新版职业任务模块一室内空气采样技术

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1.填充剂:由惰性多孔颗粒物(如石英沙、玻璃微球)或 纤维状物(如滤纸、玻璃棉等)表面涂渍能与被测组 分发生化学反应的试剂制成。也可用纯金属丝毛或 细粒作填充剂
2.气样通过填充柱时,被测组分在填充剂表面因发生 化学反应而被阻留
3.采样量和采集速度大,富集物稳定,对气态、蒸汽 态和气溶胶态物质有较高的富集效率
❖ Vm---皂膜通过两刻度线的体积, ml。 ❖ P---校准时大气压力,kPa。
❖ P0---标准状态下大气压力,101.3kPa。 ❖ t---校准时实际温度,℃。
❖ T0---标准状态下绝对温度,273K。
转子流量计的使用和校准
❖ 采样器标准流量的计算:
标准流L量 /m(i) n
ຫໍສະໝຸດ Baidu
标准状态下皂度 膜线 计间 两体 刻积 60/1000
二)有动力采样法
❖ 1、液体吸收法 ❖ 2、固体吸收法 ❖ 3、低温冷凝浓缩法
1、液体吸收法
❖ (1)气体吸收原理
当一定流量的空气样品以气泡形式通过吸收液时, 气泡与吸收液界面上的物质或发生溶解作用或发生 化学反应,很快的被吸收液吸收。采样后,倒出吸 收液进行测定,根据测定的结果及采样体积即可计 算出大气中污染物的浓度。
测量采样的流量。 ❖ 根据理想气体状态方程,将现场采样体积V换算成
标准状况下的采样体积V0。
V 0V tT T 0p p 0V t227 7 t 33 10 p .31 25
三)被动式采样法
❖ 空气采样体积 = 采样速率K 采样时间
(五)采样仪器
流量计
吸收管
❖ 主要有流量计、抽气泵、吸收管组成
3次测定的时间平均值
转子流量计的使用和校准
❖ ③转子流量计使用时注意事项
❖ a.转子流量计长度不宜小于10cm。流量计测量范围 应该使采样流量在刻度值的上1/2处。
❖ b.流量计内部清洁、干燥。管壁和浮子上不能有液 体的凝结,不能有颗粒物附着。
❖ c.流量计必须垂直放置要保证气密性好。 ❖ d.采样前检查流量计是否准确,设备是否完好。 ❖ e.使用完后,经常校正流量值。
三)被动式采样法
❖ 被动式采样法(无泵采样法) ❖ 基于气体分子扩散或渗透原理采集空气中气
态或蒸气污染物的一种采集方法。不使用任 何电源和抽气动力。 ❖ 体积小,轻便。 ❖ 常用于室内空气污染和个体接触剂量的评价 监测。
(二)颗粒物的采样(气溶胶)
❖ 1、自然沉降法
❖ 用于采集颗粒物粒径大于30μm的尘粒。
皂膜流经体积与所用时间之比值为被测气体流 量。
皂膜流量计 支管
刻度线 橡胶滴头
皂膜流量计的使用
在橡胶滴头中加入肥皂水
皂膜至0刻度开始计时 挤捏胶管形成皂膜
固定流量计
转子流量计的使用和校准
❖ ②皂膜流量计的标准体积计算公式。
❖ 式中:

V VmTT0 t PP0
❖ V---标准状态下皂膜计两刻度线间的体积,ml
2、固体吸附法(填充柱采样法)
❖ 用一根长6~10cm,内径为3~5mm的玻璃管或聚 丙烯塑料管填装各种固体填充剂。
❖ 采样时,气体样品以一定的流速通过填充柱,被测 物质因被吸附、溶解、或发生化学反应等作用被阻 留在填充剂上,达到浓缩气样的作用。
❖ 采样后,送实验室,经解吸或洗脱使被测物从填充 柱上分离释放出来,然后进行分析测试。
❖注射器采样
2.塑料袋采样(图)
❖ 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。
采样方法(动画)
1、液体吸收法
吸收液的选择原则: ①对被采集物质溶解度要大或与被采集
物质的化学反应速度快 ②稳定时间长 ③有利于下一步分析 ④毒性小,价格低,易购买,可回收
1、液体吸收法
(2)吸收管的种类 1.气泡吸收管 2.冲击式吸收管 3.多孔筛板吸收管(瓶) 4.玻璃筛板吸收瓶
常用的吸收管
❖ 用闭管压力计测量剩余压力,则现场状态下的采样体积为:
❖ p为大气压力,kPa
V V 0(ppB )/p
❖ pB为闭管压力计测量剩余压力,kPa ❖ V为现场采样体积,L;V0为真空采样瓶的容积, L
❖ 用开管压力计测量剩余压力,则现场状态下的采样体积为:
