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(共27张PPT)
2.2 采集样品并分析
采样点布设原则：
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；
采样点设在有代表性的区域内，并可酌情增加或减少采样点；
采样点选择在开阔地带，在风向的上风口，
各采样点的设置条件要尽可能一致或标准化，使获得的监测数据具有可比性；
采样高度应根据监测目的而定。
采集大气样品
环境空气中污染物的监测是大气污染物监测的常规监测。为保证大气污染物数据的高质量，必须考虑多种因素获得有代表性的试样，然后再进行分析测试 。
南宁市区大气、降水采样点
采集大气样品
采样点布设方法：
功能区布点法：多用于区域性常规监测 。
网格布点法：适用于有多个污染源，且污染分布比较均匀的地区。
同心圆布点法：主要用于多个污染源构成污染群，且大污染源较集中的地区。
扇形布点法：适用于主导风向明显的地区，或孤立的高架点源 。
采集大气样品
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。
短时间采样：监测结果不能反映污染物浓度随时间的变化，仅适用于事故性污染、初步调查等情况的应急监测 。
最佳采样和测定方式：用自动采样仪器进行连续自动采样，若再配上污染组分连续或间歇自动监测仪器，其监测结果能更好地反映污染物浓度的变化，得到任何一段时间(如1h、1d、1个月、1个季度、1年)的代表值(平均值)。
采样频率 ：指在一定时间范围内的采样次数 。
采样频率安排合理、适当，积累足够多的数据，则具有较好 的代表性。
采集大气样品
采样方法和采样仪器
根据大气污染物的存在状态、浓度、物理化学性质及监测方法不同，要求选用不同的采样方法和仪器。
直接采样法及其采样器：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时，用直接采样法 。
注射器采样
塑料袋采样
采气管采样
真空瓶采样
Safelab-1050型气体污染源真空采样箱
带双连球的采气袋
真空瓶
注射器
采集大气样品
采样方法和采样仪器
富集采样法及其采样器 ：当空气中被测物浓度很低（10-6～10-9数量级），而所用分析方法的灵敏度又不够高时，就需要用富集采样法进行空气样品的富集。
溶液吸收法
固体阻留法
低温冷凝法
自然沉降法
低温冷凝浓缩采样法是将 型或蛇形采样管放入冷阱，分别连接采样入口和泵即可采样，浓缩收集后，可送实验室移去冷阱即可分析测试 。
利用物质的自然重力、空气动力和浓差扩散作用采集大气中的被测物质，如自然降尘量、硫酸盐化速率、氟化物等大气样品的采集。这种采样方法不需要动力设备，简单易行，且采样时间长，测定结果能较真实的反映大气污染情况。
低温冷凝法采样
采集大气样品
溶液吸收法：用吸收液采集大气中气态、蒸气态以及某些气溶胶污染物的常用的方法 。
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 。欲提高吸收速度，必须根据被吸收污染物的性质选择较好的吸收液 ；增大被采集气体吸收液接触面积的有效措施是选用结构适宜的吸收管（瓶）。
冲击式吸收管
多孔筛板吸收管
气泡吸收管
多孔筛板吸收管（瓶）：分小型（可装10~30ml吸收液）、大型（装50~100ml吸收液）两种。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。
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，瓶内可装5~10ml吸收液。
冲击式吸收管适宜采集气溶胶态物质和易溶解的气体样品。吸收管内有一尖嘴玻璃管作冲击器，采样时，气样迅速从喷嘴喷出又很快冲击到底部，气溶胶粒很容易被打碎，从而特别易为吸收液吸收。
采集大气样品
固体阻留法：固体阻留法包括填充柱阻留法和滤料阻留法。
填充柱阻留法：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。
滤料阻留法：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。
滤料阻留法采样原理
采集大气样品
采样记录
采样记录与实验室分析测定记录同等重要。在实际工作中，不重视采样记录，往往会导致由于采样记录不完整造成一大批监测数据无法统计而报废。因此，必须给予高度重视 。
污染物名称： 采样地点： 采样仪器型号： 采样方法：
颗粒物污染物采样记录表
样 品 编 号 采样时间 采样现场气温 ℃ 采样现场气压 kPa 采 样 流 量 L/min 累积 采样 时间 min 累积 采样体积 L 滤膜称量结果 g 开始 时间 结束 时间 采样前质量W0 采样后
质量W1
采样日期： 天气状况： 采样者： 审核者：
