直接采样法

吸收液的选择
常用的吸收液有水、水溶液或有机溶 剂等。一般酸性污染物可采用碱性吸 收液；碱性污染物可采用酸性吸收液； 有机蒸气易溶于有机溶剂，可采用加 有一定量可与水互溶的有机溶剂作为 吸收液。
利用酸碱反应、氧化还原反应、沉淀 反应、络合反应原理选择吸收液。p22
（3）常用的收集器
溶液吸收法常用的收集器主要有 气泡吸收管、 多孔玻板吸收管、 冲击式吸收管（用于气溶胶的采集）。
3．置换采样法（substitution sampling method）
采样容器为两端有活塞的采气管，
将采气管带至采样点，打开采气 管两端的活塞，采气管与采气动 力或100 ml大注射器连接，抽取 比采气管体积大6～10倍的现场 空气，使管内空气完全被置换， 然后封闭两端管口。
4．真空采样法（vacuum sampling method）
（一）有动力浓缩采样法
用抽气泵将空气样品中气态污染物采集在 收集器中的吸收介质中而被浓缩。 对于液体吸收介质，可用吸收管作收集器； 对于颗粒状或多孔状的固体吸附介质，可用 填充小柱作为收集器。 因此，有动力浓缩采样法又分为： 溶液吸收法、 固体填充柱采样法、 低温冷凝浓缩法等。
1．溶液吸收法（solution absorption method）
主要用于采集有机蒸气，特别是一些 分子较大，沸点较高，又有一定挥发 性的有机化合物，如有机磷、有机氯 农药以及多环芳烃等。可根据被采集 污染物的理化性质，选择适宜的型号。 可以根据待测物的性质，选择适合的 多孔微球采样。通常使用20~50目的 高分子多孔微球。
2．塑料袋采样法（sampling method using plastic bag）
采用与所采集的空气污染物既不起化 学反应，也不吸附和渗透的塑料袋作 采样容器。 通常使用50～1000 ml铝箔复合塑料袋、 聚乙烯袋、聚氯乙烯袋、聚四氟乙烯 袋和聚酯树脂袋采气袋。
在采样现场用大注射器或手抽气筒 将现场空气注入塑料袋内，清洗塑 料袋数次后，排尽残余空气，重复 3～5次，再注入现场空气，密封袋 口，带回实验室分析。
p21
图2－4 气体在溶液中的吸收过程
待测气体在溶液中的吸收速度可用下 式表示。
υ A D(cg cl )
式中，υ为气体吸收速度；A为气-液接触 面积；D为气体的扩散系数；cg为达到平 衡时气相中待测组分的浓度；cl为气液界 面上的浓度。
由于扩散到气-液界面上的被测气态或蒸 气分子迅速与吸收液发生反应或被吸收液 溶解而被吸收，这时可认为cl＝0。如果 吸收速度不考虑在液相的扩散，而只受在 气泡内气相扩散的影响，则上式可写成：
有直型和U型两种（见图）， 可盛5～10 ml 吸收液，采样 速度0.1～1.0 L/min。采样 时，空气流经多孔玻板的微 孔进入吸收液，大气泡分散 成许多小气泡，增大了气-液 接触面积，同时又使气泡的 运动速度减小，使采样效率 较气泡吸收管明显提高。
p35~36
多孔玻板吸收管通常用单管采样，主 要用于采集气体和蒸气状态的物质， 也可以采集雾状和颗粒较小的烟状污 染物。但颗粒较大的烟、尘容易堵塞 多孔玻板的孔隙，不宜用多孔玻板吸 收管采集。
是利用空气中待测物能迅速溶解于吸 收液中或能与吸收剂迅速发生化学反 应而被采集。
p21
（1）溶液吸收的原理：
当空气样品呈气泡状通过吸收液时，气 泡中待测污染物的浓度高于气-液界面 上的浓度，由于浓度梯度的存在和气态 分子的高速运动，使待测物能迅速扩散 到气-液界面上而被吸收液吸收（见图24）；当吸收过程中伴有化学反应时， 扩散到气液界面上的待测气态分子立即 与吸收液发生反应，使被采集的污染物 与空气分离。
图 填充柱采样管 p37
（2）最大采气量和穿透容量：p23
用固体填充柱采样管在室温和相对湿度 80%以上，以一定的采样流量采样时， 当柱后流出的被采集组分浓度为进入浓 度的5%时，固体填充剂所采集被测物的 量称为穿透容量，以mg（被测物）/g （固体填充剂）表示；通过填充剂采样 管的空气总体积称为穿透体积，也称为 该填充柱的最大采样体积，以L表示。
二是溶剂洗脱：选用合适的溶剂和洗脱条件， 将被测物由填充柱中定量洗脱下来进行分析。
洗脱效率是指能够被热解吸或洗脱液洗 脱下来的被测物的量占填充剂上采集的 被测物总量的百分数。其计算公式为：
E m 100% M
式中，E为洗脱效率；m为洗脱下来的被 测物的量；M为滤料上被测物总量。
（4）填充剂的种类：
1）气泡吸收管（bubbling absorption tube）
有大型和小型气 泡吸收管两种 p35
大型气泡吸收管可盛5～10 ml吸收液， 采样速度一般为0.5～1.5 L/min；小型 气泡吸收管可盛1～3 ml 吸收液，采样 速度一般为0.3 L/min。
气泡吸收管内管的出气口的内径为1 mm，距管底距离为5 mm；外管直径上 大下小，这样可使吸收液液柱增高，增 加空气与吸收液的接触时间，以利待测 物的吸收；外管上部直径较大，可以避 免吸收液随气泡溢出吸收管。