VV0pK/p
❖ pK为开管压力计测量剩余压力,kPa
❖ 2)选择吸收效率在90%以上的吸收管。 ❖ 3)新购置的吸收管要进行气密性的检查。 ❖ 4)部分吸收液或待测液的稳定性差,因此要采取密
封、避光或恒温采样等措施,并尽快进行分析。 ❖ 5)吸收管路的内压不能过大或过小。吸收管要垂直。 ❖ 6)现场采样不能有泡沫抽出,采样后,要用样品溶
液洗涤进气口内壁3次,再倒出分析。
❖ 一)直接采样法 ❖ 二)有动力采样法 ❖ 三)被动式采样法
一)直接采样法
当大气中的被测组分浓度较高,或者监测方法灵 敏度高时,直接采用少量样品就能满足分析需要。
1.注射器采样 2.塑料袋采样 3.采气管采样 4. 真空瓶采样
1.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。
流量计的指示刻度要经常校正。
转子流量计的使用和校准
①校正流量计要用皂膜流量计 皂膜流量计: 由刻度玻璃管和橡皮球组成。其测量准确度高,
可以做为校正其他流量计的基准流量。 使用时在橡皮球内加入皂液,测量时先用皂液
湿润管壁,捏一下橡皮球,使气体进皂液形成一个 皂膜,气流将一个皂膜吹过刻度线,用秒表记录皂 膜经过刻线的时间。
(二)颗粒物的采样(气溶胶)
滤料常用 纤维状滤料:滤纸、玻璃纤维虑膜,过氯乙烯 滤膜等。 筛孔状滤料:微孔滤膜、核孔滤膜、银薄膜。
滤料阻留法采样原理
(三)两种状态共存的污染物的采样方法
❖ 综合采样法
❖ 当气态和颗粒物污染物共存时,若使用滤膜采样器 后,再接液体吸收管,可实现同时采样。缺点是采 样流量受限制,且颗粒物需要一定的速度才能采集 下来。
二)有动力采样法(富集采样法)
❖ 室内空气中的污染物浓度一般都比较低, ❖ 需用富集采样法对室内空气中的污染物进行浓缩,
使之满足分析方法灵敏度的要求; ❖ 富集采样法采样时间长,测得结果代表采样时段的
平均浓度。
❖ 有动力采样法(富集采样法) ❖ 用一个抽气泵,将空气样品通过吸收瓶(管)中的
吸收介质,使空气样品中的待测污染物浓缩在吸收 介质中。吸收介质通常是液体或多孔状固体颗粒物。
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 。
真空瓶采样
真空瓶采样体积的计算
❖ 若采气瓶中真空达不到1.33kPa,实际采样体积要根据剩余 压力来计算:
二)有动力采样法
❖ 1、用转子流量计和孔口流量计测定采样系统 的空气流量
❖ 采样时,气体流量计连接在采样泵之前,采 样泵选用恒流抽气泵。
❖ 采样流量稳定时:

空气体积 = 流量 采样时间
二)有动力采样法
❖ 2、用气体体积计量器测量进入采样系统的空气体 积
❖ 3、用质量流量计测量进入采样系统的空气体积 ❖ 4、用类似毛细管或限流的临界孔稳流器来稳定和
气泡式吸收管 :适用于采集气态和蒸气态 物质,吸收瓶内可装5~10mL吸收液,采样 流量为0.5~2.0L/min。
冲击式吸收管: 适宜采集气溶胶。
多孔筛板吸收管:适合采集 气态和蒸汽态及雾态气溶胶 物质 。
(3)使用液体吸收法时应注意的问题:
❖ 1)气液接触面积越大,吸收效率越高,因此要尽可 能使气泡直径小,液体高度大,尖嘴部的气泡速度 慢。
2、固体吸附法(填充柱采样法)
❖ (1)吸附型填充柱 ❖ (2)分配型填充柱 ❖ (3)反应型填充柱 ❖ (4)填充柱采样法应注意的问题
(1)吸附型填充柱
1.填充剂 活性炭、硅胶、分子筛、高分子多孔微球
等。 2.表面吸附作用
分子间引力引起的物理吸附,吸附力较弱; 剩余价键力引起的化学吸附,吸附力较强
(五)采样仪器
气样→流量计→吸收管→(缓冲瓶) →抽气泵
1、空气采样器 2、TSP颗粒物采样器 3、孔口流量计 4、转子流量计
溶液吸收法采样
转子流量计的使用和校准
转子流量计是计算气体的最常用的流量 计,它的流量与转子的高度关系是受流体密 度影响的。
因此,气体种类、温度、压力都会影响 流量的测量。
填充柱采样原理
3、低温冷凝浓缩法
①应用范围:常温下难于被固体吸附剂完全阻留的一 些低沸点气态化合物,可以用制冷剂将其冷凝下来。 eg:苯乙烯,三氯乙醛等.
