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空氣理化檢驗(yàn)-電子教材:第二章 空氣樣品的采集

空氣理化檢驗(yàn):電子教材 第二章 空氣樣品的采集:第二章 空氣樣品的采集空氣樣品(Airsample)具有流動(dòng)性和易變性, 空氣中有害物質(zhì)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(dòng)態(tài)變化的情況,必須正確采集空氣樣品。否則,即使采用靈敏和精確的分析方法,所測(cè)得的結(jié)果也不能代表現(xiàn)場(chǎng)空氣污染的真實(shí)情況。因此,空氣樣品的采集是空氣理化檢驗(yàn)中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)?諝鈽悠返牟杉瓌t是根據(jù)監(jiān)測(cè)目的和檢驗(yàn)項(xiàng)目,采集具

第二章  空氣樣品的采集

 

空氣樣品(Airsample)具有流動(dòng)性和易變性, 空氣中有害物質(zhì)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(dòng)態(tài)變化的情況,必須正確采集空氣樣品。否則,即使采用靈敏和精確的分析方法,所測(cè)得的結(jié)果也不能代表現(xiàn)場(chǎng)空氣污染的真實(shí)情況。因此,空氣樣品的采集是空氣理化檢驗(yàn)中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。

空氣樣品的采集原則是根據(jù)監(jiān)測(cè)目的和檢驗(yàn)項(xiàng)目,采集具有代表性的樣品,以保證空氣理化檢驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)性和可靠性。為此,在對(duì)采樣現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的基礎(chǔ)上,應(yīng)該選擇好采樣點(diǎn)、采樣時(shí)間和頻率;根據(jù)待測(cè)物在空氣中的存在狀態(tài)、理化性質(zhì)、濃度和分析方法的靈敏度選擇合適的采樣方法和采樣量;正確使用采樣儀器,建立相應(yīng)的空氣采樣質(zhì)量保證體系;在采樣過(guò)程中盡量避免采樣誤差;在樣品的采集、運(yùn)輸、貯存、處理和分析等過(guò)程中,要確保樣品待測(cè)組分穩(wěn)定,不變質(zhì),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(jù)檢測(cè)目的不同,本章按大氣、工作場(chǎng)所和室內(nèi)環(huán)境分別闡述空氣樣品采樣點(diǎn)的選擇;根據(jù)待測(cè)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(diǎn)的選擇

采集空氣樣品的地點(diǎn)稱為采樣點(diǎn)(sampling site)。采樣點(diǎn)的選擇是否正確,直接關(guān)系到所采集樣品的代表性和真實(shí)性。空氣理化檢驗(yàn)?zāi)康牟煌,選擇的采樣點(diǎn)也不相同。

一、大氣樣品采樣點(diǎn)的選擇

對(duì)于大氣污染調(diào)查的采樣點(diǎn)選擇,首先應(yīng)根據(jù)大氣污染監(jiān)測(cè)目的進(jìn)行調(diào)查研究,收集必要的基礎(chǔ)資料,經(jīng)過(guò)綜合分析,設(shè)計(jì)布點(diǎn)網(wǎng)絡(luò),確定采樣頻率、采樣方法和監(jiān)測(cè)技術(shù)。大氣污染監(jiān)測(cè)有三個(gè)主要目的:①通過(guò)對(duì)大氣環(huán)境中主要污染物進(jìn)行定期或連續(xù)地監(jiān)測(cè),判斷大氣質(zhì)量是否符合大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),并對(duì)大氣環(huán)境質(zhì)量狀況作出評(píng)價(jià)。②研究大氣質(zhì)量的變化規(guī)律和發(fā)展趨勢(shì),為開展大氣污染的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作提供依據(jù)。③研究大氣環(huán)境污染與人體健康的關(guān)系,為修訂大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)提供基礎(chǔ)資料和依據(jù)。

(一)大氣污染采樣調(diào)查

大氣污染是由固定污染源和流動(dòng)污染源排放的污染物擴(kuò)散造成的,而污染物的擴(kuò)散又直接與排放量、時(shí)間和空間有關(guān),受氣象、季節(jié)、地形等因素的影響極大。在設(shè)計(jì)采樣方案和選擇采樣點(diǎn)前,應(yīng)根據(jù)監(jiān)測(cè)的目的,對(duì)所檢測(cè)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情況進(jìn)行全面調(diào)查;了解采樣地區(qū)的功能、人口分布、居民和動(dòng)植物受大氣污染危害情況及流行性疾病等資料;掌握該地區(qū)所處的地理位置、氣象條件(包括風(fēng)向、風(fēng)速、氣溫、溫度變化和溫度的垂直分布)、大氣穩(wěn)定性等地形和氣象情況。綜合考慮上述因素的影響,正確選擇空氣樣品的采樣點(diǎn),使采集的樣品具有代表性和真實(shí)性。

空氣污染物對(duì)其周圍區(qū)域空氣污染程度,與風(fēng)向、風(fēng)速和污染物的排出高度直接相關(guān),選擇采樣點(diǎn)時(shí)應(yīng)首先考慮到這些因素的影響。

1.風(fēng)向和風(fēng)速的影響  風(fēng)向通常分為北、東北、東、東南、南、西南、西和西北八個(gè)方位。在長(zhǎng)期觀測(cè)風(fēng)向的記錄中,從某個(gè)方位吹來(lái)的風(fēng)的重復(fù)次數(shù)與各個(gè)方位吹來(lái)的風(fēng)的總次數(shù)的百分比,稱為風(fēng)向頻率。根據(jù)風(fēng)向頻率繪制成風(fēng)向頻率圖。

表2-1  風(fēng)向頻率和煙污強(qiáng)度系數(shù)

指標(biāo)

東北

東南

西南

西

西北

風(fēng)向頻率,%

15

8

7

11

12

6

13

12

平均風(fēng)速,m/s

6

5

2

5

2

4

6

6

煙污強(qiáng)度系數(shù)

2.5

1.6

3.5

2.2

6.0

1.5

2.2

2.0

煙污強(qiáng)度系數(shù)百分比

6911.86

37.24

1326.63

510.2

2755.98

27.90

160.25

559.83

風(fēng)向頻率最大的風(fēng)向稱為主導(dǎo)風(fēng)向,簡(jiǎn)稱主風(fēng)向。若各方位的平均風(fēng)速差異不大,主風(fēng)向的下風(fēng)向受污染嚴(yán)重。通常從污染源排出的廢氣受主風(fēng)向影響最大,主風(fēng)向的上風(fēng)向較遠(yuǎn)處為無(wú)污染區(qū),常選作無(wú)污染的清潔對(duì)照采樣點(diǎn)。由表2-1和圖2-1可見,主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)楸憋L(fēng),主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向(南方)受污染嚴(yán)重,污染源的南方區(qū)域是嚴(yán)重污染區(qū)。風(fēng)向頻率最小的西南風(fēng)的下風(fēng)向(東北方)污染程度最小,是污染最輕的區(qū)域。

如果各個(gè)方位的平均風(fēng)速差異較大時(shí),必須用煙污強(qiáng)度系數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)污染情況,考慮風(fēng)向和風(fēng)速兩個(gè)因素綜合影響,污染源周圍區(qū)域受污染的程度與風(fēng)向頻率成正比,與風(fēng)速成反比。

某個(gè)方位煙污強(qiáng)度系數(shù)的大小,通常采用煙污強(qiáng)度系數(shù)的百分比來(lái)表示。

煙污強(qiáng)度系數(shù)百分比是判斷污染程度的指標(biāo)。根據(jù)煙污強(qiáng)度系數(shù)百分比繪制的煙污強(qiáng)度系數(shù)圖,可以直觀地反映污染源周圍區(qū)域受風(fēng)向和風(fēng)速的綜合影響情況。由表2-1和圖2-1可見,煙污強(qiáng)度系數(shù)百分比最大的風(fēng)向是南風(fēng),最小的是西南風(fēng),因此受污染最嚴(yán)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。在其它條件相同時(shí),廢氣有效排出高度越高,煙波接觸地面時(shí)的截面越大,排出口的風(fēng)速越大,煙氣中有害物質(zhì)越容易擴(kuò)散和稀釋,當(dāng)煙氣中的污染物接觸地面時(shí),距離煙囪越遠(yuǎn),其濃度越低。反之,煙氣中有害物質(zhì)越不易擴(kuò)散和稀釋,地面受到的污染越嚴(yán)重。因此,廢氣經(jīng)煙囪排放時(shí),煙波被推進(jìn)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(dāng)廢氣由家用爐灶無(wú)組織排放時(shí),廢氣中有害物質(zhì)沿地面擴(kuò)散,隨距離的增加濃度降低。

(二)采樣點(diǎn)選擇的原則和要求

我國(guó)《環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》(大氣和廢氣部分)對(duì)采樣布點(diǎn)制定了以下原則和要求:

1.采樣點(diǎn)應(yīng)設(shè)在整個(gè)監(jiān)測(cè)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(fēng)向比較明顯時(shí),應(yīng)將污染源的下風(fēng)向作為主要監(jiān)測(cè)范圍,布設(shè)較多的采樣點(diǎn),在其上風(fēng)向布設(shè)對(duì)照點(diǎn)。

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(biāo)地區(qū),要適當(dāng)增設(shè)采樣點(diǎn);在郊區(qū)和農(nóng)村,人口密度小及污染物濃度低的地區(qū),可酌情少設(shè)采樣點(diǎn)。

4.采樣點(diǎn)的周圍應(yīng)開闊。應(yīng)避免靠近污染源,根據(jù)污染源的高度和排放強(qiáng)度選擇合適的距離設(shè)點(diǎn);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,通常采樣點(diǎn)與建筑物的距離應(yīng)大于建筑物高度的兩倍。采樣點(diǎn)水平線與周圍建筑物高度的夾角應(yīng)不大于30º。采樣點(diǎn)周圍無(wú)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1 m。交通密集區(qū)的采樣點(diǎn)應(yīng)設(shè)在距人行道邊緣至少1.5 m地點(diǎn)。

5.根據(jù)監(jiān)測(cè)目的采樣高度。研究大氣污染對(duì)人體健康的危害時(shí)國(guó)家醫(yī)學(xué)考試網(wǎng),采樣點(diǎn)應(yīng)離地面1.5~2 m;連續(xù)采樣例行監(jiān)測(cè),采樣口高度應(yīng)距地面3~15 m;若置于屋頂采樣,采樣點(diǎn)的相對(duì)高度在1.5 m以上, 以減小揚(yáng)塵的影響。各采樣點(diǎn)應(yīng)該容易接近、安全,并能提供可靠的電源,各采樣點(diǎn)的采樣設(shè)施、條件要盡可能一致或標(biāo)準(zhǔn)化,使獲得的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)具有可比性。

(三)采樣布點(diǎn)方法 

1.網(wǎng)格布點(diǎn)法  將監(jiān)測(cè)區(qū)域的地面劃分成若干均勻網(wǎng)狀方格,采樣點(diǎn)設(shè)在兩條直線的交點(diǎn)處或方格中心。對(duì)于有多個(gè)污染源,且污染源分布較均勻的地區(qū)常用此法布設(shè)采樣點(diǎn),它能較好地反映污染物的空間分布。網(wǎng)格的大小視污染程度、人口密度以及人力、物力和財(cái)力條件而定。

