大氣和廢氣監(jiān)測-空氣和廢氣樣品的采集與保存

基礎(chǔ)模塊四空氣和廢氣監(jiān)測

本模塊目錄任務(wù)一

空氣環(huán)境監(jiān)測方案制訂任務(wù)二

空氣樣品的采集、運輸與保存任務(wù)三

各類指標(biāo)的監(jiān)測分析任務(wù)四

項目總評及監(jiān)測報告任務(wù)二

空氣樣品的采集與保存【能力目標(biāo)】1、能收集和調(diào)查監(jiān)測對象的相關(guān)資料、進行污染分析和監(jiān)測項目確定；/2、根據(jù)監(jiān)測對象特點、監(jiān)測項目和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，進行采樣現(xiàn)場布點和現(xiàn)場采樣與測定；/3、能規(guī)范運輸和保存樣品；/4、培養(yǎng)認真嚴謹?shù)膶W(xué)習(xí)和實驗習(xí)慣；5、能認識探究、合作學(xué)習(xí)的必要性，培養(yǎng)與人溝通和良好的團隊合作的意識；

【實訓(xùn)項目】

采樣器的校準(zhǔn)使用及校園空氣中SO2的采集相關(guān)采樣方法標(biāo)準(zhǔn)《環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測點位布設(shè)技術(shù)規(guī)范（試行）》（HJ664—2013）、《環(huán)境空氣質(zhì)量手工監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ/T194-2005）等任務(wù)二

空氣樣品的采集與保存4.2.1、實訓(xùn)講解：采樣器的校準(zhǔn)使用及校園空氣中SO2的采集4.2.2、實訓(xùn)項目：采樣器的校準(zhǔn)使用及校園空氣中SO2的采集4.2.3、理論拓展：校園空氣樣品的采集和保存任務(wù)二

空氣樣品的采集與保存4.2.1實訓(xùn)講解采樣器的校準(zhǔn)使用及校園空氣中SO2的采集4.2.1、實訓(xùn)講解：

測定校園空氣中SO2樣品的采集及流量計校準(zhǔn)一、相關(guān)知識1、采樣點布設(shè)見方案制訂和功能區(qū)布點相關(guān)知識。2、氣密性檢查1）皂液泡沫法在裝置接口處刷上皂液，當(dāng)管路內(nèi)有氣體通過時，接口漏氣，則會產(chǎn)生泡沫；2）堵氣法當(dāng)管路內(nèi)待檢查接口與動力設(shè)備之間接上流量計，啟動動力設(shè)備，使管路內(nèi)有氣體流過，堵住接口遠離流量計的一端，觀察流量計是否有讀數(shù)，如果有讀數(shù)，則該接口漏氣。3、轉(zhuǎn)子流量計校正（1）轉(zhuǎn)子流量計大氣采樣器一般配轉(zhuǎn)子流量計對采樣氣體進行流量測量，轉(zhuǎn)子流量計使用較廣泛，其上標(biāo)有流量刻度值，但在使用前，一般需進行校正轉(zhuǎn)子流量計的流體通道為一垂直的錐角約為4。的微錐形玻璃管內(nèi)置一轉(zhuǎn)子（也稱浮子）。問題：根據(jù)前述轉(zhuǎn)子流量計工作原理，轉(zhuǎn)子流量計該怎么安裝，流體的流向是什么？（2）轉(zhuǎn)子流量計校正方法：與標(biāo)準(zhǔn)流量計串聯(lián)，得到一定高度下（刻度）的單位時間的準(zhǔn)確流量。改變刻度流量QD測出一系列準(zhǔn)確流量Q皂，把刻度流量換算成實際流量Qs？，繪制Qs~Q皂校準(zhǔn)曲線圖。標(biāo)定和檢定時：在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下(p0=101.3kPa,T0=293K)進行，并繪制刻度校準(zhǔn)和使用時：應(yīng)測量轉(zhuǎn)子流量計的入口環(huán)境氣壓和溫度,以便修正轉(zhuǎn)子流量計的指示值。其公式為：

