樣夾內裝上不透氣的塑料薄膜，放于盛水的燒杯中，然后向采樣夾內送氣加壓，當壓差達到1kPa時，水中不產生氣泡，說明濾料采樣夾的氣密性好。

（一）常用濾料

常用濾料有定量濾紙、玻璃纖維濾紙、有機合成纖維濾料、微孔濾膜和浸漬試劑濾料等。

1．定量濾紙（quantitativefilterpaper）這種濾料由植物纖維素漿制成。它的優(yōu)點是灰分低，機械強度高，不易破損，耐熱（150℃），價格低廉。但由于濾紙纖維較粗，孔隙較小，因此通氣阻力大。采集的氣溶膠顆粒能進入濾紙內部，

解吸較困難。濾紙的吸濕性大，不宜用作稱重法測定空氣中顆粒物的濃度?？諝獠蓸訒r主要使用中、慢速定量濾紙或層析濾紙。

2．玻璃纖維濾紙（glassfiberfilterpaper）這種濾紙是用超細玻璃纖維制成的，厚度小于1mm。其優(yōu)點是耐高溫，可在低于500℃烘烤，去除濾紙上存在的有機雜質；吸濕性小、通氣阻力小，適用于大流量法采集空氣中低濃度的有害物質。玻璃纖維濾紙不溶于酸、水和有機溶劑，采樣后可用水、有機溶劑和稀硝酸等提取待測物質。其缺點是金屬空白值高，機械強度較差；溶液提取時，易成糊狀，需要過濾；若要將玻璃纖維消解，需用氫氟酸或焦磷酸。石英玻璃纖維濾紙是以石英為原料制成的，戰(zhàn)勝了普通玻璃纖維濾紙空白值高的缺點，但是價格昂貴。

3．聚氯乙烯濾膜（polyvinylchloridefiltrationmembrane）聚氯乙烯濾膜又稱為測塵濾膜，靜電性強、吸濕性小、阻力小、耐酸堿、孔徑小、機械強度好、重量輕，金屬空白值較低，可溶于某些有機溶劑（如乙酸乙酯、乙酸丁酯），常用于粉塵濃度和分散度的測定。它的主要缺點是不耐熱，最高使用溫度為55℃；采樣后樣品處理時，加熱會發(fā)生卷曲，可能包裹顆粒物；一般不應采用高氯酸消解樣品，以防發(fā)生猛烈氧化燃燒，造成樣品損失。

4．微孔濾膜（micro-porefiltrationmembrane）這是一種用硝酸纖維素或乙酸纖維素制作的多孔有機薄膜，質輕色白，表面光滑，機械強度較好，最高使用溫度為125℃，可在沸水乃至高壓釜中蒸煮。它能溶于丙酮、乙酸乙酯、甲基異丁酮等有機溶劑；也易溶于熱的濃酸，但幾乎不溶于稀酸中。微孔濾膜的采樣效率高，灰分低，所采集的樣品特別適合于氣溶膠中金屬元素的分析。微孔濾膜具有不同大小和孔徑規(guī)格，常用的孔徑規(guī)格為0.1～1.2?m。一般選用?0.8?m孔徑的微孔濾膜采集氣溶膠。由于微孔濾膜的通氣阻力較大，它的采樣速度明顯低于聚氯乙烯濾膜和玻璃纖維濾紙的采樣速度。

5．聚氨酯泡沫塑料（polyurethanefoamplastic）它是由泡沫塑料的細泡相互連通而成的多孔濾料，表面積大，通氣阻力小，適合于較大流量的采樣。常用于同時采集氣溶膠和蒸氣狀態(tài)兩相共存的某些污染物。使用前應進行處理，先用1mol/LNaOH煮沸浸泡數(shù)10min，然后用水洗凈，風干。用于有機污染物的采集時，可用正己烷等有機溶劑經索氏提取4～8h后，除盡溶劑，再風干。處理好的聚氨酯泡沫塑料應密閉保存，使用過的聚氨酯泡沫塑料經處理后可以反復使

用。

采樣濾料種類較多，采樣時應根據分析目的和要求，選擇使用。所選的濾料應當采樣效率高，采氣阻力小，重量輕，機械強度好，空白值低，采樣后待測物易洗脫提取。玻璃纖維濾紙和合成纖維濾料的阻力較小，可用于較大流量的采樣。表2-3為常用濾料中雜質的含量。分析金屬污染物時，最好選用金屬空白值低的微孔濾膜，分析有機污染物時，要選用經高溫預處理后的玻璃纖維濾紙等。

表2-3幾種濾料中的無機元素含量（本底值，單位：?g/cm2）

元素AsBeBiCdCoCrCuFeMnMoNiPbSbSiSnTiVZn

三、沖擊式吸收管

沖擊式吸收管（impinger）的外形與直型多孔玻板吸收管一致，內管與氣泡吸收管相像，內管垂直于外管管底，出氣口的內徑為1.0mm±0.1mm，管尖距外管底5.0mm±0.1mm。吸收管可盛5～10ml吸收液，采樣速度為3L/min。沖擊式吸收管主要用于采集煙、塵等氣溶膠，由于采氣流量大，待測物隨氣流以很快的速度沖出內管管口，因慣性作用沖擊到吸收管的底部與吸收液作用而被吸收。

