空气样品的采集空气理化检验

主讲：杨胜园 南华大学
公共卫生学院卫检教研室
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目录
1 采样点的选择
2 气态污染物的采样方法
3 气溶胶污染物的采样方法
5
采样仪器
44 两种污染物时采样方法
6 最小采气量和采样效率
7
复习思考题
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2
第一节 采样点的选择
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3
风向
风速
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污 染 物 排 放 高 度
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1．风向和风速的影响
• 各方位平均风速相差不大时, 只考虑风向的影响 用风向频率（%）来分析 城镇污染源 周围受污染的地区和污染的程度
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风向频率（%）：
在长期观测风向的记录中，从某个方位吹来 的风的重复次数(X)与各个方位吹来的风的 总次数(Y)的百分比。
时间加权平均容许浓度
短时间接触容许浓度
最高容许浓度
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1．采样点的选择原则
• 选择有代表性的工作地点 应包括空气中有害物 质浓度最高的工作地点，劳动者接触时间最长的 工作地点。
• 在不影响劳动者工作的情况下，采样点尽可能靠 近劳动者，空气收集器应尽量接近劳动者工作时 的
• 呼吸带（一般离地面1.5m左右）
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2．采样点数目的确定
3．采样时段的选择 • 在有害物质浓度最高的时段进行采样采样
时间一般不超过15 min。 • 采样必须在正常工作状态和环境下进行，
避免人为因素的影响。
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采样时， 每个采样点都要 平行采样(采集平行样品) 相同条件 同一台采样器 两进气口相距5~10cm 同时采集两份样品
• 适用于采集 气体 的污染物
蒸气
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一、直接采样法 （direct sampling method） 特点
● 直接采样, c样品不变； ● V采样小，V采样由采样容器决定； ● t采样短，测定结果是瞬间
或短时间内的c平均
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直接采样法（容器法）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
•根据检验目的，选择采样点
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一、大气样品采样点的选择
（一）大气污染采样调查 大气污染是由
固定污染源和流动污染源 排放的污染物扩散造成的， 而污染物的扩散又直接与排放量、时间和空间 有关，受气象、季节、地形等因素的影响很大
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• 其中主要考虑两种影响因素 风向和风速的影响 废气排出高度(h)的影响
卫生检验工作分为 两大部分
采样：保证空气样品(air sample) 代表性（真实、可靠）
检验（测定）：保证结果准确
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空气样品特点
流动性和易变性， 受气象因素影响大，待测物质种类多、 含量低、浓度变化快。
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采样前必须做好以下工作：
对现场进行调查研究后 ★选采样点 ★选采样时间 ★选采样方法 ★选采样仪器 ★计算最小采气量（采多少体积） ★计算采样效率
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各区域污染严 重程度如何？
应在什么地 点采样？
应在什么时 候采样？
应用什么方 法采样？
西北
西方 区域
西
西南
北方区域
北
污染源
南
应该采多少体积？ 采样效率好不好？
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南方区域 下一页 退出
东北 东 东方
区域
东南
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•采集空气样品的地点 称为采样点（sampling site）
• 采样容器：塑料袋 • 容器要求：气密性好、死体积小于5%、
对样品不反应、不吸附、不渗漏 • 采气动力：注射器、手抽气筒 • 先清洗3－5次，再采样
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3．置换采样法 （substitution sampling method）
•容 器：采气管、采气瓶
•采样动力：100ml注射器、真空泵 •采样方法：送气置换、抽真空置换，
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直接采样法注意事项
1.容器呈惰性，不解吸、不吸附 2.尽快分析，
防渗漏、防与器壁反应 3.分析方法灵敏度不高时，
不能用集气法。
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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，将低浓度的待 测物富集而被采集在收集器内
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污染源四周污染情况:
主风向的上风向较远处：
无污染区
主风向的下风向：
严重污染区
风向频率最小方向的下风向： 最轻污染区
其它方向：
轻度污染区
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• 各方位平均风速相差较大时, 必须考虑风向和风速的综合影响
用烟污强度系数（%） 来分析城镇污染源周围 受污染的地区和污染的程度
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2．废气排出高度(h)的影响
h1: 烟囱高度 h2：烟气上升高度
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废气经烟囱排出时：
h值越大， 严重污染区距污染源越远， 否则， 严重污染区距污染源越近。
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（三）采样布点方法 1. 等距方格法确定采样点
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烟污强度系数＝
某方位的风向频率 % 该方向的平均风速 m / s
烟污强度系数 %＝某各方方位位烟烟污污强强度度系系数数总1和00
一个地区受污染的程度 与风向频率成正比,与风速成反比, 用烟污强度系数来衡量
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严重污染区
最
风向频率 烟污强度系数
果的平均值作为该房间的检测值
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第二节 气态污染物的采样方法
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两大类 直接采样法 浓缩采样法
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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。
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（3）溶液吸收法常用的收集器
• 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）
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1）气泡吸收管
• 大型、小型两种 • 内管直径上大下小， • 外管上部直径较大 作用？ • 采集对象：气体、蒸气 • 方法：两管串联采样
E m 100% M M
m
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3．低温冷凝浓缩法（冷阱法）
• 先用致冷剂将固体吸附剂降温， 常用的致冷剂有
冰-盐水（-10℃），干冰-乙醇（-72℃） 液氮-乙醇（-117℃），液氮（-196℃）
1.干燥管
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采样管做成U型或蛇型， 插入冷阱中
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平行样品间的偏差（D）
D
ab ab
100%
2(a b)
a b
100%
2
a. b 分别为两个平行样品的测定值；
D＜20%，有效样品
D＞20%，无效样品。重采重测!