2.功能分區(qū)布點(diǎn)法  將監(jiān)測(cè)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(jù)具體污染情況和人力、物力條件,在各功能區(qū)設(shè)置一定數(shù)量的采樣點(diǎn)。清潔對(duì)照點(diǎn)一般設(shè)在無(wú)污染區(qū)或遠(yuǎn)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(shè)采樣點(diǎn)。按功能區(qū)劃分布點(diǎn)法多用于區(qū)域性常規(guī)監(jiān)測(cè)。

3.同心圓布點(diǎn)法  適用于受單一污染源或多個(gè)污染源構(gòu)成一個(gè)污染群所影響的地區(qū)布設(shè)采樣點(diǎn)。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(diǎn)設(shè)置采樣點(diǎn)。一般在八個(gè)方位作射線,作半徑為100~5000 m的同心圓,根據(jù)污染源、風(fēng)向頻率、有害物質(zhì)排出高度和排放量以及人力、物力等情況,在不同方位一定范圍內(nèi)設(shè)采樣點(diǎn)。常年主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向可以多設(shè)一些采樣點(diǎn)。

4.扇形布點(diǎn)法  適用于孤立的高架點(diǎn)源, 而且主導(dǎo)風(fēng)向明顯的地區(qū)。以污染源所在位置為頂點(diǎn),常年主風(fēng)向的下風(fēng)向的扇形區(qū)域不同距離設(shè)置采樣點(diǎn),同時(shí)在無(wú)污染區(qū)選擇對(duì)照點(diǎn)。扇形的角度一般為45º,不超過(guò)90°。

為了掌握污染物的垂直分布情況,對(duì)于建筑物沿山坡層層分布的城市,除了設(shè)置水平采樣點(diǎn)外,還需設(shè)置一些垂直采樣點(diǎn)。在實(shí)際工作中,應(yīng)因地制宜,往往采用以一種布點(diǎn)方法為主,兼用其他方法的綜合布點(diǎn),使采樣網(wǎng)點(diǎn)布設(shè)更完善合理。

目前,監(jiān)測(cè)大氣污染最有效的方法是建立大氣污染自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),即在一個(gè)城市、一個(gè)區(qū)域或一個(gè)國(guó)家設(shè)置監(jiān)測(cè)網(wǎng),由監(jiān)測(cè)中心站控制和指揮一系列的監(jiān)測(cè)站,各監(jiān)測(cè)站與中心站之間保持自動(dòng)的信息聯(lián)系。在一個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi),采樣點(diǎn)設(shè)置數(shù)目應(yīng)根據(jù)監(jiān)測(cè)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(jīng)濟(jì)條件等因素綜合考慮確定。

(四)采樣時(shí)間和頻率

采樣時(shí)間系指每次采樣從開始到結(jié)束所經(jīng)歷的時(shí)間,也稱采樣時(shí)段。采樣頻率系指在一定時(shí)間范圍內(nèi)的采樣次數(shù)。根據(jù)監(jiān)測(cè)目的和我國(guó)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB 3095-1996)所要求的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目、污染物分布特征及人力、物力等因素決定采樣時(shí)間和采樣頻率

一般短時(shí)間采樣,空氣樣品缺乏代表性,監(jiān)測(cè)結(jié)果不能反映污染物濃度隨時(shí)間的變化,僅適用于突發(fā)污染事件、初步調(diào)查等情況的應(yīng)急監(jiān)測(cè)。為增強(qiáng)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(shí)間采樣測(cè)定一次,取多個(gè)試樣測(cè)定結(jié)果的平均值為代表值。這種方法適用于人工采樣測(cè)定的情況,是我國(guó)目前大氣污染常規(guī)監(jiān)測(cè)和環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)監(jiān)測(cè)所采用的方法。若采樣頻率安排合理、適當(dāng)積累足夠多的數(shù)據(jù),測(cè)定結(jié)果具有較好的代表性。二是使用自動(dòng)采樣儀器進(jìn)行連續(xù)自動(dòng)采樣,其監(jiān)測(cè)結(jié)果能很好地反映污染物濃度的變化,可以獲得任何一段時(shí)間(如l小時(shí)、1天、1個(gè)月、1個(gè)季度或1年)的代表值或平均值。

我國(guó)居住區(qū)大氣的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)通常要求檢測(cè)空氣中有害物質(zhì)的一次最高容許濃度和日平均最高容許濃度。因此,對(duì)城鎮(zhèn)空氣污染狀況調(diào)查時(shí),應(yīng)選擇每日適當(dāng)時(shí)間(包括夜間)多次采樣。這樣既可測(cè)得空氣污染物的一次最高濃度,可得到其日平均濃度。

二、工作場(chǎng)所采樣點(diǎn)的選擇

對(duì)工作場(chǎng)所空氣污染狀況調(diào)查主要是為了評(píng)價(jià)工作場(chǎng)所的環(huán)境條件,為改善勞動(dòng)環(huán)境、職業(yè)衛(wèi)生評(píng)價(jià)和經(jīng)常性衛(wèi)生監(jiān)督工作提供科學(xué)依據(jù);鑒定和評(píng)價(jià)工作場(chǎng)所中通風(fēng)、消煙除塵等衛(wèi)生技術(shù)設(shè)施的效果;調(diào)查職業(yè)中毒原因;通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀察與理化檢驗(yàn)相結(jié)合,為制訂職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和廠房設(shè)計(jì)等提供依據(jù)。

(一)工作場(chǎng)所空氣污染情況調(diào)查 

工作場(chǎng)所指勞動(dòng)者進(jìn)行職業(yè)活動(dòng)的全部地點(diǎn)。為正確選擇采樣點(diǎn)、采樣對(duì)象、采樣方法和采樣時(shí)機(jī),采樣前必須對(duì)工作場(chǎng)所進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,必要時(shí)可進(jìn)行預(yù)采樣,F(xiàn)場(chǎng)調(diào)查主要包括:①調(diào)查工作過(guò)程中使用的原料、輔料、生產(chǎn)的產(chǎn)品、副產(chǎn)品和中間產(chǎn)物等的種類、數(shù)量、純度、雜質(zhì)及其理化性質(zhì)等。②了解工作流程包括原料投入方式、生產(chǎn)工藝、加熱溫度和時(shí)間、生產(chǎn)方式和設(shè)備的完好程度等。③了解工作地點(diǎn)即勞動(dòng)者從事職業(yè)活動(dòng)或進(jìn)行生產(chǎn)管理過(guò)程中經(jīng)常或定時(shí)停留的地點(diǎn))、勞動(dòng)者的工作狀況、勞動(dòng)人數(shù),了解在工作地點(diǎn)停留時(shí)間、工作方式、接觸有害物質(zhì)的程度、頻度及持續(xù)時(shí)間等。④工作地點(diǎn)空氣中有害物質(zhì)的產(chǎn)生和擴(kuò)散規(guī)律、存在狀態(tài)、濃度等。⑤了解工作地點(diǎn)的衛(wèi)生狀況和環(huán)境條件、衛(wèi)生防護(hù)設(shè)施及其使用情況、個(gè)人防護(hù)設(shè)施及使用狀況等。

(二)采樣點(diǎn)的選擇

工作場(chǎng)所采樣點(diǎn)是指根據(jù)監(jiān)測(cè)需要和工作場(chǎng)所狀況,選定具有代表性的、用于空氣樣品采集的工作地點(diǎn)。2004年我國(guó)制定了工作場(chǎng)所空氣中有害物質(zhì)監(jiān)測(cè)的采樣規(guī)范(GBZ159-2004),包括了工作場(chǎng)所空氣中有毒物質(zhì)和粉塵監(jiān)測(cè)的采樣方法,適用于時(shí)間加權(quán)平均容許濃度、短時(shí)間接觸容許濃度和最高容許濃度的監(jiān)測(cè)。

1.采樣點(diǎn)的選擇原則  工作場(chǎng)所中采樣點(diǎn)應(yīng)該選擇有代表性的工作地點(diǎn),應(yīng)包括空氣中有害物質(zhì)濃度最高、勞動(dòng)者接觸時(shí)間最長(zhǎng)的工作地點(diǎn)。在不影響勞動(dòng)者工作的情況下,采樣點(diǎn)盡可能靠近勞動(dòng)者,空氣收集器應(yīng)盡量接近勞動(dòng)者工作時(shí)的呼吸帶。采樣點(diǎn)應(yīng)設(shè)在工作地點(diǎn)的下風(fēng)向,遠(yuǎn)離排氣口和可能產(chǎn)生渦流的地點(diǎn)。

在評(píng)價(jià)工作場(chǎng)所防護(hù)設(shè)備或措施的防護(hù)效果時(shí),應(yīng)根據(jù)設(shè)備的情況設(shè)置采樣點(diǎn),在工作地點(diǎn)勞動(dòng)者工作時(shí)的呼吸帶進(jìn)行采樣。以觀察措施實(shí)施前后,工人呼吸帶的有毒物質(zhì)濃度的變動(dòng)情況。

2.采樣點(diǎn)數(shù)量的確定

(1)工作場(chǎng)所按產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程,凡逸散或存在有害物質(zhì)的工作地點(diǎn),至少應(yīng)設(shè)置1 個(gè)采樣點(diǎn)。

(2)一個(gè)有代表性的工作場(chǎng)所內(nèi)有多臺(tái)同類生產(chǎn)設(shè)備時(shí),1~3臺(tái)設(shè)置1個(gè)采樣點(diǎn);4~10臺(tái)設(shè)置2個(gè)采樣點(diǎn);10臺(tái)以上,至少設(shè)置3個(gè)采樣點(diǎn)。

(3)對(duì)一個(gè)有代表性的工作場(chǎng)所,有2臺(tái)以上不同類型的生產(chǎn)設(shè)備,逸散同一種有害物質(zhì)時(shí),采樣點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在逸散有害物質(zhì)濃度大的設(shè)備附近的工作地點(diǎn);逸散不同種有害物質(zhì)時(shí),將采樣點(diǎn)設(shè)置在逸散待測(cè)有害物質(zhì)設(shè)備處,采樣點(diǎn)的數(shù)目參照(2)的情況確定。

(4)勞動(dòng)者在多個(gè)工作地點(diǎn)工作時(shí),在每個(gè)工作地點(diǎn)設(shè)置1個(gè)采樣點(diǎn)。勞動(dòng)者的工作流動(dòng)時(shí),在其流動(dòng)的范圍內(nèi),一般每10 m設(shè)置1個(gè)采樣點(diǎn)。儀表控制室和勞動(dòng)者休息室,至少設(shè)置1個(gè)采樣點(diǎn)。

3.采樣時(shí)段的選擇  在空氣中有害物質(zhì)濃度最高的時(shí)段進(jìn)行采樣,采樣時(shí)間一般不超過(guò)15 min。采樣必須在正常工作狀態(tài)和環(huán)境下進(jìn)行,避免人為因素的影響。 空氣中有害物質(zhì)濃度隨季節(jié)發(fā)生變化的工作場(chǎng)所,應(yīng)將空氣中有害物質(zhì)濃度最高的季節(jié)選擇為重點(diǎn)采樣季節(jié)。在工作周內(nèi),應(yīng)將空氣中有害物質(zhì)濃度最高的工作日選擇為重點(diǎn)采樣日。在工作日內(nèi),應(yīng)將空氣中有害物質(zhì)濃度最高的時(shí)段選擇為重點(diǎn)采樣時(shí)段。