式中:Qs———轉(zhuǎn)子流量計實際流量值;QD———轉(zhuǎn)子流量計指示值;p、T———轉(zhuǎn)子流量計入口環(huán)境氣壓和溫度,單位:kPa、K?？潭攘髁繐Q算成實際流量Qs4、采樣體積換算見相關(guān)內(nèi)容。5、采樣器的使用詳見相關(guān)說明書和相關(guān)視頻二、實訓(xùn)條件采樣器、吸收管、皂膜流量計等儀器2、甲醛吸收液：甲醛吸收液在哪兒配制？需要注意些什么？三、實驗步驟和注意事項實驗流程：實驗準(zhǔn)備、現(xiàn)場采樣點的確定、儀器安裝與氣密性檢查、流量校準(zhǔn)、氣樣采集、樣品運輸與保存。三、實驗步驟和注意事項三、實驗步驟和注意事項采樣器的具體操作步驟學(xué)生預(yù)習(xí)報告觀看視頻后總結(jié)三、實驗步驟和注意事項四、數(shù)據(jù)記錄五、實驗結(jié)果采樣體積計算（1）查得采樣狀態(tài)下準(zhǔn)確流量值Q（2）計算采樣狀態(tài)下采樣體積V=Qt（3）換算為標(biāo)況體積小結(jié)

采樣器的使用；

采樣體積的計算及換算；采樣器校準(zhǔn)；基礎(chǔ)模塊四空氣和廢氣監(jiān)測

本模塊目錄任務(wù)一

空氣環(huán)境監(jiān)測方案制訂任務(wù)二

空氣樣品的采集、運輸與保存任務(wù)三

各類指標(biāo)的監(jiān)測分析任務(wù)四

項目總評及監(jiān)測報告任務(wù)二

空氣樣品的采集與保存【能力目標(biāo)】1、能收集和調(diào)查監(jiān)測對象的相關(guān)資料、進行污染分析和監(jiān)測項目確定；/2、根據(jù)監(jiān)測對象特點、監(jiān)測項目和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，進行采樣現(xiàn)場布點和現(xiàn)場采樣與測定；/3、能規(guī)范運輸和保存樣品；/4、培養(yǎng)認真嚴謹?shù)膶W(xué)習(xí)和實驗習(xí)慣；5、能認識探究、合作學(xué)習(xí)的必要性，培養(yǎng)與人溝通和良好的團隊合作的意識；

【實訓(xùn)項目】

采樣器的校準(zhǔn)使用及校園空氣中SO2的采集相關(guān)采樣方法標(biāo)準(zhǔn)《環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測點位布設(shè)技術(shù)規(guī)范（試行）》（HJ664—2013）、《環(huán)境空氣質(zhì)量手工監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ/T194-2005）等任務(wù)二

空氣樣品的采集與保存4.2.1、實訓(xùn)講解：采樣器的校準(zhǔn)使用及校園空氣中SO2的采集4.2.2、實訓(xùn)項目：采樣器的校準(zhǔn)使用及校園空氣中SO2的采集4.2.3、理論拓展：校園空氣樣品的采集和保存任務(wù)二

空氣樣品的采集與保存4.2.3理論拓展校園空氣樣品的采集和保存304.2.3、理論拓展：

環(huán)境空氣樣品的采集和保存復(fù)習(xí)概述一、直接采樣法二、富集采樣法（一）富集采集法基礎(chǔ)知識（二）溶液吸收法（三）固體阻留法（四）低溫冷凝法三、采樣記錄復(fù)習(xí)總結(jié)SO2采樣過程：采用動力設(shè)備，把空氣沿管路抽進事先裝好吸收液的吸收管內(nèi)，讓空氣中的SO2氣體被吸收液吸收，轉(zhuǎn)移到液相，后續(xù)工作中我們再對吸收液進行分析，從而測定空氣中SO2的含量.為何我們要把空氣中的SO2轉(zhuǎn)移到吸收液中呢？除了這種采樣方法還有什么方法呢？32一、直接采樣法采集大氣(空氣)或廢氣樣品的方法可歸納為：直接采樣法、富集(濃縮)采樣法一、直接采樣法（適于濃度高、測定方法靈敏）真空采氣瓶先抽真空、到采樣點再開塞采樣采樣體積不一定等于瓶體積采氣管（先抽6－10倍采氣管體積的氣，置換）塑料袋CO等不活潑氣體聚四氟乙烯、聚乙烯等材料注射器（用于少量氣體采集）1、直接采樣法（一）注射器采樣（二）塑料袋采樣（三）采氣管采樣（四）真空瓶采樣圖4-5真空采氣瓶示意圖圖4-6真空采氣瓶抽真空裝置示意圖圖4-4采氣管示意圖34二、富集(濃縮)采樣法（一）富集采集法基礎(chǔ)知識1‘含義’及分類富集采樣法含義：就是把濃度很低的含污染物質(zhì)的樣品，通過物理或化學(xué)的手段，轉(zhuǎn)變成含待測污染物濃度較高的樣品的采樣法。分類：這類采樣方法有溶液吸收法、固體阻留法、低溫冷凝法、擴散(或滲透)法及自然沉降法等，前三種為主動式有動力采樣，后兩種為被動式無動力采樣。

