空气样品的采集

1第二章空气样品的采集2目录采样点的选择14自动化采样方法5采样仪器6气态污染物的采样方法2复习思考题8两种污染物同时采样方法4气溶胶污染物的采样方法3最小采气量和采样效率73第一节采样点的选择4采样：保证空气样品(airsample)代表性（真实、可靠）检验（测定）：保证结果准确卫生检验工作分为两大部分5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。6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7北东北东东南南西西北西南污染源北方区域南方区域东方区域西方区域各区域污染严重程度如何？应在什么地点采样？应用什么方法采样？应在什么时候采样？应该采多少体积？采样效率好不好？8•采集空气样品的地点称为采样点（samplingsite）•根据检验目的，选择采样点采样点的设置（一）环境空气质量监测的采样点设置依据《环境空气质量监测规范（试行）》（二）室内空气质量评价采样点的设置依据《室内空气质量标准》（三）工作场所空气污染状况调查依据《工作场所空气中有害物质监测的采样规范》10一、环境空气样品采样点的选择（一）环境空气污染采样调查环境空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。11•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)的影响风速污染物排放高度风向121．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13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。100(%)YX风向频率149.310.27.027.910.216.37.411.6烟污强度系数百分比2.02.21.56.02.23.51.62.5烟污强度系数66425256平均风速m/s1213612117815风向频率％西北西西南南东南东东北北指标表2-1风向频率和烟污强度系数15北东北东东南南西西北西南污染源严重污染区主风向主风向的下风向主风向的上风向较远处无污染区最轻污染区轻污区轻污区轻污区轻污区风向频率烟污强度系数轻污区16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17•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18一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sm/%该方向的平均风速某方位的风向频率烟污强度系数＝和各方位烟污强度系数总某方位烟污强度系数＝烟污强度系数100%19北东北东东南南西西北西南污染源烟%最大的风向严重污染区最轻污染区轻污区轻污区轻污区轻污区风向频率烟污强度系数轻污区烟最小20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百分比最大风向的下风向为严重污染区烟系百分比最小风向的下风向为最轻污染区其它方向为轻度污染区212．废气排出高度(h)的影响h1:烟囱高度h2：烟气上升高度22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。（二）采样点选择的原则和要求我国《环境监测技术规范》（大气和废气部分）1.采样点应设在整个监测区域的高、中、低三种不同污染物浓度的地方。2.污染源比较集中，主风向比较明显时，应将污染源的下风向作为主要检测范围，布设较多的采样点，在其上风向布设对照点。3.工业较密集的城区和工矿区，人口密度及污染源超标地区，要适当增设采样点；在郊区和农村，人口密度小及污染物浓度低的地区，可酌情少设采样点。4.采样点的周围应开阔。5.根据检测目的确定采样高度。241.网格布点法（等距方格法）（三）采样布点方法253．功能分区布点法4．同心圆布点法5.扇形布点法2．模式模拟计算布点法26采样频率采样时间（四）采样时间和频率指每次采样从开始到结束所经历的时间，也称采样时段。•系指在一定时间范围内的采样次数。27超限倍数短时间接触容许浓度时间加权平均容许浓度•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（GBZ159－2004），包括：二、工作场所采样点的选择最高容许浓度1．工作场所空气污染调查采样现场调查主要包括：①了解工作过程中会使用的化学物质②了解工作流程③了解劳动者的工作状况④了解工作场所的卫生状况、环境条件、卫生防护设施及其使用情况、个人防护设施及使用状况29（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）。2．采样点的选择•采样点应设在工作地点的下风向，远离排气口，远离可能产生涡流的地点。•在评价工作场所防护设备的防护效果时，应根据设备的情况选定采样点。31（2）采样点的数量（3）采样时间和采样频率•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15min。•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。32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33平行样品间的偏差（D）a，b分别为两个平行样品的浓度值；D＜20%，有效样品D＞20%，无效样品。重采重测!%100)(2%1002babababaD34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。