大气样品采集方法和采样仪器41页PPT

（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。

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。
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。
m
n
上式中， x为吸附组分的质量，m为吸附剂的 质量，x/m为吸附剂的吸附量，p为平衡时被 吸附组分在气相中的分压，a、n为经验常数 （值由实验确定）。
以上方程可以看做一次函数，斜率为1/n，斜 率如果在0.1-0.5之间，吸附容易进行，斜率如 果大于2则吸附难以进行。弗罗德里希等温吸
附经验公式常用于常压下的低浓度气体，而对 高浓度气体偏差较大。
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

特点
可代表采样时段的平均浓度。 更能反映大气污染的真实情况。
02 浓缩采样法
采样方法 溶液吸收法
分析制样技术
滤纸和滤膜阻留法
固体吸附剂阻留法
02 浓缩采样法
分析制样技术
采样方法
原理
适用条件
特点
常见种类
溶液吸收法 滤纸和滤膜阻留法
被测组分经气液界 面浓缩于吸收液中
机械阻留 吸附等方式
气态或蒸汽态 及某些气溶胶状态
分析制样技术
气体样品采集设备
气体样品采集设备采样连接顺序
分析制样技术
空气 采样器
采集器 气体流量计
空气采样仪器，又称为空气采样器，是 指以一定的流量采集空气样品的仪器。
采气动力
采样设备
吸气器 抽气泵
采气 动力
收集器 气体流量计 抽气动力
专用 采样器
分析制样技术
气体 流量计
孔口流量计 皂膜流量计
②
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。
分析制样技术
③
采样时， 每个采样点 都要平行采样，采集 平行样品，必须满足 相同条件：即同一台 采样器，两进气口相 距5~10cm，同时采 集两份样品。
02 工作场所采样点的选择
分析制样技术
03
室内空气样品采样点的选择
03 室内空气样品采样点的选择
(1)采样点选择的原则
原则
①
采样点应避开通风道和通风口，离 墙壁距离应大于0.5 m。
②
采样点高度原则上与人的呼吸带高 度一致，相对高度0.5～1.5 m。
分析制样技术
03 室内空气样品采样点的选择
(2)采样点的数目
分析制样技术

• 不同的存在状态有不同的评价方法 •
气态和蒸汽态污染物质效率的评价 方法
1.绝对比较法 K = C1×100%/C0 2.相对比较法 配制一个恒定的但不要求知道准确浓度的气体样 品，用2-3个采样管串联起来采集所配制样品， 分别测定各采样管中的污染物含量,计算第一管 含量占总量百分数。第二、三管的污染物浓度 越小，采样效率越高。一般要求K值在90%之 上。 采样效率 K = C1×100% /（C1+C2+C3）
2)电动抽气泵（electric pump） 采样时间较长和采样速度要求 较大
大气表示方法 1、单位体积质量浓度C：即单位体积内所 包含污染物的质量数。对任何状态的污 染物都适用。 2、体积比浓度Cp：即污染物体积与气样 总体积的比值，不受空气温度及压力的 影响。 单位：ppm或ppb，仅适于气态或蒸汽态 物质，不适用于颗粒态物质。
• 常用测定二氧化硫的方法有：分光光度 法、紫外荧光法、电导法、库仑滴定法、 火焰光度法 • 国家制定了两个标准方法,一是GB 897080四氯汞盐-盐酸副玫瑰苯胺比色法,另一 是GB/T15262-92甲醛吸收-盐酸副玫瑰苯 胺分光光度法。 • 样品运输和储存过程中，应避光保存
• 四氯汞钾溶液吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光 光度法 原理 用氯化钾（KCl）和氯化汞（HgCl2）配 制成四氯汞钾溶液，气样中的二氧化硫 用该溶液吸收，生成稳定的二氯亚硫酸 盐络合物，该络合物再与甲醛和盐酸副 玫瑰苯胺作用，生成紫色络合物，其颜 色深浅与SO2含量成正比，可用分光光度 法测定。λ＝548nm
化学反应
• 吸收效率主要决定于吸收速度和样气与 吸收液的接触面积
常用吸收管
①气泡式吸收管：适用于采集气态和蒸汽态物质， 不宜采气溶胶态物质。 ②冲击式吸收管striking absorption method：适 宜采集气溶胶态物质和易溶解的气体样品，而 不适用于气态和蒸汽态物质的采集。 ③多孔筛板吸收管（瓶）perforated screen absorption method：是在内管出气口熔接一块 多孔性的砂芯玻板，当气体通过多孔玻板时， 一方面被分散成很小的气泡，增大了与吸收液 的接触面积；另一方面被弯曲的孔道所阻留， 然后被吸收液吸收。所以多孔筛板吸收管既适 用于采集气态和蒸汽态物质，也适于气溶胶态 物质。