玻璃纖維0.08

0.04---0.080.0240.4-態(tài)組分。例如，采集無機氟化物時，第一層是乙酸纖維素或硝酸纖維素濾膜，采集顆粒態(tài)氟化物，其次層是用甲酸鈉或碳酸鈉浸漬過的濾紙，采集氣態(tài)氟化物。為了減少氣態(tài)氟化物在第一層濾膜上的吸附，第一層可采用帶有加熱套的采樣夾。

多層濾料采樣法存在的主要問題是：氣體通過第一層濾料時，可能部分氣體被吸附或發(fā)生反應而造成損失，使用玻璃纖維濾膜采樣時這一現(xiàn)象更為突出；一些活潑的氣體與采集在第一層濾料上的顆粒物反應，以及顆粒物在采樣過程中分解，導致氣相組分和顆粒物組成發(fā)生變化，造成采樣和測定誤差。

四、環(huán)形擴散管和濾料組合采樣法

（一）擴散管和濾料組合

擴散管和濾料組合采樣法（denuder/filterpacksampling）是針對多層濾料采樣法的缺點發(fā)展起來的。采樣裝置由擴散管和濾料夾組成，擴散管為內壁涂有吸收液膜的玻璃管。如圖2-14所示，當空氣進入擴散管時，氣體污染物分子質量小，慣性小，易擴散到管壁上，被吸收液吸收；顆粒物則受慣性作用通過擴散管，被后面的濾料阻留。氣體的采樣效率與擴散管的長度和氣體流量有關。尋常擴散管的內徑為2～6mm，長度為100～500mm，采氣流量小于2L/min。

（二）環(huán)形擴散管和濾料組合采樣法

環(huán)形擴散管和濾料組合采樣法（annulardenuder/filterpacksampling）是在擴散管和濾料組合采樣法的基礎上進一步發(fā)展起來的，可以在較大流量下采樣。

環(huán)形擴散管和濾料組合采樣裝置由顆粒物切割器，環(huán)形擴散管和濾料夾三部分所組成，基本結構見圖2-15。

環(huán)形擴散管是由玻璃制成的兩個同心玻璃管，外管長20～30cm，內徑3～4cm，內管為兩端封閉的空心玻管，內外管之間的環(huán)縫為0.1～0.3cm，兩段環(huán)形擴散管可以涂漬不同的試劑。臨用前，在環(huán)形擴散管上涂漬適當?shù)奈找汉?，用凈化的熱空氣流枯燥，密閉待用。采樣時，先將涂漬不同試劑的兩段環(huán)形擴散管連接，再與后面的濾膜采樣夾相連接。常用的顆粒物切割器有撞擊式和旋風式兩種，在設計流量下，50%的切割直徑（D50）為2.5?m或4?m（PM2.5或PM4）和10?m（PM10）。

當采樣氣流以層流狀態(tài)（雷諾數(shù)不便，常用于試驗室中校正其它流量計。

三、專用采樣器

在空氣理化檢驗工作中，為了便于采樣，尋常將收集器、氣體流量計和抽氣動力組裝在一起形成專用采樣器。根據采樣工作需要，采樣時可以選擇不同的收集器；一般專用采樣器選用轉子流量計測量氣體流量，以電動抽氣機作為采樣動力。不少采樣器上還裝有自動計時器，能便利、確鑿地控制采樣時間。專用采樣器體積小、重量輕，攜帶便利，操作簡便。

根據其用途，專用采樣器可分為以下六種。（一）大流量采樣器

大流量采樣器如圖2-22所示。其流量范圍為1.1～1.7m3/min，濾料夾上可安裝200mm×250mm的玻璃纖維濾紙，以電動抽氣機為抽氣動力?？諝庥缮叫畏雷o頂蓋下方狹縫處進入水平過濾面；采集顆粒物的粒徑范圍為0.1～100?m；采樣時間可持續(xù)8～24h，利用壓力計或自動電位差計連續(xù)記錄采樣流量，適用于大氣中總懸浮顆粒物的采集。新購置的采樣器和更換電機后的采樣器應進行流量校準，采樣器在使用期間，每月應定期校準流量。

（二）中流量采樣器

中流量采樣器由空氣入口防護罩、采樣夾、轉子流量計、吸塵器等組成（圖2-23）。工作原理與大流量采樣器基本一致，但采氣流量和集塵有效過濾面積較大流量采樣器小，有效集塵面的直徑為100mm，尋常以200～250L/min流量采集大氣中的總懸浮顆粒物。采樣濾料常用玻璃纖維濾紙或有機纖維濾膜，采樣時間為8～24h。使用前，應校準其流量計在采樣前后的流量。