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0.5m•采样点高度原则上与人的呼吸带高度一致，相对高度0.5～1.5m三、室内空气样品采样点的选择362．采样点的数目•小于50m2的房间：1～3个点；•50～100m2的房间：3～5个点；•100m2以上至少设5个点。采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，应取各点检测结果的平均值作为该房间的检测值。3．采样时间和频率•采样前至少关闭门窗4h•年平均浓度至少连续或间隔采样3个月•日平均浓度至少连续采样18h•8h平均浓度至少连续采样6h•1h平均浓度至少连续采样45min1．采样点选择的原则•采样点要考虑现场的平面布局和立体布局，高层建筑物的立体布点应有上、中、下三个检测平面，分别在三平面布点；•采样点应避开人流通风道和通风口，距离墙壁0.5～1m，高度0.8～1.2m；•可采用交叉、斜线或梅花式方法布点。四、工作场所空气样品采样点的选择2．采样点数量和高度3．采样时间和采样频率•开展发证监测和复证监测时，要监测1天，上、下午晚上各采样一次或在营业前、中和结束前各采样一次；•开展经常性卫生监测时，只进行一次性监测或营业高峰时间内监测一次；•开展公共场所卫生学评价时，要连续监测3天。以上监测每次都应采集平行样品！40第二节气态污染物的采样方法41两大类直接采样法浓缩采样法42一、直接采样法（集气法）（directsamplingmethod）•直接采样法是将空气样品直接采集在合适的空气收集器(aircollector)内再带回实验室分析。•适用于采集气体蒸气的污染物43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平均一、直接采样法（directsamplingmethod）44直接采样法（容器法）又可分为:★塑料袋采样法★注射器采样法★置换采样法★真空采样法451．塑料袋采样法(samplingmethodusingplasticbag)•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462.注射器采样法（syringesamplingmethod）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。×47•容器：采气管、采气瓶3．置换采样法（substitutionsamplingmethod）•采样动力：100mL注射器、真空泵•采样方法：送气置换、抽真空置换，V抽真空=(6～10)V集气瓶48在实验室先抽真空，至P瓶内＜133Pa，关闭活塞。现场慢慢打开活塞采气4．真空采样法（vacuumsamplingmethod）49121PPPVVb采样体积为：V:实际采样体积，mLVb：集气瓶体积，mLP1：采样时采样点的大气压力，kPaP2：集气瓶内的剩余压力，kPa50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。51二、浓缩采样法（concentratedsamplingmethod）浓缩采样法是大量空气样品通过空气收集器时，其中的待测物被吸收、吸附或阻留，富集在收集器内的采样方法。吸附吸收阻留52（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531．溶液吸收法（solutionabsorptionmethod）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。54（1）溶液吸收的原理：待测气体在溶液中的吸收速度：v=AD(cg-cl)v：气体吸收速度A：气液接触面积D：气体的扩散系数Cg：平衡时气相中待测组分的浓度Cl：平衡时液相中待测组分的浓度cl=0,v=ADcgA,v56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：gυ6dHQAQ：采气流量H：吸收管的液体高度vg：气泡速度d：气泡平均直径57（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58（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）591）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602）多孔玻板吸收管（frittedglassbubbler）直型、U型两种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。•通常用单管采样•采集对象：气体、蒸气，主！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。622．固体填充柱采样法(solidadsorbentsamplingmethod)63•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！•采样后再通过解吸或洗脱供测定用。（1）填充剂的采样原理物理吸附和化学吸附（分子间亲和力）化学吸附：吸附质分子与固体表面原子（或分子）发生电子的转移、交换或共有，形成吸附化学键的吸附。固体填充剂：较大的比表面积、多孔特点：良好的机械强度、稳定的理化性质、通风阻力小、采样效率高、易于解吸附、空白值低（2）最大采气量和穿透容量表示填充柱对被采集的某组分的采样效率（或浓缩效率）影响因素：填充剂的性质和用量、采气流速、被采集组分的浓度、填充柱采样管的直径和长度。采样时的温度、空气中的水分和二氧化碳的含量对最大采气量也有影响。66（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。67•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