對(duì)于職業(yè)接觸限值為最高容許濃度的有害物質(zhì)的采樣,當(dāng)勞動(dòng)者實(shí)際接觸時(shí)間不足15 min時(shí),按實(shí)際接觸時(shí)間進(jìn)行采樣;對(duì)于短時(shí)間接觸容許濃度的有害物質(zhì)的采樣,采樣時(shí)間一般為15 min;采樣時(shí)間不足15 min時(shí),可進(jìn)行1次以上的采樣;對(duì)于時(shí)間加權(quán)平均容許濃度的有害物質(zhì)的采樣,根據(jù)工作場(chǎng)所空氣中有害物質(zhì)濃度的存在狀況,可選擇個(gè)體采樣或定點(diǎn)采樣,長(zhǎng)時(shí)間采樣或短時(shí)間采樣方法。以個(gè)體采樣和長(zhǎng)時(shí)間采樣為主。個(gè)體采樣應(yīng)選擇有代表性的、接觸空氣中有害物質(zhì)濃度最高的勞動(dòng)者作為重點(diǎn)采樣對(duì)象。

在所選擇的每個(gè)采樣點(diǎn)都應(yīng)采集平行樣品。即在相同條件下,用同一臺(tái)采樣器的兩個(gè)收集器的進(jìn)氣口相距5~10 cm,同時(shí)采集兩份樣品。當(dāng)平行樣品測(cè)定結(jié)果的偏差不超過(guò)20%時(shí),所采樣品有效樣品,否則為無(wú)效樣品。平行樣品間的偏差計(jì)算公式為:

式中, D平行樣品間的偏差; a,b分別為兩個(gè)平行樣品的濃度值。如果現(xiàn)場(chǎng)空氣污染物的濃度受周圍環(huán)境影響很大,平行樣品測(cè)定結(jié)果的偏差超過(guò)了20%,此時(shí)可用多次單個(gè)采樣分析結(jié)果的平均值或濃度波動(dòng)范圍來(lái)表示現(xiàn)場(chǎng)待測(cè)物的濃度。

三、室內(nèi)空氣樣品采樣點(diǎn)的選擇

根據(jù)我國(guó)室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 18883-2002)和民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范(GB50325-2001)對(duì)室內(nèi)環(huán)境檢測(cè)布點(diǎn)的要求,在監(jiān)測(cè)室內(nèi)空氣污染時(shí),應(yīng)該按照所監(jiān)測(cè)的室內(nèi)面積大小和現(xiàn)場(chǎng)情況采樣點(diǎn)的位置、數(shù)量,以便能正確反映室內(nèi)空氣污染物的水平。

1.采樣點(diǎn)選擇的原則  室內(nèi)空氣的采樣點(diǎn)應(yīng)避開通風(fēng)道和通風(fēng)口,離墻壁距離應(yīng)大于0.5 m。采樣點(diǎn)的高度原則上與人的呼吸帶高度相一致,相對(duì)高度0.5~1.5 m。

2.采樣點(diǎn)的數(shù)量  室內(nèi)采樣點(diǎn)的數(shù)量應(yīng)按房間面積設(shè)置,原則上小于50 m2的房間應(yīng)設(shè)1~3個(gè)點(diǎn);50~100 m2設(shè)3~5個(gè)點(diǎn);100 m2以上至少設(shè)5個(gè)點(diǎn)。樣點(diǎn)設(shè)在對(duì)角線上或梅花式均勻分布,當(dāng)房間內(nèi)有2個(gè)及以上的采樣點(diǎn)時(shí),應(yīng)取各點(diǎn)檢測(cè)結(jié)果的平均值作為該房間的檢測(cè)值。

對(duì)于民用建筑工程的驗(yàn)收,應(yīng)抽檢具有代表性房間的室內(nèi)環(huán)境污染物濃度,采樣檢測(cè)數(shù)量不得少于5%,并不得少于3個(gè)房間。房間總數(shù)少于3間時(shí),應(yīng)全數(shù)采樣檢測(cè)。凡進(jìn)行了樣板間室內(nèi)環(huán)境污染物濃度測(cè)試結(jié)果合格的,抽檢數(shù)量減半,但不得少于3個(gè)房間。

3.采樣時(shí)間和頻率  采樣前至少關(guān)閉門窗 4 h。年平均濃度至少連續(xù)或間隔采樣3個(gè)月,日平均濃度至少連續(xù)采樣18 h;8 h平均濃度至少連續(xù)采樣6 h;1 h平均濃度至少連續(xù)采樣45 min。評(píng)價(jià)室內(nèi)空氣質(zhì)量對(duì)人體健康影響時(shí),在人們正常活動(dòng)情況下采樣;對(duì)建筑物的室內(nèi)空氣質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí),應(yīng)選擇在無(wú)人活動(dòng)時(shí)進(jìn)行采樣,最好連續(xù)監(jiān)測(cè)3~7日,至少監(jiān)測(cè)一日。每次平行采樣,平行樣品的相對(duì)誤差不超過(guò)20%。經(jīng)裝修的室內(nèi)環(huán)境,采樣應(yīng)在裝修完成7 d以后進(jìn)行,一般建議在使用前采樣監(jiān)測(cè)。

 

第二節(jié)  氣態(tài)污染物的采樣方法

氣態(tài)污染物的采樣方法通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(direct sampling method)是一種將空氣樣品直接采集在合適的空氣收集器(air collector)內(nèi),再帶回實(shí)驗(yàn)室分析采樣方法。該法主要適用于采集氣體和蒸氣狀態(tài)的污染物,用于空氣污染物濃度較高、分析方法靈敏度較高、不適宜使用動(dòng)力采樣的現(xiàn)場(chǎng);采樣后應(yīng)盡快分析。用直接采樣法所得的測(cè)定結(jié)果代表空氣中有害物質(zhì)的瞬間或短時(shí)間內(nèi)的平均濃度。

根據(jù)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(syringe sampling method)  這種方法用50 ml或100 ml醫(yī)用氣密型注射器作為收集器。在采樣現(xiàn)場(chǎng),先抽取空氣將注射器清洗3~5次,再采集現(xiàn)場(chǎng)空氣,然后將進(jìn)氣端密閉。在運(yùn)輸過(guò)程中,應(yīng)將進(jìn)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(nèi)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(xiàng)目常用注射器采樣法采樣。

2.塑料袋采樣法(sampling method using plastic bag)  該法用塑料袋作采樣容器。塑料袋不吸附空氣污染物、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(xué)反應(yīng)。在采樣現(xiàn)場(chǎng)用大注射器或手抽氣筒將現(xiàn)場(chǎng)空氣注入塑料袋內(nèi),清洗塑料袋數(shù)次后,排盡殘余空氣,重復(fù)3~5次,再注入現(xiàn)場(chǎng)空氣,密封袋口,帶回實(shí)驗(yàn)室分析。通常使用50~1000 ml鋁箔復(fù)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(yīng)檢查采氣袋的氣密性,并對(duì)待測(cè)物在塑料采樣袋中的穩(wěn)定性進(jìn)行試驗(yàn)。所用的采氣袋應(yīng)具有使用方便的采氣和取氣裝置,而且能反復(fù)多次使用,其死體積不應(yīng)大于其總體積的5%。

3.置換采樣法(substitution sampling method)  置換采樣法集氣瓶為采樣容器2-2)在采樣點(diǎn),采氣動(dòng)力或100 ml大注射器采樣容器連接(圖2­­-3),打開采樣容器的活塞抽取比采氣管容積6~10倍的現(xiàn)場(chǎng)空氣,管內(nèi)空氣完全置換后,再采集現(xiàn)場(chǎng)空氣樣品,密,帶回。

 

 

4.真空采樣法(vacuumsampling method)  采樣容器為耐壓玻璃或不銹鋼制成的真空采氣瓶(500~1000 ml)2-2a)。采樣前,先用真空泵將采樣容器2-3),使瓶?jī)?nèi)剩余壓力小于133 Pa,在采樣點(diǎn)將活塞慢慢打開,待現(xiàn)場(chǎng)空氣充滿采氣瓶后,關(guān)閉活塞,帶回實(shí)驗(yàn)室盡快分析。采樣體積為:

式中,Vs為實(shí)際采樣體積,ml;Vb為集氣瓶容積,ml;P1為采樣點(diǎn)采樣時(shí)的大氣壓力,kpa;P2為集氣瓶?jī)?nèi)的剩余壓力,kpa。

抽真空時(shí),應(yīng)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(yīng)涂漬耐真空油脂。

 

直接采樣法的優(yōu)點(diǎn)是方法簡(jiǎn)便,可在有爆炸危險(xiǎn)的現(xiàn)場(chǎng)使用。但要特別注意防止收集容器器壁吸附和解吸現(xiàn)象。收集器內(nèi)壁的吸附作用可使待測(cè)組分濃度降低,,用塑料袋采集二氧化硫、氧化氮、苯系物、苯胺等樣品時(shí),器壁吸附待測(cè)物,應(yīng)選用聚四氟乙烯塑料收集器采集這些性質(zhì)活潑的氣態(tài)污染物。些收集器內(nèi)壁吸附待測(cè)物后又會(huì)解吸附,釋放待測(cè)物,使待測(cè)組分濃度增加。因此,用直接采樣法采集的空氣樣品應(yīng)該盡快測(cè)定,減少收集器內(nèi)壁的吸附、解吸作用。

二、濃縮采樣法

濃縮采樣法(concentrated sampling method)是大量的空氣樣品通過(guò)空氣收集器時(shí),其中的待測(cè)物吸收、吸附或阻留,低濃度的待測(cè)物富集在收集器內(nèi)?諝庵待測(cè)物濃度較低,或分析方法的靈敏度較低時(shí),不能用直接采樣法,需對(duì)空氣樣品進(jìn)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(cè)定結(jié)果代表采樣期間內(nèi)待測(cè)物的平均濃度。

濃縮采樣法分為有動(dòng)力采樣法和無(wú)動(dòng)力(無(wú)泵)采樣法。

(一)有動(dòng)力濃縮采樣法

這種采樣方法以抽氣泵為動(dòng)力,將空氣樣品中氣態(tài)污染物采集在收集器的吸收介質(zhì)中而被濃縮。液體吸收介質(zhì)時(shí),可用吸收管收集器;顆粒狀或多孔狀的固體物質(zhì)為吸附介質(zhì)時(shí),可用填充柱為收集器。因此,有動(dòng)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(shí)際應(yīng)用時(shí),還應(yīng)根據(jù)檢測(cè)目的和要求、污染物的理化性質(zhì)和所用分析方法等選擇使用。

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

(1)溶液吸收原理:當(dāng)空氣樣品呈氣泡狀通過(guò)吸收液時(shí),氣泡中待測(cè)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(yùn)動(dòng),存在濃度梯度,待測(cè)物迅速擴(kuò)散到氣-液界面被吸收液吸收(圖2-4);當(dāng)吸收過(guò)程中還伴有化學(xué)反應(yīng)時(shí),擴(kuò)散到氣液界面上的待測(cè)氣態(tài)分子立即與吸收液反應(yīng),被采集的污染物與空氣分離。