（三）小流量采樣器

小流量采樣器的結構與中流量采樣器相像。采樣夾可裝直徑40mm的濾紙或濾膜，采氣流量20～30L/min。由于采氣量少，需要較長時間的采樣才能獲得足夠量的樣品，尋常只適合做單項組分的測定。如可吸入顆粒物采樣器或PM10采樣器，采氣流量為13L/min，入口切割器上切割粒徑為30?m，D50=（10±1）?m。

（四）分級采樣器

尋常可在采樣器的入口處加一粒徑分開切割器構成分級采樣器。圖2-24是大流量分級采樣器。粗的顆粒被粒徑分開切割器所截留，細的顆粒通過切割器后，

被后面的濾料所收集。采樣后，分別測定各級濾料上所采集顆粒物的含量和成分。分級采樣器有二段式和多段式兩種類型。二段式主要用于測定TSP和PM10，多段式可分別采集不同粒徑范圍的顆粒物，用于測定顆粒物的粒度分布。粒徑分開切割器的工作原理有撞擊式、旋風式和向心式等多種形式。

（五）粉塵采樣器

攜帶式粉塵采樣器（portabledustsampler）用于采集粉塵，以測定空氣中粉塵濃度、分散度，游離二氧化硅等化學有害物質和病原微生物。粉塵采樣器的采樣速度一般為10～30L/min。它配有濾料采樣夾，可用濾紙或濾膜采樣。粉塵采樣器又分為固定式和攜帶式兩種。攜帶式粉塵采樣器（圖2-25）由濾料采樣夾、流量計、抽氣機等組成，可用三腳支架支撐，采樣高度為1.0～1.5m。它有兩個采樣夾，可以進行平行采樣。常用于采集工作場所空氣中的煙和塵。

（六）氣體采樣器

圖2-26為攜帶式氣體采樣器（portablegassampler）的結構示意圖。它用于采集空氣中氣體和蒸氣狀態(tài)有害物質，采樣速度一般在0.2～1.5L/min范圍內，所用抽氣動力多為薄膜泵。攜帶式氣體采樣器適用于與阻力和流量較小的氣泡吸收管、多孔玻板吸收管等收集器配套采樣。該儀器便捷、易攜，常用于現(xiàn)場采樣。

綜上所述，采樣儀器在使用前，應按儀器說明書對儀器進行檢驗和標定；對采樣系統(tǒng)進行氣密性進行檢查，不得漏氣；要用一級皂膜計校準采樣系統(tǒng)的流量，誤差不超過5％。

現(xiàn)場采樣時，應用兩個采樣管不采樣，并按其他樣品管一樣處理，作為采樣過程中空白管，進行平行分析，若空白檢驗超過控制范圍，則同批樣品作廢。

采樣時應記錄現(xiàn)場的狀況，包括各種污染源，采樣日期、時間、地點、數(shù)量、布點方式、大氣壓力、氣溫、相對濕度、風速以及采樣者簽字等，并隨樣品一同送到試驗室。在計算濃度時應將采樣體積換算成標準狀態(tài)下的體積。

第六節(jié)最小采氣量和采樣效率

一、最小采氣量

最小采氣量（minimumsamplingvolume）當空氣中待測有害物質的濃度為其最高容許濃度值時，保證所采用的分析方法能夠檢出待測有害物質所需要采集的最小空氣體積稱為最小采氣量。它與國家衛(wèi)生標準中規(guī)定的待測有害物質的最

高容許濃度值、分析方法的靈敏度以及分析時所用的樣品量有關。

當空氣中有害物質的濃度低于國家衛(wèi)生標準的最高容許濃度時，采氣量對分析結果有很大的影響。如采氣量足夠大，就可以測出陽性結果；反之，就不能檢出。對于不能檢出的結果有兩種可能，一種可能是空氣中被測有害物質的濃度很低，不能檢出；另一種可能是由于采集的空氣樣品量太少，沒有達到分析方法靈敏度所要求的采集量。為了避免后一種情形的出現(xiàn)，在空氣理化檢驗采樣時提出了最小采氣量的要求?？諝鈽悠返淖钚〔蓺饬康挠嬎惴椒ㄈ缦拢?/p>

Vmin?s?aT?b?2

式中，Vmin為最小采氣量，L；s為分析方法的絕對檢出限，?g；T為被測物質在空氣中的最高容許濃度，mg/m3；a為樣品溶液的總體積，ml；b為分析時所取樣品溶液的量，ml。

例如，用酚試劑分光光度法測定空氣中的甲醛濃度，方法的檢出限為0.05μg/5ml。用10ml含酚試劑的水溶液作吸收液，測定時取5ml樣液分析。大氣中甲醛的最高容許濃度（一次）為0.05mg/m3。根據上式可計算得出最小采氣量為4L。

在實際工作中，假使采樣現(xiàn)場空氣中被測有害物質的濃度較高時，可相應減少采氣量，這樣不僅可以減少采樣