富集采樣時間一般比較長，測得結(jié)果代表采樣時段的平均濃度，更能反映空氣污染的真實情況。富集采樣法涉及的基礎(chǔ)知識主要有哪些呢？答：主要有采樣系統(tǒng)裝置、采樣體積的確定與換算、采樣條件控制、采樣效率等問題。2、采樣系統(tǒng)裝置（1）裝置系統(tǒng)對于主動式有動力采樣，采樣系統(tǒng)裝置可以分為以下幾部分

動力系統(tǒng)（空氣泵）

流量計量裝置（流量計）

樣品收集器（吸收瓶等）其它附件包括干燥器、氣壓傳感器、溫度傳感器、管路等；注：一般把動力系統(tǒng)、流量計量裝置、溫度傳感器、氣壓傳感器集成在一起，裝在一個外殼里面，統(tǒng)一用一個芯片控制，就成為我們的大氣采樣器（2）收集器含義：收集器是捕集空氣中欲測污染物的裝置。種類：針對不同的監(jiān)測對象，選用不同的樣品收集器，

溶液吸收管（溶液吸收法）

固體填充管（固體阻留法）

低溫冷凝管（低溫冷凝法（3）流量計

流量計是測量氣體流量的儀器，而流量是計算采氣體積的參數(shù)。常用的流量計有皂膜流量計、孔口流量計、轉(zhuǎn)子流量計、臨界孔穩(wěn)流器和濕式流量計。常用于校正其他流量計，在很寬的流量范圍內(nèi)，誤差皆小于1%。

皂膜流量計（4）采樣動力采樣動力為抽氣裝置，要根據(jù)所需采樣流量、收集器類型及采樣點的條件進行選擇手動：注射器、連續(xù)抽氣筒、雙連球電動抽氣泵：薄膜泵、電磁泵、刮板泵及真空泵等。3、采樣體積的確定與換算（1）從采樣時轉(zhuǎn)子流量計轉(zhuǎn)子指示刻度值計算得采樣狀態(tài)下實際流量值（2）查校準(zhǔn)曲線得采樣狀態(tài)下準(zhǔn)確流量值Q（3）計算采樣體積V=Qt（4）換算為標(biāo)況體積舉例說明：某次采集SO2時，采氣時轉(zhuǎn)子流量計的刻度示值為1.5L/min，采樣溫度為20℃，采樣持續(xù)時間為45min，環(huán)境氣壓為101.325kp，轉(zhuǎn)子流量計校準(zhǔn)曲線方程為 Q=0.988Qs，試計算（1）采樣狀態(tài)下的采集氣體的準(zhǔn)確體積流量Q（ml）（2）標(biāo)況下采集氣體的體積（ml）。4、采樣效率的含義及特性

采樣方法或采樣器的采樣效率是指在規(guī)定的采樣條件(如采樣流量、污染物濃度范圍、采樣時間等)下所采集到的污染物量占其總量的百分數(shù)，可以用濃度或質(zhì)量表示，如用濃度可表示如下：

C1----污染物的實測濃度mg/m3；C0----污染物的真實濃度mg/m3。（二）溶液吸收法（1）濃縮方法原理：采樣時，用抽氣裝置將欲測空氣以一定流量抽入裝有吸收液的吸收管(瓶)，吸收液通過物理作用（溶解）或化學(xué)作用（與待測組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)）的方式吸收樣氣中的待測組分。采樣結(jié)束后，倒出吸收液進行測定，根據(jù)測得結(jié)果及采樣體積計算空氣中污染物的濃度，如我們在實訓(xùn)過程中使用的SO2的采集方法。動畫（2）影響吸收效率與吸收速度的因素

溶液吸收法的吸收效率與吸收速度主要決定于吸收液性能、樣氣與吸收液的接觸面積、流量大小。欲提高吸收速度和效率，必須根據(jù)被吸收污染物的性質(zhì)選擇效能好的吸收液和增大氣液接觸面積和控制較低氣速。A,吸收液選擇

a，吸收液種類物理吸收劑：水等化學(xué)吸收劑：吸收SO2的甲醛等b，吸收液的選擇原則是：

(1)吸收快。(2)吸收后穩(wěn)定。(3)應(yīng)有利于下一步分析測定(4)吸收液毒性小、價格低、易于購買，且盡可能回收利用。B,增大被采氣體與吸收液接觸面積的方法與裝置增大被采氣體與吸收液接觸面積的有效措施是選用結(jié)構(gòu)適宜的吸收管(瓶)。（1）氣泡吸收管裝5—10mL吸收液，采樣流量為0.5—2.0L/min，適用于采集氣態(tài)和蒸氣態(tài)物質(zhì)。（2）沖擊式吸收管兩種規(guī)格小型(裝5—10mL吸收液，采樣流量為3.0L/min)大型(裝50—100mL吸收液，采樣流量為30L/min)