待測(cè)氣體在溶液中的吸收速度可用下式表示。

式中,為氣體吸收速度;A為氣-液接觸面積;D為氣體的擴(kuò)散系數(shù);cg為平衡時(shí)氣相中待測(cè)組分的濃度;cl為達(dá)到平衡時(shí)液相中待測(cè)組分的濃度。

由于擴(kuò)散到氣-液界面的測(cè)氣態(tài)或蒸氣分子與吸收液迅速發(fā)生反應(yīng),或被吸收液溶解而被吸收,這時(shí)可認(rèn)為cl=0。如果不考慮待測(cè)物在液相的擴(kuò)散,而只受在氣泡內(nèi)氣相擴(kuò)散的影響,則上式可寫成:

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(guò)吸收液的,氣-液接觸的總面積為:

式中,Q為采氣流量;H為吸收管的液體高度;為氣泡的速度;d為氣泡的平均直徑。所以,當(dāng)采氣流量一定時(shí),要使氣-液接觸面積增加,以提高采樣效率,應(yīng)該增加吸收管中液體的高度、減小氣泡的直徑、氣泡通過(guò)吸收液的速度慢。

(2)吸收液的選擇:常用的吸收液有水、水溶液或有機(jī)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(jī)蒸氣易溶于有機(jī)溶劑,可選用加有一定量可與水互溶的有機(jī)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(cè)物,同時(shí)還可以用作顯色液。

實(shí)際工作中應(yīng)根據(jù)待測(cè)污染物的理化性質(zhì)和分析方法選擇吸收液。待測(cè)物在吸收液應(yīng)有較大溶解度發(fā)生化學(xué)反應(yīng)速度快,穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng);吸收液的成分對(duì)分析測(cè)定無(wú)影響的吸收液還應(yīng)價(jià)廉、易得、無(wú)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(bubbling absorption tube):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5~10 ml吸收液,采樣速度一般為0.5~1.5 L/min;小型氣泡吸收管可盛1~3 ml 吸收液,采樣速度一般為0.3 L/min。氣泡吸收管內(nèi)管出氣口的內(nèi)徑為1 mm,距管底距離為5 mm;外管直徑上大下小,有利增加吸收液液柱高,增加空氣與吸收液的接觸時(shí)間,提高待測(cè)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(zhì)。使用前應(yīng)進(jìn)行氣密性檢查,并作采樣效率實(shí)驗(yàn)通常要求單個(gè)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(gè)氣泡吸收管串聯(lián)采樣。采樣時(shí)應(yīng)垂直放置,采樣完畢,應(yīng)該用管內(nèi)的吸收液洗滌進(jìn)氣管內(nèi)壁3次,再將吸收液倒出分析。

2)多孔玻板吸收管(fritted glass bubbler):有直型和U型兩種(圖2-6),可盛5~10 ml 吸收液,采樣速度0.1~1.0 L/min。采樣時(shí),空氣流經(jīng)多孔玻板的微孔進(jìn)入吸收液,大氣泡分散成許多小氣泡,增大了氣-液接觸面積,同時(shí)又使氣泡的運(yùn)動(dòng)速度減小,使采樣效率較氣泡吸收管明顯提高。多孔玻板吸收管通常用單管采樣,主要用于采集氣體和蒸氣狀態(tài)的物質(zhì),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、塵容易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(yīng)該用管內(nèi)的吸收液洗滌多孔玻板吸收管進(jìn)氣管內(nèi)壁3次后,再取出分析。洗滌多孔玻板吸收管時(shí),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(solid adsorbent samplingmethod)  利用空氣通過(guò)裝有固體填充劑的小柱時(shí),空氣中有害物質(zhì)被吸附或阻留在固體填充劑上,從而達(dá)到濃縮的目的,采樣后,將待測(cè)物解吸或洗脫,供測(cè)定用。

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

理想的固體填充劑應(yīng)具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、穩(wěn)定的理化性質(zhì)、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(yīng)根據(jù)采樣和分析的需要,選擇合適的固體吸附劑。

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

(2)最大采氣量和穿透容量:在室溫、相對(duì)濕度80%以上條件下,用固體填充柱采樣以一定的流量采樣,當(dāng)柱后流出的被采集組分濃度為進(jìn)入濃度的5%時(shí),固體填充劑所采集被測(cè)物的量稱為穿透容量,以mg(被測(cè)物)/g(固體填充劑)表示;通過(guò)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(duì)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,表明濃縮效率越高。對(duì)于多組分的采集,則實(shí)際的采集體積應(yīng)不超過(guò)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(zhì)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(zhǎng)度。此外,采樣時(shí)的溫度、空氣中水分和二氧化碳的含量對(duì)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,通常采用兩種方式洗脫待測(cè)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(cè)定儀器中進(jìn)行分離和測(cè)定。熱解吸時(shí)的加熱溫度要適當(dāng),既要保證能定量解吸,也要避免待測(cè)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,選用合適的溶劑和洗脫條件,將被測(cè)物由填充柱中定量洗脫下來(lái)進(jìn)行分析。

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

式中,E為洗脫效率;m為洗脫下來(lái)的被測(cè)物的量;M為濾料上被測(cè)物總量。

(4)填充劑的種類:空氣理化檢驗(yàn)工作中,不但要求填充柱采樣管采樣濃縮效率高,而且要求采樣后的解吸回收率也要高。因此選擇合適的填充劑關(guān)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(silica gel, SiO2·nH2O)硅膠是一種極性吸附劑,對(duì)極性物質(zhì)有強(qiáng)烈的吸附作用。它既具有物理吸附作用,也具有化學(xué)吸附作用?諝庵兴謱(duì)其吸附作用有影響,吸水后會(huì)失去吸附能力。使用前,硅膠在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,吸附的物質(zhì)容易解吸,在350℃條件,通氮?dú)饣蚯鍧嵖諝?ins cite="mailto:hkj" datetime="2006-02-26T21:40">可解吸所采集的物質(zhì),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(activated carbon)活性炭是一種非極性吸附劑,可用于非極性和弱極性有機(jī)蒸氣的吸附吸附容量大,吸附力強(qiáng),但較難解吸。少量的吸附水對(duì)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(zhì)所取代。不同原料(椰子殼、杏核、動(dòng)物骨)燒制的活性炭的性能不完全相同。活性炭適宜于采集非極性或弱極性有機(jī)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(diǎn)的有機(jī)蒸氣。被吸附的氣體或蒸氣可通氮?dú)饧訜幔?50~300℃)解吸或用適宜的有機(jī)溶劑(如二硫化碳)洗脫。

3)高分子多孔微球(high polymer porositymicro-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(jī)械強(qiáng)度較高、熱穩(wěn)定性較好、對(duì)一些化合物具有選擇性的吸附作用、較容易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(jī)蒸氣,特別是采集一些分子較大,沸點(diǎn)較高,又有一定揮發(fā)性的有機(jī)化合物,如有機(jī)磷、有機(jī)氯農(nóng)藥以及多環(huán)芳烴等。可根據(jù)被采集污染物的理化性質(zhì),選擇適宜型號(hào)的高分子多孔微球,通常選用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

學(xué)

平均孔徑

nm)

表面積

m2/g)

Amberlite XAD-2

二乙烯基苯-苯乙烯共聚物

9

300

Amberlite XAD-4

二乙烯基苯-苯乙烯共聚物

5

750~800

Chromosorb 102

二乙烯基苯-苯乙烯共聚物

8.5

300~400

Porapak Q

甲苯乙烯基苯-二乙烯基苯共聚物

7.5

840

Porapak R

二乙烯基苯-苯乙烯極性單體共聚物

7.6

547~780

Tenax GC

聚2,6-二苯基對(duì)苯醚

72

18.6

使用前,應(yīng)將高分子多孔微球進(jìn)行凈化處理:先用乙醚浸泡,振搖15 min,除去高分子多孔微球吸附的有機(jī)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℃干燥15 min。也可以于索氏提取器內(nèi)用石油醚提取24 h,然后在清潔空氣中揮發(fā)除去石油醚,再在60℃活化24 h。凈化處理的高分子多孔微球保存于密封瓶?jī)?nèi)。

與溶液吸收法相比,固體填充劑采樣法具有以下優(yōu)點(diǎn):可以長(zhǎng)時(shí)間采樣,適用于大氣污染組分的日平均濃度的測(cè)定;克服了溶液吸收法在采樣過(guò)程中待測(cè)物的蒸發(fā)、揮發(fā)等損失和采樣時(shí)間短等缺點(diǎn)。固體填充劑只要選用適當(dāng),對(duì)氣體、蒸氣和氣溶膠都有較高的采樣效率,而溶液吸收法通常對(duì)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(cè)污染物比在溶液中穩(wěn)定,可存放幾天甚至數(shù)周。另外,去現(xiàn)場(chǎng)采樣時(shí),固體填充劑采樣管攜帶也很方便。

3.低溫冷凝濃縮法  又稱為冷阱法(cold trap method)?諝庵心承┓悬c(diǎn)較低的氣態(tài)物質(zhì),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,利于吸附、采集空氣中低沸點(diǎn)物質(zhì)。

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(jīng)低溫采樣,測(cè)組分冷凝在采樣管中,將其連接氣相色譜儀進(jìn)樣口(六通閥),在常溫下,或加熱氣化,載氣、待測(cè)組分被解吸進(jìn)入色譜儀進(jìn)行分離和測(cè)定。低溫冷凝濃縮采樣時(shí),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(shí),水分及CO2等也同時(shí)氣化,增大了氣化體積,導(dǎo)致濃縮效率降低,甚至可能影響測(cè)定。所以,采樣時(shí)應(yīng)在采樣管的進(jìn)氣端連接個(gè)干燥管,管內(nèi)裝高氯酸鎂、燒堿石棉、氫氧化鉀、氯化鈣等干燥劑,以除去水分CO2。應(yīng)該注意,所選用的干燥劑不應(yīng)造成空氣中待測(cè)物的損失。

(二)無(wú)動(dòng)力(無(wú)泵)采樣法

無(wú)泵采樣法又稱為被動(dòng)式采樣法(passive sampling method),該法是利用氣體分子的擴(kuò)散或滲透作用,自動(dòng)到達(dá)吸附劑表面或與吸收液接觸而被采集,一定時(shí)間后檢測(cè)待測(cè)物。不需要抽氣動(dòng)力和流量計(jì)等裝置,適宜于采集空氣中氣態(tài)蒸氣態(tài)有害物質(zhì)。

根據(jù)采樣原理不同,被動(dòng)式采樣法可分為擴(kuò)散法和滲透法兩類。

1擴(kuò)散法  該法利用待測(cè)物氣體分子的擴(kuò)散作用達(dá)到采樣目的。根據(jù)費(fèi)克(Fick)擴(kuò)散第一定律,在空氣中,待測(cè)物分子由高濃度向低濃度方向擴(kuò)散,其傳質(zhì)速度(,ng/s)與該物質(zhì)的濃度梯度(c1-c0)、分子的擴(kuò)散系數(shù)(D)以及擴(kuò)散帶的截面積(A)成正比,與擴(kuò)散帶的長(zhǎng)度(L)成反比:

式中,c0為待測(cè)污染物在空氣中的濃度,mg/m3c1為待測(cè)污染物在吸附(收)介質(zhì)表面處的濃度,mg/m3

如果擴(kuò)散至吸附(收)介質(zhì)表面的待測(cè)污染物可以迅速而定量地被吸收,則可認(rèn)為cl=0,此時(shí),吸附(收)介質(zhì)所采集到的待測(cè)污染物的質(zhì)量為:

式中m為吸附(收)介質(zhì)所采集到的被測(cè)污染物的質(zhì)量,mg;t為采樣時(shí)間,min。

上式表明,采樣器采集污染物的質(zhì)量與采樣器本身的構(gòu)造、污染物在空氣中的濃度及其分子的擴(kuò)散系數(shù)、采樣時(shí)間有關(guān)。對(duì)于具體的污染物、構(gòu)造一定的采樣器來(lái)說(shuō)DA/L為常數(shù),用K表示,單位為cm3/min。由于其單位與有動(dòng)力采樣器的采樣流量相當(dāng),所以稱為被動(dòng)式采樣器的采樣速率。K 值可通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得,因此,只要測(cè)得mt,即可計(jì)算空氣中被測(cè)污染物的濃度。

影響擴(kuò)散法的因素主要是風(fēng)速,因?yàn)轱L(fēng)速直接影響有害物質(zhì)在空氣中的濃度梯度。風(fēng)速太。< 7.5 cm/s)時(shí),空氣很穩(wěn)定,c0濃度不能代表空氣中有害物質(zhì)的實(shí)際濃度;當(dāng)風(fēng)速太大時(shí),會(huì)破壞擴(kuò)散層,影響采樣器的準(zhǔn)確響應(yīng)。

氣溫氣壓對(duì)擴(kuò)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(dá)到采樣目的。分子通過(guò)滲透膜后被吸附(收)劑所吸附(收)。其采樣原理與擴(kuò)散法相似,可用擴(kuò)散法相同的公式計(jì)算空氣中待測(cè)污染物的濃度。不過(guò),采樣速率K除與待測(cè)污染物的性質(zhì)有關(guān)外,還與滲透膜的材料有關(guān)。

由于被動(dòng)式采樣器的結(jié)構(gòu)不同、不同待測(cè)物的理化性質(zhì)不同,因此,采樣時(shí)每種被動(dòng)式采樣器的不同的采樣容量、最大或最小采樣時(shí)間,在規(guī)定容量和時(shí)間范圍內(nèi),采樣速度應(yīng)保持恒定。

隨著室內(nèi)空氣污染監(jiān)測(cè)工作的發(fā)展,個(gè)體接觸量監(jiān)測(cè)已經(jīng)成為評(píng)價(jià)環(huán)境污染與人體健康影響的重要依據(jù)。在空氣污染和人體健康的監(jiān)測(cè)中,常采用無(wú)泵采樣器作為個(gè)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(dòng)實(shí)時(shí)采樣,采樣后送回實(shí)驗(yàn)室分析,用于測(cè)定人們對(duì)污染物的接觸量或空氣污染物的時(shí)間加權(quán)平均濃度。被動(dòng)采樣器不僅可以用作個(gè)體監(jiān)測(cè)器;也可懸掛于室內(nèi)監(jiān)測(cè)場(chǎng)所,連續(xù)采樣一定時(shí)間后,測(cè)定污染物的濃度,以評(píng)價(jià)室內(nèi)空氣質(zhì)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、濾料法沖擊式吸收管法。

一、靜電沉降法

靜電沉降法(electrostaticsedimentation method)是使空氣樣品通過(guò)高壓電場(chǎng)(12 kV20 kV),氣體分子被電離,產(chǎn)生離子,氣溶膠粒子吸附離子而帶電荷,在電場(chǎng)的作用下,帶電荷的微粒沉降到極性相反的收集電極上,將收集電極表面沉降物清洗下來(lái),進(jìn)行測(cè)定。此法采速度快,采樣效率高。但當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)有易爆炸性氣體、蒸氣或粉塵時(shí),不能使用該采樣方法。

二、濾料采樣法

濾料(濾紙或?yàn)V膜)安裝在采樣夾(圖2-10),,空氣穿過(guò)濾料時(shí),空氣中的懸浮顆粒物被阻留在濾料上,濾料上采集污染物的質(zhì)量和采樣體積,計(jì)算出空氣中污染物濃度,這種采樣方法稱為濾料采樣法(samplingmethod with filter)。由于濾料具有體積小、重量輕,易存放,攜帶方便,保存時(shí)間較長(zhǎng)優(yōu)點(diǎn)濾料采樣法廣泛用于采集空氣中的顆粒態(tài)污染物。

用濾紙或?yàn)V膜等濾料采樣時(shí),濾料對(duì)顆粒物不僅有直接阻擋作用,還有慣性沉降、擴(kuò)散沉降和靜電吸引等作用。濾料采樣法的采樣效率濾料和氣溶膠的性質(zhì)有關(guān),同時(shí)還受采樣流速等因素的影響。

濾料采樣夾用優(yōu)質(zhì)塑料制成,采樣時(shí)要根據(jù)采集大氣樣品、采集作業(yè)場(chǎng)所樣品的不同要求,選用直徑適當(dāng)?shù)臑V料和濾料墊。濾料采樣夾氣密性好,用前要進(jìn)行相關(guān)性能檢查:在采樣夾內(nèi)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(nèi)送氣加壓,當(dāng)壓差達(dá)到1 kPa時(shí),水中不產(chǎn)生氣泡,表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(jī)合成纖維濾料、微孔濾膜和浸漬試劑濾料等。

1.定量濾紙(quantitativefilter paper)  這種濾料由植物纖維素漿制成。它的優(yōu)點(diǎn)是灰分低,機(jī)械強(qiáng)度高,不易破損,耐熱(150℃),價(jià)格低廉。但由于濾紙纖維較粗,孔隙較小,因此通氣阻力大。采集的氣溶膠顆粒進(jìn)入濾紙內(nèi)部,解吸較困難。濾紙的吸濕性大,不宜用作稱重法測(cè)定空氣中顆粒物的濃度?諝獠蓸時(shí)主要使用中、慢速定量濾紙或?qū)游鰹V紙。

2.玻璃纖維濾紙(glass fiber filter paper)  這種濾紙是用超細(xì)玻璃纖維制成的,厚度小于1 mm。其優(yōu)點(diǎn)是耐高溫,可在低于500℃烘烤,去除濾紙上存在的有機(jī)雜質(zhì);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(zhì)。玻璃纖維濾紙不溶于酸、水和有機(jī)溶劑,采樣后可用水、有機(jī)溶劑和稀硝酸等提取測(cè)物質(zhì)。其缺點(diǎn)是金屬空白值高,機(jī)械強(qiáng)度較差;溶液提取時(shí),易成糊狀,需要過(guò)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,克服了普通玻璃纖維濾紙空白值高的缺點(diǎn),但是價(jià)格昂貴。

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

4.微孔濾膜(micro-pore filtration membrane) 這是一種用硝酸纖維素或乙酸纖維素制作的多孔有機(jī)薄膜質(zhì)輕色白,表面光滑,機(jī)械強(qiáng)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(jī)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,采集的樣品特別適宜于氣溶膠中金屬元素的分析。微孔濾膜具不同大小和孔徑規(guī)格,常用的孔徑規(guī)格為0.1~1.2 mm。一般選用0.8mm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(polyurethane foam plastic)  它是由泡沫塑料的細(xì)泡互相連通而成的多孔濾料,表面積大,通氣阻力小,適宜于較大流量的采樣。常用于同時(shí)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(yīng)進(jìn)行處理,先用1 mol/lNaOH煮沸浸泡數(shù)10 min,然后用水洗凈,風(fēng)干。用于有機(jī)污染物的采集時(shí),可用正己烷等有機(jī)溶劑經(jīng)索氏提取4~8 h后,除盡溶劑,再風(fēng)干。處理好的聚氨酯泡沫塑料應(yīng)密閉保存,使用過(guò)的聚氨酯泡沫塑料經(jīng)處理后可以反復(fù)使用。

采樣濾料種類較多,采樣時(shí)應(yīng)根據(jù)分析目的和要求,選擇使用。所選的濾料應(yīng)效率,采氣阻力,重量輕,機(jī)械強(qiáng)度好,空白值低,采樣后待測(cè)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(zhì)的含量。分析金屬污染物時(shí),最好用金屬空白值低的微孔濾膜,分析有機(jī)污染物時(shí),要選用經(jīng)高溫預(yù)處理后的玻璃纖維濾紙等。

表2-3 幾種濾料中的無(wú)機(jī)元素含量(本底值,單位:mg/cm2)

元素

玻璃纖維

有機(jī)濾膜

銀薄膜

As

0.08

-

-

Be

0.04

0.0003

0.2

Bi

-

<0.001

-

Cd

-

0.005

-

Co

-

0.00002

-

Cr

0.08

0.002

0.06

Cu

0.02

0.006

0.02

Fe

4

0.03

0.3

Mn

0.4

0.01

0.03

Mo

-

0.0001

-

Ni

<0.08

0.001

0.1

Pb

0.8

0.008

0.2

Sb

0.03

0.001

-

Si

7000

0.1

13

Sn

0.05

0.001

-

Ti

0.8

2

0.2

V

0.03

0.001

-

Zn

160

0.002

0.01

三、沖擊式吸收管

沖擊式吸收管(imp52667788.cn/jianyan/inger)外形與直型多孔玻板吸收管相同,內(nèi)管與氣泡吸收管相似,內(nèi)管垂直于外管管底,出氣口的內(nèi)徑為1.0 mm±0.1 mm,管尖距外管底5.0 mm±0.1 mm。吸收管可盛5~10 ml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(cè)物隨氣流以很快的速度沖出內(nèi)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。管尖內(nèi)徑大小及其距管底的距離,對(duì)采樣效率影響很大。使用前也應(yīng)進(jìn)行采樣效率實(shí)驗(yàn)和氣密性檢查。

沖擊式吸收管不適用采集氣態(tài)物質(zhì),因?yàn)闅怏w分子的慣性很小,在快速抽氣情況下,容易隨空氣一起跑掉,只有在吸收液中溶解度很大或與吸收液反應(yīng)速度很快的氣體分子,才能吸收完全。

 

第四節(jié)  氣態(tài)和氣溶膠兩種狀態(tài)污染物的同時(shí)采樣

許多空氣污染物并不是以單一狀態(tài)存在,常以氣態(tài)和氣溶膠兩種狀態(tài)共存于空氣中,有時(shí)需要同時(shí)采集和測(cè)定,并要求采樣時(shí)不改變它們原來(lái)的存在狀態(tài)。兩種狀態(tài)污染物的同時(shí)采樣法主要有浸漬試劑濾料、泡沫塑料、多層濾料以及環(huán)形擴(kuò)散管與濾料聯(lián)用采樣法。

