大气及废气监测采样方法和采样容器

（一）溶液吸收法:采集大气中气态、蒸气态及某些气溶胶态污
染物质
1.原理及过程:用抽气装置使待测空气以一定流量通入 装有吸收液的吸收管，待测组分与吸收液发生化学反应 或物理作用，使待测污染物溶解于吸收液中。采样结束 后，取出吸收液，分析吸收液中被测组分含量。
气体吸收管（瓶）示意图
从原理可以看出，此方法最重要的环节就是
吸收速度——取决于所选择的吸收液的特性 气样与吸收液接触面积——取决于所选择的吸 收管（瓶）的结构
（二）、填充柱阻留法
原理：填充柱是用一根长6—10cm、内径3—5mm的玻璃
管或塑料管，内装颗粒状填充剂制成。采样时，让气样 以一定流速通过填充柱，则欲测组分因吸附、溶解或化 学反应等作用被阻留在填充剂，达到浓缩采样的目的。 采样后，通过解吸或溶剂洗脱，使被测组分从填充剂上 释放出来进行测定。
物质（也就是分子态污染物）。
②冲击式吸收管:适合采集气溶胶（也就
是粒子态污染物）。
③多孔筛板吸收管(瓶):采集分子态污染
物和粒子态污染物都可以。
P.135
有了吸收液和吸收管，就可以具体进行气体采 集了，那么到底哪种方法的效果好？必须有个 判断的标准，这个标准就是吸收效率。
5.吸收效率
溶液吸收法的吸收效率主要取决于吸收速度、 样气与吸收液的接触面积。
球胆采样
要求所采集的气体与橡胶不起反应，不吸附。 用前先试漏，取样时同样先要用现场气来洗球胆2-3 次，采集后应该封口。
采气管采样
采气管是两端具有旋塞的管式玻璃容器，其容积为 100～500ml
采样方法：打开两端旋塞，将二连球或抽气泵接 在管的一段，迅速抽进比容积大6～10倍的欲采气 体，使采气管中原有气体被完全置换出，关上两端 旋塞，采气体积即为采气管的容积。
① 物理吸附（也叫范德华吸附）：
定义：吸附剂与吸附质间主要作用力为分子吸引的吸附。 特点：
A. 吸附过程无选择性（只要满足相间分子作用力大于相内 分子作用力，吸附就会发生）；
B. 吸附过程不稳定，可逆，当被吸附气体分压降低或温度 升高时，能比较容易地从固体表面逸出，而不改变气体原 来的性状；
分类:
1.吸附型填充柱
2.分配型填充柱
3.反应型填充柱
吸附型填充柱
1.填充剂 活性炭、活性氧化铝、硅胶、分子筛、高分 子多孔微球等。
2.表面吸附作用: 物理+化学
分子间引力引起的物理吸附，吸附力较弱； 化学价键力引起的化学吸附，吸附力较强。
吸附作用
1.基本概念
吸附：在用多孔性固体物质处理流体混合 物时，利用固体表面存在的分子引力或化 学键力把流体混合物中的某一或某些组分 吸收并浓缩集中在固体表面，这种分离流 体混合物的过程称为吸附。 从定义抓住整个过程的三个关键点： 作用主体，作用对象，作用力
真空瓶采样
真空瓶：用耐压玻璃制成的固定容器，容积为50ห้องสมุดไป่ตู้～１ 000ml。
采样方法：先用抽真空装置将采气瓶内抽至剩余压力达 1.33kPa左右，如瓶中预先装有吸收液，可抽至液泡出 现为止，关闭活塞。采样时，在现场打开瓶塞被采气体 充入瓶内，关闭旋塞，送实验室分析 。
采样体积换算：p.134
二、富集(浓缩)采样法
吸收液和吸收管。
2.常用吸收液：水、水溶液、有机溶剂等。
按照吸收原理分为两类:
物理作用吸收液：气体分子溶解于溶液，如：用
水吸收大气中的HCl、甲醛；用5％的甲醇吸收有机 农药；用10%乙醇吸收硝基苯等。
化学作用吸收液：气体分子与溶液发生化学反应，
如：氢氧化钠溶液吸收大气中的H2S基于中和反应； 用四氯汞钾溶液吸收SO2基于络合反应等。
吸附剂：起吸附作用的多孔固体物质称为 吸附剂。
吸附剂一般都具有较大的比表面积和细孔 容积，足够的热稳定性和机械强度，另外 密度、孔隙率、孔径、颗粒度等也是吸附 剂的特性指标。
吸附质：在吸附过程中，被吸附到固体表 面的物质（气体组分）称为吸附质。
2.吸附方法分类 根据吸附作用力的不同性质，可将吸附分 为物理吸附和化学吸附。
真空采气瓶抽真空装置示意图
注射器采样 用100mL注射器连接一个三通活塞，适用于采集有 机蒸气样品 。 采样时先用现场空气抽洗3～5次，然后抽样，密封 进气口，将注射器进气口朝下，垂直放置，使注射 器内压力略大于大气压。 样品存放时间不宜太长，一般要当天分析完毕。
塑料袋采样
应选择与样气中污染组分既不发生化学反应， 也不吸附、不渗漏的塑料袋。常用的有聚四氟乙烯 袋、聚乙烯塑料袋及聚酯袋等。为了减少对组分的 吸附，可在袋的内壁衬银、铝等金属膜。采样时， 先用二连球打进现场气体冲洗2～3次，再充样气、 夹封进气口，带回实验室分析。
大气中的污染物质浓度一般都比较低(ppm— ppb数量级,注意与mg/m3的换算)，直接采样法往 往不能满足分析方法检测限的要求，故需要用富 集采样法对大气中的污染物进行浓缩。富集采样 时间—般比较长，测得结果代表采样时段的平均 浓度，更能反映大气污染的真实情况。采样方法: 有溶液吸收法、固体阻留法、低温冷凝法及自然 沉降法等。
C. 吸附过程通常放热；（过程自发进行，熵增大，因此是 放热的）
D. 吸附速度只取决于气体的物理性能及吸附剂的特性； E. 在低压下为单分子层吸附（即固体表面上每个吸附位只
能吸附一个分子，气体分子只有碰撞到固体的空白表面上 才能被吸附），气压增大也会变为多分子层吸附；
b.
3.吸收液的选择原则：
a.与被采集的物质发生化学反应快或对其溶解 度大。
b.污染物质被吸收液吸收后，要有足够的稳定 时间，以满足分析测定所需时间的要求。
c.污染物质被吸收后，应有利于下一步分析测 定，最好能直接用于测定。
d.吸收液毒性小、价格低、易于购买，且尽可 能回收利用。
4.根据吸收原理不同，常用吸收管的种类： ①气泡式吸收管:主要用于吸收气态、蒸汽态
第三节 大气样品的采集方法 和采样仪器
采集方法：
1.直接采样法 2.富集(浓缩)采样法
一、直接采样法：
当大气中的被测组分浓度较高，或 者监测分析方法灵敏度高时，直接 采用少量样品就能满足分析需要。
真空采气瓶示意图
（一）注射器采样
（二）塑料袋采样
（三）球胆采样
采气管示意图
（四）采气管采样
（五）真空瓶采样