②冷冻剂
冰-盐水(-10℃)
除去水
干冰-乙醇(-72℃)
和CO2
低温冷 凝法
液氨(-183℃)
液态空气(-190℃)
半导体制冷器
③仪器
冷阱,选择性过滤器,浓缩管
❖ 浸渍试剂滤料法
❖ 是将某种化学试剂浸渍在滤纸或滤膜上,这种滤纸 适宜采集气态和气溶胶共存的污染物。气态污染物 与滤纸上的试剂迅速反应而被固定在滤纸上。如用 稀硝酸浸渍过的滤纸采集铅烟和铅蒸气等。
(四)采样体积的计算
❖ 一)直接采样法 ❖ 使用注射器采样、塑料袋采样和固定容器采
样的方法,采样器具的容积就是空气采样体 积。 ❖ 只要校准器具的体积就可知道采样的体积。
❖ 2、滤料法
自然沉降 法
(二)颗粒物的采样(气溶胶)
2、滤料法
采样方法:把过滤材料(滤纸、
滤膜)夹在采样夹上,用空气
装置抽气,则空气中的颗粒物
被阻留在过滤材料上,称量过
滤材料上富集的颗粒物质量,
根据采样体积,即可计算出空
气中颗粒物的浓度。
由滤料采样夹、抽气风机、流 量记录仪、计时器及控制系统、 壳体等组成。
(4)填充柱采样法应注意的问题
❖ 1)可以长时间采样。而液体吸收法由于液体易蒸发 损失,不可长时间采样
❖ 2)选择合适的固体填充剂对于蒸气和气溶胶都有较 好的采样效率。
❖ 3)污染物浓缩在填充剂上的稳定性较强。可放几天 后再分析。
❖ 4)填充柱的吸附效率受温度、湿度的影响较大。必 要时,可在采样管前加一个干燥管。
谢谢!
3.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。

采气管采样
4. 真空瓶采样
真空瓶:用耐压玻璃制成的固定容器,容积为500~ 1000ml。
职业任务模块一 室内空气采样技术
1.1 室内空气样品的采集
1.1 室内空气样品的采集
❖ (一)气态污染物的采样方法 ❖ (二)颗粒物的采样(气溶胶) ❖ (三)两种状态共存的污染物的采样方法 ❖ (四)采样体积的计算
(一)气态污染物的采样方法
选择采样方法要考虑的因素: 1.污染物的存在状态 2.污染物的浓度 3.污染物的理化特性 4.所用分析方法的灵敏性
极性吸附剂,如硅胶,对极性化合物的吸附能力强; 非极性吸附剂,如活性炭,对非极性化合物的吸附能 力强;
(2)分配型填充柱
1.填充剂 表面涂高沸点有机溶剂的惰性多孔颗粒物,如硅
藻土,类似于GC中的固定相 2.当被采集气样通过填充柱时,在有机溶剂中分配系
数大的组分保留在填充剂上而被富集
(3)反应型填充柱
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