一、浸漬濾料法

先將某種化學(xué)試劑浸漬在濾料濾紙或?yàn)V膜)上,采樣時(shí),利用濾料的物理阻留作用、吸附作用,以及待測(cè)物與濾料上化學(xué)試劑反應(yīng),同時(shí)采集氣態(tài)和顆粒態(tài)污染物,這種采樣方法稱為浸漬濾料法。浸漬濾料的采樣效率高,應(yīng)用范圍廣泛。

二、泡沫塑料采樣法

聚氨基甲酸酯泡沫塑料比表面積大,氣阻小,適用于較大流量的采樣。聚氨酯泡沫塑料具有多孔性,它既可以阻留氣溶膠,又可以吸附有機(jī)蒸氣。殺蟲劑、農(nóng)藥污染物是一種半揮發(fā)性的物質(zhì),常以蒸氣和氣溶膠兩種狀態(tài)共存于空氣中,泡沫塑料采樣法采集分析。

采樣時(shí),通常在濾料采樣夾后聯(lián)接一個(gè)圓筒,組成采樣裝置。采樣夾內(nèi)安裝玻璃纖維濾紙,用于采集顆粒物;圓筒內(nèi)裝4塊泡沫塑料(每塊長(zhǎng)4 cm,直徑3 cm),用于采集蒸氣狀態(tài)污染物則。泡沫塑料使用前需預(yù)處理,除去雜質(zhì)。這一方法已成功地用于空氣中多環(huán)芳烴的蒸氣和氣溶膠的測(cè)定。

 

三、多層濾料采樣法

用兩層或三層濾料串聯(lián)組成一個(gè)濾料組合體(圖2-13),第一層濾料采集顆粒物;常用的濾料是聚四氟乙烯(teflon)濾膜、玻璃纖維濾紙或其他有機(jī)纖維濾料。第二層或第三層濾料浸漬過(guò)化學(xué)試劑濾紙,用于采集通過(guò)第一層的氣態(tài)組分。例如,采集無(wú)機(jī)氟化物時(shí),第一層乙酸纖維素或硝酸纖維素濾膜,采集顆粒態(tài)氟化物,第二層用甲酸鈉或碳酸鈉浸漬過(guò)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(wèn)題是:氣體通過(guò)第一層濾料時(shí),可能部分氣體被吸附或發(fā)生反應(yīng)造成損失,使用玻璃纖維濾膜采樣時(shí)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(yīng),以及顆粒物在采樣過(guò)程中分解導(dǎo)致氣相組分和顆粒物組成發(fā)生變化,造成采樣和測(cè)定誤差。

四、環(huán)形擴(kuò)散管和濾料合采樣法

(一)擴(kuò)散管和濾料組合

擴(kuò)散管和濾料組合采樣法(denuder/filterpack sampling)是針對(duì)多層濾料采樣法的缺點(diǎn)發(fā)展起來(lái)的。采樣裝置由擴(kuò)散管和濾料夾組成,擴(kuò)散管為內(nèi)壁涂有吸收液膜的玻璃管。如圖2-14所示,當(dāng)空氣進(jìn)入擴(kuò)散管時(shí),氣體污染物分子質(zhì)量小,慣性小,易擴(kuò)散到管壁上,被吸收液吸收;顆粒物則受慣性作用通過(guò)擴(kuò)散管,被后面的濾料阻留。氣體的采樣效率與擴(kuò)散管的長(zhǎng)度氣體流量有關(guān)。通常擴(kuò)散管的內(nèi)徑為26 mm,長(zhǎng)度100500 mm,采氣流量小于2 L/min

 

(二)環(huán)形擴(kuò)散管和濾料組合采樣法

環(huán)形擴(kuò)散管和濾料組合采樣法annulardenuder/filter pack sampling)在擴(kuò)散管和濾料組合采樣法的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展起來(lái)的,可以在較大流量下采樣。

環(huán)形擴(kuò)散管和濾料組合采樣裝置由顆粒物切割器,環(huán)形擴(kuò)散管和濾料夾三部分所組成,基本結(jié)構(gòu)見圖2-1415。

環(huán)形擴(kuò)散管是由玻璃制成的兩個(gè)同心玻璃管,外管長(zhǎng)20~30 cm,內(nèi)徑3~4 cm,內(nèi)管為兩端封閉的空心玻管,內(nèi)外管間的環(huán)為0.1~0.3 cm,兩段環(huán)形擴(kuò)散管可以涂漬不同的試劑。臨用前,環(huán)形擴(kuò)散管涂漬適當(dāng)?shù)?ins cite="mailto:wufuhai" datetime="2006-02-12T22:33">吸收液后,用凈化的熱空氣流干燥,密閉待用。采樣時(shí)將涂漬不同試劑的兩段環(huán)形擴(kuò)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(fēng)式兩種,在設(shè)計(jì)流量下,50%的切割直徑(D50)為2.5 mm或4 mm(PM2.5或PM4)和10 mm(PM10)。

當(dāng)采樣氣流以層流狀態(tài)(雷諾數(shù)<2000)通過(guò)擴(kuò)散管時(shí),根據(jù)possanzini等人的推導(dǎo),環(huán)形擴(kuò)散管對(duì)氣體組分的采氣效率可按下式計(jì)算:

 

式中,c0為進(jìn)入管內(nèi)待測(cè)氣體的濃度,mg/m3;c為從管內(nèi)流出待測(cè)氣體的平均濃度,mg/m3;D為該氣體的擴(kuò)散系數(shù),cm2/s;L涂漬部分的管長(zhǎng),cm;Q通過(guò)擴(kuò)散管的氣體流量,cm3/s;d1、d2分別為環(huán)形擴(kuò)散管內(nèi)管的外徑、外管的內(nèi)徑cm。

當(dāng)采樣氣流呈層流狀態(tài)通過(guò)環(huán)形擴(kuò)散管時(shí),環(huán)型擴(kuò)散管采集氣體的效率主要決定于擴(kuò)散管的幾何尺寸和采樣速度。

環(huán)形擴(kuò)散管濾料組合采樣法已廣泛應(yīng)用與大氣、室內(nèi)空氣中氣態(tài)和氣溶膠共存的污染物采樣。例如用分別涂漬1%Na2CO3甲醇溶液和5%H3PO3甲醇溶液的兩段環(huán)形擴(kuò)散管同時(shí)收集室內(nèi)空氣和大氣中氣態(tài)氨、硝酸、氯化氫和二氧化硫氣體,并用聚四氟乙烯濾膜和尼龍(Nylon)濾膜置于環(huán)形擴(kuò)散管之后采集相應(yīng)的顆粒物,均獲得滿意的結(jié)果。

環(huán)形擴(kuò)散管價(jià)格低廉,可反復(fù)使用,但是環(huán)形擴(kuò)散管的設(shè)計(jì)和加工精度要求較高,否則顆粒物通過(guò)擴(kuò)散管環(huán)縫時(shí)也可能因碰撞或沉積而造成損失。

第五節(jié)  采樣儀器[J1] [J2] [J3] 

空氣采樣儀器又稱為空氣采樣器(air sampler),指以一定的流量采集空氣樣品的儀器,通常由收集器、抽氣動(dòng)力和流量調(diào)節(jié)裝置等組成。采樣時(shí)應(yīng)按照收集器、流量計(jì)、采樣動(dòng)力的先后順序串聯(lián),保證空氣樣品首先進(jìn)入收集器而不污染和被吸附,使所采集的空氣樣品具有真實(shí)性。

一、采氣動(dòng)力

采樣過(guò)程中需要使用抽氣動(dòng)力,使空氣進(jìn)入或通過(guò)收集器。實(shí)際工作中,應(yīng)根據(jù)采樣方法的流量和采樣體積選擇合適的抽氣動(dòng)力。常用的采氣動(dòng)力(samplingpower)有手抽氣筒、水抽氣瓶、電動(dòng)抽氣機(jī)和壓縮空氣吸引器等。

1.手抽氣筒 是由一個(gè)金屬圓筒和活塞構(gòu)成。拉動(dòng)活塞柄,利用活塞往返運(yùn)動(dòng),可連續(xù)抽氣采樣;根據(jù)抽氣筒的容積和抽氣次數(shù)控制和計(jì)算采氣量,利用抽氣快慢控制采樣速度。適用于無(wú)電源、采氣量小和采氣速度慢的情況下采樣。手抽氣筒使用前應(yīng)校正容積,檢查是否漏氣。

2.水抽氣瓶 2-16用兩個(gè)2~10 L帶容積刻度的小口玻璃瓶組成采氣樣裝置。每個(gè)瓶口的橡皮塞內(nèi)插入長(zhǎng)短不同的玻璃管各一根,用橡皮管連接兩根長(zhǎng)玻璃管,將兩瓶一高一低放置,高位瓶?jī)?nèi)充滿水后蓋好橡皮塞,松開螺旋夾,水由高位瓶流向低位瓶,高位瓶形成負(fù)壓,短玻璃管處產(chǎn)生吸氣作用。采樣時(shí),將收集器與高位瓶的短玻璃管連接,通過(guò)螺旋夾調(diào)節(jié)水流速度來(lái)調(diào)節(jié)采樣速度。采集所需的氣體體積后,夾緊螺旋夾,高位瓶中水面下降的體積刻度,即為所采集的空氣體積。適用于采樣速度≤2 L/min、無(wú)電源或者易燃、易爆的現(xiàn)場(chǎng)采樣。水抽氣瓶可用玻璃瓶,也可采用塑料瓶。為了準(zhǔn)確測(cè)量采樣體積,采樣前應(yīng)對(duì)水抽氣瓶進(jìn)行密性能檢查。

 

3.電動(dòng)抽氣機(jī) 電動(dòng)抽氣機(jī)種類較多,常見的有以下幾種:

(1)吸塵器:是一種流速較大、阻力較小的采氣動(dòng)力。采樣過(guò)程中,每隔30min應(yīng)停機(jī)片刻,以防電動(dòng)機(jī)發(fā)熱,損壞電動(dòng)機(jī)。在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中,若出現(xiàn)聲音異常,產(chǎn)生火花或動(dòng)力突然下降,應(yīng)立即停機(jī)檢查。 吸塵器的采樣動(dòng)力易受外界電壓變化的影響,產(chǎn)生采樣誤差。采樣時(shí)應(yīng)注意觀察流量的變化。

(2)真空泵:適于用作阻力較大的采集器的采氣動(dòng)力。真空泵可長(zhǎng)時(shí)間采樣,但機(jī)身笨重,不便于現(xiàn)場(chǎng)使用。

(3)刮板泵:適用于各種流速的采集器,可進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間采樣,具有重量輕、體積小、使用壽命長(zhǎng)和克服阻力性能好等特點(diǎn)。

(4)薄膜泵:利用電動(dòng)機(jī)通過(guò)偏心輪帶動(dòng)泵上的橡皮薄膜不斷地抬起、壓下運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生吸氣、排氣作用,達(dá)到采氣目的。該泵噪聲小,重量輕,能克服一定的阻力。根據(jù)泵體的大小,采氣范圍為0.5 L/min~3 L/min。廣泛用作大氣采樣器和大氣自動(dòng)分析儀器的抽氣動(dòng)力。