采样容器为耐压 玻璃或不锈钢制 成的真空采气瓶 （500～1000 ml），见图2-2 （a）。
采样前，先用真空泵抽出其中的空气（见图23），使瓶内剩余压力小于133 Pa，关闭活塞。 在采样点将活塞慢慢打开，待现场空气充满采 气瓶后，关闭活塞，带回实验室尽快分析。在 抽真空时，应将采气瓶放于厚布袋中，以防炸 裂伤人。为防止漏气，活塞应涂渍耐真空油脂。
空气中水分对其吸附作用有影响，吸水 后会失去吸附能力。硅胶在使用前需在 100~200℃活化，以除去物理吸附水。
硅胶的吸附力较弱，吸附容量小，被吸 附的物质比较容易从硅胶上解吸。所采 集的物质可在350℃下通氮气或清洁空 气解吸附；也可用极性溶剂（如水、乙 醇等）洗脱；还可用饱和水蒸气在常压 下蒸馏提取。
直接采样法p18
根据所用收集器和操作方法的不同，直 接采样法又可分为 注射器采样法 塑料袋采样法 置换采样法 真空采样法。
1．注射器采样法（syringe sampling method）
是用50 ml或100 ml医用气密型注射器作为收 集器。
在运输过程中，应将进气端朝下，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，使注射器内空气样品处于正压状态， 以免外界空气渗入注射器内，影响空气样品的 浓度或使其被污染。注射器采样法主要用于气 相色谱法分析的样品采集。
二、浓缩采样法（concentrated sampling method）
浓缩采样法是使大量的空气样品通过空气收 集器，将其中的待测物吸收、吸附或阻留， 使低浓度的待测物富集而被采集在收集器内。
浓缩采样法所采集空气样品的测定结果代表 采样期间内待测物的平均浓度。浓缩采样法 可以分为有动力采样法和无动力（无泵）采 样法。
3）高分子多孔微球（high polymer porosity micro-sphere）
是多孔性芳香族聚合物，使用较多的 是二乙烯基与苯乙烯基的共聚物。它 们具有表面积大、机械强度较高、热 稳定性较好、对某些化合物具有选择 性的吸附、解吸较容易等优良性能， 广泛用作气相色谱固定相或空气污染 物的采样。
采样体积为：
Vs
Vb
P1 P2 P1
式中，Vs为实际采样体积，ml；Vb为 集气瓶容积，ml；P1为采样点采样时 的大气压力，kPa； P2为集气瓶内的 剩余压力，kPa。
直接采样法的特点及注意事项
直接采样法的主要优点是方法简便， 可在有爆炸危险的现场使用。但应注 意收集容器的器壁吸附和解吸问题。 直接采样法采集的空气样品最好尽快 测定，以免待测组分与器壁发生化学 反应、吸附、解吸和渗漏等使其浓度 发生变化。
（2）吸收液的选择：p22
应根据待测污染物的理化性质和分析方法 而定，选择对被采集的空气污染物具有较 大溶解度或发生化学反应速度快的吸收液； 所采集的待测污染物在吸收液中应有足够 长的稳定时间；吸收液的成分对分析测定 应无影响。同时应该尽可能选用价廉、易 得、无毒无害的吸收液。
最理想的吸收液不仅可以吸收空气中的待 测物，同时还可以用作显色液。
2）活性炭（activated carbon）
是一种非极性吸附剂，可用于非极性和 弱极性有机蒸气的吸附。其吸附容量大、 吸附力强，但较难解吸。
活性炭适宜于非极性或弱极性有机蒸气 的采集，可在常温下或降低采集温度的 条件下，有效采集低沸点的有机蒸气。 被吸附的气体或蒸气可通氮气加热 （250~300℃）解吸或用适宜的有机溶 剂（如二硫化碳）洗脱。
2．固体填充柱采样法（solid adsorbent sampling method）
利用空气通过装有固体填充剂的小柱 时，空气中有害物质被吸附或阻留在 固体填充剂上，从而达到浓缩的目的， 采样后再通过解吸或洗脱供测定用。
（1）填充剂采样的原理：p23
固体填充剂是具有较大比表面积的多孔 物质，对空气中多种气态或蒸气态污染 物有较强的吸附能力，这种吸附作用通 常包括物理吸附和化学吸附。
第二节 气态污染物的采样方 法
通常可分为两大类，即 直接采样法 浓缩采样法
一、直接采样法（direct sampling method）
直接采样法是将空气样品直接采集在 合适的空气收集器（air collector）内， 再带回实验室分析。
直接采样法
该法主要适用于采集气体和蒸气状态的 污染物，用于空气污染物浓度较高、分 析方法灵敏度较高、不适宜使用动力采 样的现场，采样后应尽快分析。 用直接采样法所得的测定结果代表空气 中有害物质的瞬间或短时间内的平均浓 度。
穿透容量和最大采气量可以表示填充 柱对被采集的某组分的采样效率（或 浓缩效率）。穿透容量和最大采气体 积越大，表明浓缩效率越高。对于多 组分的采集，则实际的采集体积应不 超过穿透容量最小组分的最大Байду номын сангаас气体 积。