05
大气采样的质量控制
采样前的质量控制
采样计划
制定详细的采样计划，包括采样点位、 时间、频次等，确保采样的代表性和科 学性。
仪器校准
对使用的采样仪器进行校准，确保其准 确性和可靠性。
人员培训
对采样人员进行专业培训，确保他们熟 悉采样技术、操作规范和安全注意事项 。
物资准备
提前准备好所需的采样器材、试剂、标 签等物资，确保采样工作的顺利进行。
02
评价大气环境质量是否符合国家或地区标准，为制定环境质量改善计 划提供依据。
对比不同地区、不同时间的大气环境质量，为环境规划和管理提供数 据支持。
大气污染源调查与解析
01
通过采样和分析，确定污染物的 来源，为污染源控制和管理提供 依据。
02
分析污染物的成分和浓度，解析 污染物的转化和迁移规律，为污 染治理和预防提供科学依据。
03
智能化
高效化
精准化
随着人工智能和物联网技术的发展，大气 采样将更加智能化，实现自动化、远程控 制和数据分析。
未来大气采样将更加高效，能够快速准确 地获取大气中的污染物浓度和分布情况。
随着传感器技术的进步，大气采样的精度 和可靠性将得到提高，能够更准确地反映 大气污染物的实际情况。
大气采样技术与其他技术的结合应用
与遥感技术结合
与地理信息系统结合
通过卫星遥感和无人机遥感技术，实 现大范围、快速的大气采样，提高监 测效率。
通过地理信息系统，实现大气采样的 空间化和可视化，便于分析和评估。
与气象技术结合
通过气象观测数据，更采样技术面临的挑战与展望
挑战
如何提高采样精度和可靠性、如何实 现大范围快速采样、如何降低采样成 本等。

气体、蒸气、雾 及部分烟状 态的物质。
浓缩采样法
冲击式吸收 管
内管的管尖处突然收缩变小，采气流量大时，待测物随气流 以很快的速度冲出内管管口，由于惯性作用冲击到吸收 管的底部，与吸收液作用而被吸收
粉尘、烟、雾状 物质
浓缩采样法
填充柱采样 当空气通过填充柱时，待测物被填充剂吸附和富集 气体和蒸气状污 浓缩采样法
• 适用范围：待测物浓度较低、分析方法的灵敏度较低 • 采样期间内待测物的平均浓度
浓缩采样法分类
• 溶液吸收法 • 固体滤料采样法
溶液吸收法
• 采样仪器
• 采集器
• 采样仪器
• 采集器
固体滤料采样法
• 采样仪器
• 采集器
1.注射器采样法
• 50ml 或100ml 医用气密型注射器 • 现场抽洗3~5次
2.塑料袋采样法
• 50~1000ml • 铝箔复合塑料袋、聚乙烯袋、聚氯
乙烯袋、聚四氟乙烯袋、聚醋树脂 袋采气袋 • 不吸附、不解吸、不发生化学反应
浓缩采集法
• 是大量的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，将低浓度的待测物富集在收集器内。
空气样品采集
（一）采样仪器
采气动力
• 手抽气筒 • 水抽气筒 • 电动抽气机 • 压缩空气吸引器
气体流量计
• 皂膜流量计 • 湿式流量计 • 孔口流量计 • 转子流量计
采集器
• 气泡吸收管 • 多孔玻板吸收管 • 冲击式吸收管 • 滤膜（滤纸）采样夹 • 固体颗粒采样管
采集器
原理
适用对象 方法类属
管Hale Waihona Puke 染物滤膜安装在采样夹上，当空气通过采样夹时，被测物质即被