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如果周围环境对待测物浓度影响很大，导 致D＞20%，可用
多次单个采样 分析结果的平均值 或浓度波动范围 来表示现场待测物的量
风向频率(%) X 100 Y
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指标
表2-1 风向频率和烟污强度系数 北 东北 东 东南 南 西南 西 西北
风向频率％ 15 8 7 11 12 6 13 12
平均风速 m/s
6
5
2
5
2
4
6
6
烟污强
度系数 2.5 1.6 3.5 2.2 6.0 1.5 2.2 2.0
轻 污
区西
轻北
污 区
西
北
污染源
轻 污
东
染 区
北
轻
东污
区
东
烟 最 小
烟%最大的风向
轻 污
西 南
区
南
南
轻
污
区
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污染源四周污染情况：
主风向的上风向较远处为无污染区 烟系最大风向的下风向为严重污染区 烟系最小风向的下风向为最轻污染区 其它方向为轻度污染区
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V抽真空=(6～10)V集气瓶
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4．真空采样法 （vacuum sampling method）
在实验室先抽真空， 至P瓶内＜133 Pa，关闭活塞。 现场慢慢打开活塞采气
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采样体积为：
Vs
Vb
P1 P2 P1
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采样时应在采样管的进气端 连接干燥管（如高氯酸镁、 烧碱石棉、氢氧化钾、氯化 钙等），以除去水分及CO2
• 采样后再通过解吸或洗脱 供测定用。
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（3）填充柱的洗脱效率
• 一是热解吸：热解吸法常用于空气中 污染物的气相色谱分析。
• 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
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• 洗脱效率（E）是指能够被热解吸或洗脱液洗脱下来 的被测物的量（m）占填充剂上采集的被测物总量 （M）的百分数。其计算公式为：
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2．功能分区布点法 3．同心圆布点法 4. 扇形布点法
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（四）采样时间和频率
采样时间
指每次采样从开始到结束所经历的时间，也称采 样时段。
采样频率
•系指在一定时间范围内的采样次数。
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• 2004年我国制定了工作场所空气中有害物 质监测的采样规范（GBZ 159－2004）， 包括：
雾状和颗粒较小的烟状污染物 次！ 注：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
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2．固体填充柱采样法 (solid adsorbent sampling method)
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• 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，浓缩！
烟污强度
系数百分比 11.6 7.4 16.3 10.2 27.9 7.0 10.2 9.3
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主风向
风向频率 烟污强度系数
主风向的下风向
主风向的上风向较远处
轻 污
区西
轻北
污 区
西
无污染区
最
轻
污
北
东
染 区
北
污染源
轻
东污
区
东
轻 污
西 南
区
南
南
轻
污
区
严重污染区
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（1）溶液吸收的原理：
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空气样品是以气泡状通过吸收液的， 气-液接触的总面积A为：
6Q H A
d υg
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（2）吸收液的选择：
▲溶解度大 ▲反应速度快 ▲稳定时间长 ▲吸收液的成分对分析测定无影响 ▲价廉、易得、无毒无害 ▲最理想的吸收液：边吸收，边显色 ▲常用的吸收液有水、水溶液或有机溶剂等
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1．采样点选择的原则
• 采样点应避开通风道和通风口， • 离墙壁距离应大于0.5 m • 点高原则上与人的呼吸带高度一致，相对
高度0.5～1.5 m
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2．采Baidu Nhomakorabea点的数目
• 小于50 m2的房间：1～3个点； • 50～100 m2的房间：3～5个点； • 100 m2以上至少设5个点。 • 样点设在对角线上或梅花式均匀分布， • 当房间内有2个及以上采样点时，应取各点检测结
吸收 阻留
吸附
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（一）有动力浓缩采样法
根据吸收介质的不同，又分为：
•溶液吸收法 •固体填充柱采样法 •低温冷凝浓缩法等
吸收介质不同
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1．溶液吸收法 （solution absorption method）
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。
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2）多孔玻板吸收管 （fritted glass bubbler）
直型、U型两种
A 6Q H d υg
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，使采样效率较气泡吸收
管明显提高
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• 通常用单管采样， • 采集对象：气体、蒸气，主！
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1.注射器采样法 （syringe sampling method）
再采集现场空气样品， 将进气口套上塑料帽
或橡皮帽密封
运输、保存时，应始终保持进气端朝 下，以防外界气体渗入
×
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2．塑料袋采样法 (sampling method using plastic bag)