4.壓縮空氣吸引器(compressed air aspirator) 又稱為負(fù)壓引射器(圖2-1617)。利用壓縮空氣高速噴射時(shí),吸引器產(chǎn)生的負(fù)壓作為抽氣動(dòng)力。適用于禁用明火及無(wú)電源但具備壓縮空氣的場(chǎng)所,特別適用于礦山井下采樣,可以連續(xù)使用。采樣時(shí)控制壓縮空氣的噴射量可調(diào)節(jié)采樣速度。

二、氣體流量計(jì)

測(cè)量氣體流量的儀器稱為氣體流量計(jì)(gas flowmeter)。

(一)氣體流量計(jì)的種類

氣體流量計(jì)種類很多,常用的主要有孔口流量計(jì)orificeflowmeter)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)(rotatorflowmeter)、皂膜流量計(jì)(soap bubbleflowmeter)和濕式流量計(jì)(wetflowmeter)四種。孔口流量計(jì)和轉(zhuǎn)子流量計(jì),輕便、易于攜帶,適合于現(xiàn)場(chǎng)采樣;皂膜流量計(jì)和濕式流量計(jì)測(cè)量氣體流量較精確,一般用來(lái)校正其它流量計(jì)。皂膜流量計(jì)、濕式流量計(jì)直接測(cè)量氣體流過(guò)的體積值;轉(zhuǎn)子流量計(jì)、孔口流量計(jì)測(cè)量氣體的流速。

由于空氣的體積受到很多因素的影響,使用前應(yīng)校正流量計(jì)的刻度。

1.轉(zhuǎn)子流量計(jì) 轉(zhuǎn)子流量計(jì)由一根內(nèi)徑上大下小的玻璃管和一個(gè)轉(zhuǎn)子組成(圖2-18)。 轉(zhuǎn)子可以是銅、鋁、不銹鋼或塑料制成的球體或上大下小的錐體。由于玻璃管中轉(zhuǎn)子下端的環(huán)形孔隙截面積比上端的大,當(dāng)氣體從玻璃管下端向上流動(dòng)時(shí),轉(zhuǎn)子下端的流速小于上端的流速。因此,氣體對(duì)轉(zhuǎn)子的壓力下端比上端大,這一壓力差(DP)使轉(zhuǎn)子上升。另外,氣流對(duì)轉(zhuǎn)子的摩擦力,也使轉(zhuǎn)子上升。當(dāng)壓力差、摩擦力共同產(chǎn)生的上升作用力與轉(zhuǎn)子自身的重量相等時(shí),轉(zhuǎn)子就停留在某一高度,這一高度的刻度值指示這時(shí)氣體的流量Q)。氣體流量與采樣時(shí)間的乘積即為采集氣體的量。氣體流速越大,轉(zhuǎn)子上升越高。氣體流量計(jì)算公式如下:

式中,k為常數(shù);為空氣密度,mg/m3。由于氣溫、氣壓等因素對(duì)空氣密度有影響,因此氣體流量也受氣溫和氣壓的影響。

采樣前,應(yīng)將轉(zhuǎn)子流量計(jì)的流量旋鈕關(guān)至最小,開機(jī)后由小到大調(diào)節(jié)流量至所需的刻度。使用前,應(yīng)在收集器與流量計(jì)之間連接一個(gè)小型緩沖瓶,以防止吸收液流入流量計(jì)而損壞采樣儀。在實(shí)際采樣工作中,若空氣濕度大,應(yīng)在轉(zhuǎn)子流量計(jì)進(jìn)氣口前連接干燥管除濕,以防轉(zhuǎn)子吸附水分增加自身質(zhì)量,使流量測(cè)量結(jié)果偏低。

 

2.孔口流量計(jì) 是一種壓力差計(jì),有隔板式和毛細(xì)管式兩種類型。在水平玻璃管的中部有一個(gè)狹窄的孔口(隔板),孔口前后各連接U形管的一端(圖2-19),U形管中裝有液體。不采樣時(shí)U形管兩側(cè)液面在同一水平面上;采樣時(shí),氣體流經(jīng)孔口,因阻力產(chǎn)生壓力差孔口前壓力大,液面下降;孔口后壓力小,液面上升;液柱差與兩側(cè)壓力差成正比,與氣體流量成正關(guān)關(guān)系。常用流量計(jì)的孔口為1.5或3.0 mm,相應(yīng)的流量為5或15 L/min。孔口流量計(jì)的流量可用下式計(jì)算:

式中,Q為流量,L/min;H為液柱差,mm為空氣的密度,mg/m3;為孔口流量計(jì)中液體的密度,mg/ml。所用液體一般是著色的液體石臘或水,便于讀數(shù)。同轉(zhuǎn)子流量計(jì)一樣,孔口流量計(jì)的氣體流量受氣溫和氣壓的影響。

 

3.皂膜流量計(jì) 皂膜流量計(jì)由一根有體積刻度的玻璃管和橡皮球組成(圖2-20)。玻璃管下端有一支管,橡皮球內(nèi)裝滿肥皂水,當(dāng)用手?jǐn)D壓橡皮球時(shí),肥皂水液面上升至支管口,從支管流入的氣流使肥皂水產(chǎn)生致密的肥皂膜,并推動(dòng)其沿管壁緩慢上升。肥皂膜從起始刻度到終止刻度所示的體積值就是流過(guò)氣體的量, 記錄相應(yīng)的時(shí)間,即可計(jì)算出氣體的流速。

 

肥皂膜氣密性良好,質(zhì)量輕,沿清凈的玻璃管壁移動(dòng)的摩擦力只有20~30 Pa,阻力很小。由于皂膜流量計(jì)的體積刻度可以進(jìn)行校正,并用秒表計(jì)時(shí),因此皂膜流量計(jì)測(cè)量氣體流量精確,常用于校正其它種類的流量計(jì)。根據(jù)玻璃管內(nèi)徑大小,皂膜流量計(jì)可以測(cè)量1~100 ml/min的流量,測(cè)量誤差小于1%。皂膜流量計(jì)測(cè)定氣體流量的主要誤差來(lái)源是時(shí)間的測(cè)量,因此要求氣流穩(wěn)定,皂膜上升速度不超過(guò)4 cm/s,保證皂膜有足夠長(zhǎng)的時(shí)間通過(guò)刻度區(qū)。

4.濕式流量計(jì) 由一個(gè)金屬筒制成,內(nèi)裝半筒水,筒內(nèi)裝有一個(gè)繞水平軸旋轉(zhuǎn)的鼓輪,將圓筒內(nèi)腔分成四個(gè)小室(圖2-2021)。當(dāng)氣體由進(jìn)氣管進(jìn)入小室時(shí),推動(dòng)鼓輪旋轉(zhuǎn),鼓輪的轉(zhuǎn)軸與筒外刻度盤上的指針連接,指針?biāo)咀x數(shù)即為通過(guò)氣體的流量。刻度盤上的指針每旋轉(zhuǎn)一圈為5 L或10 L。記錄測(cè)定時(shí)間內(nèi)指針旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)就能得出氣體流過(guò)的體積。在濕式流量計(jì)上方配有壓力計(jì)和溫度計(jì),可測(cè)定通過(guò)氣體的溫度和壓力。濕式流量計(jì)上附有一個(gè)水平儀,底部裝有螺旋,可以調(diào)節(jié)水平位置;前方一側(cè)有一水位計(jì),多加的水可從水位計(jì)的出水口溢出,保證筒內(nèi)水量準(zhǔn)確。使用前應(yīng)進(jìn)行漏氣、漏水檢查,否則會(huì)影響流量的準(zhǔn)確測(cè)量。

 

不同的濕式流量計(jì)由于進(jìn)氣管內(nèi)徑不同,最大流量限額不一樣。盤面最大刻度為10 L的濕式流量計(jì),其最大流量限額為25 L/min;5 L的則為12.5 L/min。濕式流量計(jì)測(cè)量氣體流量準(zhǔn)確度較高,測(cè)量誤差不超過(guò)5%。但自身笨重,攜帶不便,常用于實(shí)驗(yàn)室中校正其它流量計(jì)。

三、專用采樣器

在空氣理化檢驗(yàn)工作中,為了便于采樣,通常將收集器、氣體流量計(jì)和抽氣動(dòng)力組裝在一起形成專用采樣器。根據(jù)采樣工作需要,采樣時(shí)可以選擇不同的收集器;一般專用采樣器選用轉(zhuǎn)子流量計(jì)測(cè)量氣流量,以電動(dòng)抽氣機(jī)作為采樣動(dòng)力。不少采樣器上還裝有自動(dòng)計(jì)時(shí)器,能方便、準(zhǔn)確地控制采樣時(shí)間。專用采樣器體積小、重量輕,攜帶方便,操作簡(jiǎn)便。

根據(jù)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2-2122所示。其流量范圍為1.1~1.7 m3/min,濾料夾上可安裝200 mm×250 mm的玻璃纖維濾紙,電動(dòng)抽氣機(jī)為抽氣動(dòng)力。空氣由山形防護(hù)頂蓋下方狹縫處進(jìn)入水平過(guò)濾面;采集顆粒物的粒徑范圍為0.1~100 mm;采樣時(shí)間可持續(xù)8~24h,利用壓力計(jì)或自動(dòng)電位差計(jì)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(gòu)置的采樣器和更換電機(jī)后的采樣器應(yīng)進(jìn)行流量校準(zhǔn),采樣器在使用期間,每月應(yīng)定期校準(zhǔn)流量。

 

(二)中流量采樣器

中流量采樣器由空氣入口防護(hù)罩、采樣夾、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、吸塵器等組成(圖2-2223)。工作原理與大流量采樣器基本相同,但采氣流量和集塵有效過(guò)濾面積較大流量采樣器小,有效集塵面的直徑為100 mm,通常以200~250 L/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(jī)纖維濾膜,采樣時(shí)間為8~24 h。使用前,應(yīng)校準(zhǔn)其流量計(jì)在采樣前后的流量。

 

(三)小流量采樣器

小流量采樣器的結(jié)構(gòu)與中流量采樣器相似。采樣夾可裝直徑40 mm的濾紙或?yàn)V膜,采氣流量20~30 L/min。由于采氣量少,需要較長(zhǎng)時(shí)間的采樣才能獲得足夠的樣品,通常只適宜做單項(xiàng)組分的測(cè)定。如可吸入顆粒物采樣器或PM10采樣器,采氣流量為13 L/min,入口切割器上切割粒徑為30 mm,D50=(10±1)mm 。

(四)分級(jí)采樣器

通?稍诓蓸悠鞯娜肟谔幖右涣椒蛛x切割器構(gòu)成分級(jí)采樣器。2-24大流量分級(jí)采樣器。粗的顆粒被粒徑分離切割器所截留,細(xì)的顆粒通過(guò)切割器后,被后面的濾料所收集。采樣后,分別測(cè)定各級(jí)濾料上所采集顆粒物含量和成分。分級(jí)采樣器有二段式和多段式兩種類型。二段式主要用于測(cè)定TSP和PM10,多段式可分采集不同粒徑范圍的顆粒物,用于測(cè)定顆粒物的粒度分布。粒徑分離切割器的工作原理有撞擊式、旋風(fēng)式和向心式等多種形式。

 