与碳酸盐反应生成硫酸盐而被采集。
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三、采样仪器
1.组成部分 主要由收集器、流量计和采样动力三部分组成。
皂膜流量计
孔口流量计
1.隔板；2.液柱；3.支架
转子流量计
1.锥形玻璃管；2.转子
图3-12 几种常用的流量计示意图 17
图3-13
采样器组成部分
1.流量计；2.收集器；3.缓冲瓶；4.抽气泵
溶胶态污染物质的常用方法。
溶液吸收法的吸收效率主要决定于吸收速
度和样气与吸收液的接触面积。
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要提高吸收速度，必须选择效能好的吸收液。 常用的吸收液有水、水溶液和有机溶剂等。 吸收液的选择原则是：
（1）与被采集的物质发生化学反应快或对其溶解度大。
（2）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。
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四、采样记录


采样记录的内容有：
所采集样品被测污染物的名称及编号； 采样地点和采样时间； 采样流量、采样体积及采样时的温度和大气压力； 采样仪器、吸收液及采样时天气状况及周围情况；

采样者、审核者姓名。
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采样动力： 注射器、连续抽气筒、双连球等手动采样 动力适用于采气量小、无市电供给的情况。

真空泵、刮板泵、薄膜泵及电磁泵等电动 抽气泵用于采样时间较长和采样速度要求 较大的场合。
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2.专用采样装置 空气采样器、颗粒物采样器和个体采样器。 （1）空气采样器：用于采集大气中气态和蒸气态物质 采样流量为0.5～2.0L／min。如图。 （2）颗粒物采样器

湿法采样：放置在距地面5～15m高的地方，采样 口距基础面1.5m以上。我国集尘缸的尺寸为内径 15cm、高30cm，一般加水1500～3000mL（视蒸发

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，
若置于屋顶采样，采样点的相对高度在 1.5m以上，以减小扬尘的影响
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• 采样布点方法
1.网格布点法：对于有多个污染源，且污染源分布 较均匀
2.功能分区布点法：将监测区域划分为工业区、商 业区、居住区、工业和居住混合区、清洁区等
3.同心圆布点法：以污染群的中心或特定的污染源 为中心，在污染源的四周不同方位的不同距离地 点设置采样点
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为了调查有害物质的影响范围 ，则在有害物质发生源的不同 方向不同距离设点采样。
为了评价卫生保护措施的效果 ，可选择有或无此措施时分别 采样。
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2.采样点数量的确定 3.采样时段的选择
在空气中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
采集的空气样品要能反映劳动者在整 个一般工作中所接触有害物质浓度的变化 情况。采样的时间和频率主要由测定的目 的所决定，要考虑现场的生产情况和季节 。
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采样器
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采样器
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二、采气动力
1、手抽气筒：适用于采气量少、采 气速度慢的场所采样 2、水抽气瓶：适用于现场无电源或 有易燃易爆车间做抽气动力 3、电动抽气机：吸尘器、真空泵等 4、压缩空气吸引器：特别使用于矿 山井下采样
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1．手抽气筒 结构
适 用：C待测物大、瞬间V小采样 无电源、采气量小、 慢速采样
5500
（五）粉5尘、采粉样尘采器样器
• 结采样构速：度例1携0～带30式L/粉mi尘n，采常样用器于采集工作场
所空气中的烟和尘。
1.滤料采样夹、2.流量计、3.抽气机
551