適宜采集氣溶膠態(tài)物質(zhì)（3）多孔篩板吸收管(瓶)吸收管可裝5—10mL吸收液，采樣流量為0.1—1.0L/min。吸收瓶有小型(裝10—30mL吸收液，采樣流量為0.5—2.0L/min)和大型(裝50—100mL吸收液，采樣流量30L/min)兩種3、流量控制溶液吸收法氣流速度不宜太大，一般控制在2L/min以內(nèi)。51（三）固體阻留法——填充柱濃縮原理：吸附、溶解或與吸附劑發(fā)生反應(yīng)吸附型固體填充劑：硅膠、分子篩、活性炭分配型固體填充劑：分配系數(shù)大的組分阻留在填充劑外涂的固定液上反應(yīng)型固體填充劑：發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而阻留實例1：苯、甲苯和二甲苯氣相色譜測定

用炭管現(xiàn)場采樣，0.2L/min抽取空氣2L，密封帶回實驗室，取出活性炭用2mLCS2

解析30min，進樣1μL，以保留時間定性，外標(biāo)法定量。。。。。。。。顆粒狀填充劑抽氣泵﹡﹡﹡﹡﹡﹡組分

空氣圖3.8填充柱阻留法示意圖

1、填充柱阻留法（1）裝置與方法（2）影響因素影響因素包括顆粒物或表面固定液的性質(zhì)，裝填方式、氣流速度、樣氣性質(zhì)等；其中氣速一般控制在2l/min以內(nèi)。2、濾料阻留法（1）方法與裝置該方法是將過濾材料(濾紙、濾膜等)放在采樣夾上(見圖2-28，用抽氣裝置抽氣，則空氣中的顆粒物被阻留在過濾材料上，稱量過濾材料上富集的顆粒物質(zhì)量，根據(jù)采樣體積，即可計算出空氣中顆粒物的濃度。采集不同粒徑的顆粒物，一般在采樣夾前面安裝顆粒物分離器（2）采樣效率的影響因素

濾料采集空氣中氣溶膠顆粒物基于直接阻截、慣性碰撞、擴散沉降、靜電引力和重力沉降等作用。濾料的采集效率除與自身性質(zhì)有關(guān)外，還與采樣速度、顆粒物的大小等因素有關(guān)。顆粒物的采氣速度一般分為大流量(1.1—1.7m3/min)和中流量(50—150L/min)和小流量(10—15L/min56（四）低溫冷凝法——低沸點氣態(tài)污染物（有機物）采集圖

低溫冷凝采樣裝置示意圖（2）影響因素

低溫冷凝采樣法具有效果好、采樣量大、利于組分穩(wěn)定等優(yōu)點，影響：但空氣中的水蒸氣、二氧化碳，甚至氧也會同時冷凝下來，在氣化時，這些組分也會氣化，增大了氣體總體積，從而降低濃縮效果，甚至干擾測定。解決：在采樣管的進氣端裝置選擇性過濾器58（五）其它方法：自然沉降適用：比重大、粒徑較大顆粒比如：降塵、硫酸鹽化速率標(biāo)準(zhǔn)集塵器示意圖59三、采樣記錄（1）采樣樣品被污染物的名稱編號。（2）采樣時間地點。（3）采樣流量、采樣體積及采樣持續(xù)時間,氣壓、氣溫（？）。（4）采樣儀器吸收液和采樣時天氣狀況以及周圍狀況。（5）采樣者審核者姓名。記錄表格P145問題：為何要記錄氣溫、氣壓、采樣流量和采樣體積呢？

5、室內(nèi)空氣檢測采樣記錄單委托人（單位）：檢測地址：采樣器型號及編號采樣點布點方式：采樣點大氣壓：（kPa）關(guān)窗時間（h）：室溫：（℃）室內(nèi)風(fēng)速：（m/s）室外風(fēng)級：相對濕度：（﹪）樣品（管）編號檢測項目采樣點名稱采樣計時（時、分）采樣時間t（min）流量計（L/min）采樣體積V（L）V=Qs*t開始結(jié)果讀數(shù)Qt校準(zhǔn)流量Qs采樣人（簽字）：樣品接受人（簽字）：備注：采樣點現(xiàn)場情況及各種污染源（詳細記錄室內(nèi)裝修時間、圍護結(jié)構(gòu)情況、裝修材料用量結(jié)算、家具量、測氨是否冬季施工等污染源狀況，以及室外污染源）。