(五)粉塵采樣器

攜帶式粉塵采樣器(portable dust sampler)用于采集粉塵,以測(cè)定空氣中粉塵濃度、分散度,游離二氧化硅等化學(xué)有害物質(zhì)和病原微生物。粉塵采樣器的采樣速度一般為10~30 L/min。它配有濾料采樣夾,可用濾紙或?yàn)V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(jì)、抽氣機(jī)等組成,可用三腳支架支撐,采樣高度為1.0~1.5 m。它有兩個(gè)采樣夾,可以進(jìn)行平行采樣。常用于采集工作場(chǎng)所空氣中的煙和塵。

 

(六)氣體采樣器

2-26攜帶式氣體采樣器(portablegas sampler)的結(jié)構(gòu)示意圖。用于采集空氣中氣體和蒸氣狀態(tài)有害物質(zhì),采樣速度一般在0.2~1.5 L/min范圍內(nèi),所用抽氣動(dòng)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。該儀器輕便、易攜,常用于現(xiàn)場(chǎng)采樣。

 

綜上所述,采樣儀器在使用前,應(yīng)按儀器說(shuō)明書對(duì)儀器進(jìn)行檢驗(yàn)和標(biāo)定;對(duì)采樣系統(tǒng)進(jìn)行氣密性進(jìn)行檢查,不得漏氣要用一級(jí)皂膜計(jì)校準(zhǔn)采樣系統(tǒng)流量,誤差不超過(guò)5%。

現(xiàn)場(chǎng)采樣時(shí),應(yīng)兩個(gè)采樣管不采樣,并按其他樣品管一樣處理,作為采樣過(guò)程中空白管,進(jìn)行平行分析,若空白檢驗(yàn)超過(guò)控制范圍,則批樣品作廢。

采樣時(shí)應(yīng)記錄現(xiàn)場(chǎng)的情況,包括各種污染源,采樣日期、時(shí)間、地點(diǎn)、數(shù)量、布點(diǎn)方式、大氣壓力、氣溫、相對(duì)濕度、風(fēng)速以及采樣者簽字等,并隨樣品一同送到實(shí)驗(yàn)室。在計(jì)算濃度時(shí)應(yīng)將采樣體積換算成標(biāo)準(zhǔn)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(minimum sampling volume) 當(dāng)空氣中待測(cè)有害物質(zhì)的濃度為其最高容許濃度值時(shí),保證所采用的分析方法能夠檢出待測(cè)有害物質(zhì)所需采集的最小空氣體積稱為最小采氣量。它與國(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的待測(cè)有害物質(zhì)的最高容許濃度值、分析方法的靈敏度以及分析時(shí)所用的樣品量有關(guān)。

當(dāng)空氣中有害物質(zhì)的濃度低于國(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的最高容許濃度時(shí),采氣量對(duì)分析結(jié)果有很大的影響。如采氣量足夠大,就可以測(cè)出陽(yáng)性結(jié)果;反之,就不能檢出。對(duì)于不能檢出的結(jié)果有兩種可能,一種可能是空氣中被測(cè)有害物質(zhì)的濃度很低,不能檢出;另一種可能是由于采集空氣樣品量太少,沒(méi)有達(dá)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(yàn)采樣時(shí)提出了最小采氣量的要求。空氣樣品的最小采氣量的計(jì)算方法如下:

式中,Vmin為最小采氣量,L;s為分析方法的絕對(duì)檢出限,mg;T為被測(cè)物質(zhì)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(shí)所取樣品溶液的量,ml。

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

在實(shí)際工作中,如果采樣現(xiàn)場(chǎng)空氣中被測(cè)有害物質(zhì)的濃度較高時(shí),可相應(yīng)減少采氣量,這樣不僅可以減少采樣時(shí)間,還可以避免樣品溶液在分析時(shí)多次稀釋帶來(lái)的誤差。如果采樣現(xiàn)場(chǎng)空氣中有害物質(zhì)的濃度很低,要求測(cè)出其低于最高容許濃度的具體數(shù)值時(shí),則應(yīng)增加采氣量,采集Vmin更多的空氣樣品量。

二、采樣效率及其評(píng)價(jià)方法

采樣效率(sampling efficiency)是指在某一采樣方法在規(guī)定的條件(如采樣流量、被采集物質(zhì)濃度、采樣溫度和采樣時(shí)間等)下,某采樣方法所采集到待測(cè)物的量占其總量的百分?jǐn)?shù)。

采樣效率受多種因素的影響,在選擇采樣方法或建立新的采樣方法時(shí)必須確定其采樣效率?諝理化檢驗(yàn)工作中,采樣方法的采樣效率應(yīng)高于90%,如采樣效率太低,將對(duì)測(cè)定結(jié)果產(chǎn)生較大影響?諝庵写郎y(cè)物的存在狀態(tài)不同,采樣效率的評(píng)價(jià)方法也不一樣。

(一)氣體和蒸氣態(tài)污染物采樣效率的評(píng)價(jià)方法

用溶液吸收法或固體吸附劑采樣法采集空氣中氣體和蒸氣狀態(tài)污染物時(shí),可用以下方法評(píng)價(jià)采樣效率。

1.標(biāo)準(zhǔn)氣體評(píng)價(jià)  有標(biāo)準(zhǔn)氣體時(shí),可用標(biāo)準(zhǔn)氣體作為樣品,用單個(gè)采集器采樣,測(cè)定其采集量,按下式計(jì)算采樣效率:

式中,m為所采集標(biāo)準(zhǔn)氣體中待測(cè)物的實(shí)際量a為采集量;。

2.用實(shí)際采集量評(píng)價(jià) 沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)氣時(shí),可串聯(lián)兩個(gè)完全相同的采集器,以一定流速采集一定量的空氣樣品,分別測(cè)定每個(gè)采集器內(nèi)所采待測(cè)物的量,用以下方法計(jì)算采樣效率。

(1)用下式計(jì)算準(zhǔn)確采樣效率

式中,y為采樣效率;a、b分別為各采集器中待測(cè)物的采集量。

并可計(jì)算出樣品中被測(cè)物質(zhì)的真實(shí)含量x)

(2)當(dāng)已知單個(gè)采集器的采樣效率大于90%時(shí),可用下式計(jì)算近似的采樣效率:

(二)氣溶膠狀態(tài)污染物采樣效率的評(píng)價(jià)方法

采樣時(shí),往往用濾料采樣法采集氣溶膠狀態(tài)污染物,其采樣效率的表示方法有兩種。一種是顆粒采樣效率,以采集到的氣溶膠顆粒數(shù)占其總顆粒數(shù)的百分?jǐn)?shù)表示;另一種是質(zhì)量采樣效率,以采集到的氣溶膠質(zhì)量占其總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)表示。這兩種表示方法結(jié)果不一致,通常質(zhì)量采樣效率數(shù)值大于顆粒采樣效率數(shù)值。由于質(zhì)量采樣效率表示簡(jiǎn)便易行,是常用的表示方法。

一般采用相對(duì)比較的方法來(lái)評(píng)價(jià)濾料的采樣效率?捎靡粋(gè)已知采樣效率很高的方法與被評(píng)價(jià)濾紙或?yàn)V膜同時(shí)采樣,通過(guò)比較得出其采樣效率。顆粒采樣效率常用一個(gè)靈敏度很高的顆粒計(jì)數(shù)器測(cè)量空氣樣品進(jìn)入濾料前和通過(guò)濾料后的顆粒數(shù)來(lái)計(jì)算。

三、影響采樣效率的主要因素

1.采集器  采集器對(duì)采樣效率影響很大。氣態(tài)和蒸氣態(tài)有害物質(zhì)以分子形式存在于空氣中,若用濾紙或?yàn)V膜采集,則采樣效率很低;而用溶液吸收法或適當(dāng)?shù)脑噭┙䴘n濾紙(膜)采樣則有較高的采樣效率;以氣溶膠形式存在的污染物,用固體吸附采集法可獲得很高的采樣效率,而用氣泡吸收管或多孔玻板吸收管采樣,則易發(fā)生堵塞致使采樣效率低。

2.吸收液或固體吸附劑  一般要求所選用的吸收劑對(duì)空氣中的有害物質(zhì)的溶解度、化學(xué)反應(yīng)速度快,與之能生成穩(wěn)定的物質(zhì)。固體吸附劑應(yīng)該阻留率大,并能使被吸附的待測(cè)物定量解吸。選擇合適的吸收液或固體吸附劑直接影響采樣效率。在選擇采樣效率高的吸收液或固體吸附劑時(shí),還應(yīng)該考慮到采樣后所生成的化合物對(duì)測(cè)定方法是否有影響。

3.采樣速度  不同的采集器應(yīng)采用不同的采樣速度,如用氣體吸收管采集空氣中的氣體污染物,采樣速度一般為0.1~2 l/min。若采樣速度太快,吸收液還來(lái)不及吸收待測(cè)物,待測(cè)物就被抽走,導(dǎo)致采樣效率下降。而用濾紙、濾膜法采集氣溶膠時(shí)則應(yīng)采用較大的流速;由于懸浮顆粒物自身的重力作用而向下沉降,只有當(dāng)采樣流速能克服其重力引起的沉降時(shí),顆粒物才能進(jìn)入采集器而被采集。

4.其它因素  采樣時(shí)還必須考慮氣溫、濕度等氣象因素的影響。例如,氣溫較高時(shí),低沸點(diǎn)的氣態(tài)或蒸氣態(tài)污染物易揮發(fā)或蒸發(fā),造成待測(cè)物損失,為了提高采樣效率,采樣時(shí)應(yīng)該降低采集器和吸收液的溫度(冷阱法)。如果采樣現(xiàn)場(chǎng)的溫度過(guò)高(>55℃)時(shí),則不能使用聚氯乙烯濾膜采集該工作場(chǎng)所空氣中的測(cè)物,否則濾膜變形,采樣效率降低。另外,還必須正確掌握采樣方法和采樣儀器的使用,這些都是保證采樣效率達(dá)到要求的重要條件。

 

 

復(fù)習(xí)思考題

1.根據(jù)空氣理化檢驗(yàn)的目的,怎樣正確選擇采樣點(diǎn)?

2.什么是主導(dǎo)風(fēng)向和煙污強(qiáng)度系數(shù)?

3.采樣方法分為哪幾類?選擇采樣方法的依據(jù)是什么?

4.同時(shí)采集以氣態(tài)和氣溶膠兩種狀態(tài)存在的空氣污染物,有哪幾種采樣方法?

5.用來(lái)采集氣態(tài)污染物收集器有哪幾種類?簡(jiǎn)述其適用范圍。

6.什么是穿透容量和最大采氣量?

7.空氣采樣動(dòng)力主要有哪幾種?

8.采集空氣樣品時(shí),有時(shí)要用氣體流量計(jì),有時(shí)不要用氣體流量計(jì)。為什么?

9.簡(jiǎn)述轉(zhuǎn)子流量計(jì)測(cè)定氣體流量的原理。

10.常用的專用采樣器有哪些?

11.如何準(zhǔn)確評(píng)價(jià)方法的采樣效率?影響采樣效率的因素有哪些?

12.什么是最小采氣量?最小采氣量有何意義?

(黎源倩)


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