液体吸收管 （一）收集器 填充吸收管 低温冷凝浓缩采样瓶 小流量气体采样器 小流量可吸入颗粒采样器
（二）采样器 (流量计+ 动力装置)
大流量颗粒物采样器 个体采样器
（三）现场检测仪
CO检测仪
四、采样仪器及仪器操作
五、大气空气采样
(一)基本要求
1.现场要求：空旷处，非树下，无建筑物遮挡； 采样高度为气态：1.5m呼吸带，颗粒物：3～5m，防 地面扬尘。 2.采集的样品在时间和空间上都具有代表性。 3.采样量足够：采样速度能保证最佳吸收率、采样量满足 分析需要。 4.记录采样现场条件：包括采样点及周围环境；采样器类 型及编号；采样流量；采样持续时间；采样者；采样日 期；现场气候条件，包括晴天、雨天、气温、气压、气 湿。采样记录与实验室记录同等重要。
大气采样方法
预防医学系 吴学谦
注意事项
• 穿白大褂，不穿拖鞋； • 课堂纪律：不迟到、早退、旷课；有事要请假；
• 爱护实验仪器；
• 严格按实验步骤操作，注意实验安全，保护自己 • 排班搞卫生，摆好桌椅；实验做完后清洗器材，整 理台面。 • 当堂交实习报告。报告格式：题目，实验目的，实 验原理，实验方法，实验过程，实验结果和讨论。 认真对待每次实验，平时成绩+实验课占总分的30%
流量计的校准
为获取正确的采样体积，需对采样器所带的转子流量计 进行校正。现以皂膜流量计校正气体采样器所带的转子 流量计为例图示2-8。
•
★采样器流量计的校准：
转子流量计 气流自管下口进入将浮标吹起，其上升高度与单 位时间内空气流量相关。
• 以皂膜流量计校正气 体采样器所带的转子 流量计。适用于较小 流量的校正，特点是 简单、可靠。
三、采样方法

便于管理
采样点位应均匀分布，以全面反映大 气污染情况。
采样点位应便于管理，如设置明显的 标识牌、便于交通等。
避免干扰
采样点位应远离干扰源，如交通繁忙 路段、工业区等，以减少干扰对采样 结果的影响。
采样点位优化策略
定期评估
定期对采样点位进行评估，根据 评估结果调整采样点位，以提高
采样效率。
动态调整
根据大气污染情况的变化，动态 调整采样点位，以适应新的污染
情况。
多层次采样
在重要区域设置多个层次的采样 点，以更全面地反映大气污染情
况。
05 样品处理与分析 方法
样品处理流程介绍
采样
选择合适的采样点，使用专业 的采样设备采集大气样品。
运输与保存
确保样品在运输和保存过程中 不受污染和变质。
预处理
对采集的样品进行预处理，如 去除杂质、浓缩等。
样品制备
将预处理后的样品制备成适合 分析的形态，如溶液、气态等
03
对采集的样品进行合理的处理和保存，避免样品在运输和保存
过程中发生变化，确保分析结果的准确性和可靠性。
数据可靠性评估方法探讨
数据审核
对采集和分析的数据进行严格的审核，确保数据的准确性和可靠 性。
数据分析
采用科学的数据分析方法，对数据进行深入的分析和处理，挖掘 数据背后的规律和趋势。
数据比较
将采集和分析的数据与历史数据、其他地区或国家的数据进行比 较，评估数据的可靠性和准确性。
浓缩装置
常用的浓缩装置有滤膜采样器、电晕电离浓缩器和渗透管 等。
适Hale Waihona Puke 范围适用于空气中污染物浓度较低，但需要测定其短时间内的 峰值浓度的场合。
采样时间

③确定监测网所覆盖区域内重要的污染源（类）对 环境空气质量的影响。
④确定监测网所覆盖区域内环境空气污染物的背景 水平。
⑤确定监测网所覆盖区域内环境空气质量的变化趋
势。
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三、监测网络设计的一般原则
适用于各种监测任务或所有污染物监测的最佳网络 事实上是不存在的，永久性的、一劳永逸的监测网络也 是不存在的。但在进行网络设计时，应遵循如下的原则：
一、直接采样法
当空气中的被测组分浓度较高，或者监测方法灵敏度高 时，直接采集少量气样即可满足监测分析要求。这种方法 测得的结果是瞬时浓度或短时间内的平均浓度，能较快地 测知结果。常用的采样容器有注射器、塑料袋、真空瓶(管) 等。
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(一) 注射器采样
常用l00mL注射器采集有机蒸气样品。采样时，先用现场气 体抽洗2—3次，然后抽取l00mL，密封进气，带回实验室分析。 样品不宜长时间存放，一般应当天分析完。
若需要控制试液温度，则连接恒温箱并设置采样试液 所需要温度，控制系统自动控制其温度达到设定温度，实 现恒温恒流自动采样。
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示例仪器 :
采用标准： HJ/T376-2007 《24小时恒温自动连续环境空气采样器技术要求及检测方法》 JJG956-2000 《大气采样器》 执行标准：Q/02 LYB014-2010
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示例仪器 :
采用标准： HJ/T376-2007《 24小时恒温自动连续环境空气采样器技术要求及检测方法》 JJG956-2000 《大气采样器》 执行标准：Q/02 LYB014-2010
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示例仪器 :
采用标准： HJ/T375-2007《环境空气采样器技术要求及检测方法》 JJG956-2000 《大气采样器》 执行标准：Q/02 LYB014-2009

大气样品采‎集技术及采‎样容器路博环保采‎集大气的方‎法可归纳为‎直接采样法‎和富集（浓缩）采样法两类‎。

一、直接采样法‎采样容器路博环保适‎用于大气中‎被测组分浓‎度较高或监‎测方法灵敏‎度高的情况‎，这时不必浓‎缩，只需用仪器‎直接采集少‎量样品进行‎分析测定即‎可。

此法测得的‎结果为瞬时‎浓度或短时‎间内的平均‎浓度。

路博环保常‎用容器有注‎射器、塑料袋、采气管、真空瓶等。

1、注射器采样‎：常用100‎m L注射器‎采集有机蒸‎汽样品。

采样时，先用现场气‎体抽洗2-3次，然后抽取1‎00mL，密封进气口‎，带回实验室‎分析。

样品存放时‎间不宜长，一般当天分‎析完。

气相色谱分‎析法常采用‎此法取样。

取样后，应将注射器‎进气口朝下‎，垂直放置，以使注射器‎内压略大于‎外压。

2、塑料袋采样‎：应选不吸附‎、不渗漏，也不与样气‎中污染组分‎发生化学反‎应的塑料袋‎，如聚四氟乙‎烯袋、聚乙烯袋、聚氯乙烯袋‎和聚酯袋等‎，还有用金属‎薄膜作衬里‎（如衬银、衬铝）的塑料袋。

采样时，先用二联球‎打进现场气‎体冲洗2-3次，再充满样气‎，夹封进气口‎，带回实验室‎尽快分析。

3、采气管采样‎采气管采气管容积‎一般为10‎0-1000m‎L。

采样时，打开两端旋‎塞，用二联球或‎抽气泵接在‎管的一端，迅速抽进比‎采气管容积‎大6-10倍的欲‎采气体，使采气管中‎原有气体被‎完全置换出‎，关上旋塞，采气管体积‎即为采气体‎积。

4、真空瓶采样‎：真空瓶是一‎种具有活塞‎的耐压玻璃‎瓶，容积一般为‎500-1000m‎L。

采样前，先用抽真空‎装置把采气‎瓶内气体抽‎走，使瓶内真空‎度达到 1.33KPa‎，之后，便可打开旋‎塞采样，采完即关闭‎旋塞，则采样体积‎即为真空瓶‎体积。

二、富集（浓缩）采样法富集（浓缩）采样法：是使大量的‎样气通过吸‎收液或固体‎吸收剂得到‎吸收或阻留‎，使原来浓度‎较小的污染‎物质得到浓‎缩，以利于分析‎测定。