样品 编号 采样时间 气温℃ 气压 /kPa 流量 L/min 采集空气 天气状况
开始 结束 时间 min 现场采样体积（L）
采样地点 污染物名称 采样方法 采样仪器型号
采样日期： 采样者： 审核者：
气态污染物采样记录表
采集大气样品
气体体积换算：气体的体积受温度和大气压力的影响，为使计算出的浓度具有可比性，需要将采样得到的体积数据换算成标准状态下的体积。根据气体状态方程，换算公式：
V0—标准状态下的采样体积，L或m3；Vt—现场状态下的采样体积，L或m3；t—采样时的温度，℃；P—采样时的大气压力，kPa。
采集固定污染源样品
监测目的
检查污染排放废气中的有害物质是否符合排放的要求；
评价净化装置性能和运行情况，污染防措施的效果；
为大气质量管理与评价提供依据。
监测内容
排放废气中有害物质的浓度（mg/m3）；
有害物质的排放量(kg/h)；
废气排放量(m3/h)。
监测要求 监测时生产设备应处于正常运转状态；因生产过程而引起排放情况变化的污染源，应根据其变化特点和周期进行系统监测；锅炉应在稳定的负荷下运转，不能低于额定负荷的85％；对于手烧炉，测定时间不得少于两个加煤周期。
固定污染源指烟道、烟囱、排气管等，它们排放的废气中包括烟
尘、粉尘和气态及气溶胶态等多种有害物。
采集固定污染源样品
采样点布设 ：
采样位置上的某一断面上的各点气流速度和烟尘浓度分布通常是不均匀的（如烟道），必须按照一定的原则进行多点采样，采样点的位置和数目主要根据断面的形状、尺寸大小和流速分布情况决定。
圆形烟道
矩形（方形）烟道
拱形烟道：这种烟道上部为半圆形，下部为矩形，因此可分别按圆形和矩形烟道的布点方法确定采样点的位置和数目。
拱形烟道采样点布设
烟道 直径 （m） 分环数 各测点距烟道内壁的距离（以烟道直径为单位）
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
＜0.5 1 0.146 0.853
1～2 3 0.067 0.250 0.750 0.933
2～3 4 0.033 0.105 0.195 0.321 0.679 0.805 0.895 0.967
3～5 5 0.022 0.082 0.145 0.227 0.344 0.656 0.773 0.855 0.918 0.978
采集固定污染源样品
烟尘样品的采集：必须用等速采样法，即将烟尘采样管由采样孔插入烟道中，使采样嘴置于测点上，正对气流，在采样嘴的吸气速度与测点处气流速度相等时，抽取气样的方法。
烟气样品的采集：烟气在烟道中的分布是均匀的，不需要等速采样。常用吸收法采样气或注射器采样气。
3072型智能双路烟气采样器
全自动烟尘采样器
采集流动污染源样品
流动污染源主要是交通车辆、飞机、轮船所排放出来的废气。
汽车排气是石油体系燃料在内燃机内燃烧后的产物，含有NOx、碳氢化合物、CO等有害成分。
汽车排气中污染物的含量与其行驶状态有关，空转、加速、匀速、减速等行驶状态下排气中污染物含量均应测定。
MQ-440汽车尾气分析仪
汽车尾气分析仪
分析大气中二氧化硫的含量
国家标准分析方法：
四氯汞盐吸收-副玫瑰苯胺分光光度法（HJ 483—2009）：气样中的SO2被吸收液吸收生成稳定的二氯亚硫酸盐配合物，此配合物与甲醛和盐酸副玫瑰苯胺（PRA）反应生成红色络合物，用分光光度法测定生成络合物的吸光度，进行定量分析 。
甲醛吸收-副玫瑰苯胺分光光度法（HJ 482－2009）甲醛缓冲溶液为吸收液，气样中二氧化硫与甲醛生成羟醛甲基磺酸加成产物，加入NaOH溶液使加成物分解释放出SO2再与盐酸副玫瑰苯胺反应生成紫红色配合物，比色定量分析
二氧化硫是主要大气污染物之一，他来源于煤和石油的燃料、含硫矿石的冶炼、硫酸等化工产品生产所排放的废气。常见分析方法有分光光度法、紫外荧光法、电导法、库仑滴定法、火焰光度法。
分析大气中氮氧化物的含量
大气中的氮氧化物主要是以一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2）的形式存在。他们的主要来源于石化燃料、化肥等生产排放的废气，以及汽车排气。
大气中的NO、NO2可分别测定，也可测定它们的总量。常见的测定方法有盐酸萘乙二胺分光光度法、化学发光法、恒电流库仑滴定法。
国家标准分析方法：
盐酸萘乙二胺分光光度法(HJ 479—2009)
上述方法的原理，即用冰乙酸、对氨基苯磺酸和盐酸萘乙二胺配成吸收液，空气中的二氧化氮与吸收液中的对氨基苯磺酰胺进行重氮化反应，然后与盐酸萘乙二胺偶合生成玫瑰红氮化合物，比色定量分析。
分析大气中一氧化碳的含量
一氧化碳是大气中主要污染物之一，它主要来源于石油、煤炭燃烧不充分的产物，以及汽车的排气。测定CO的方法主要有非分散红外吸收法、气相色谱法、定电位电解法、间接冷原子吸收法 。
国家标准分析方法：
一氧化碳的自动测定非分散红外法（HJ 965-2018）
样品空气以恒定的流量通过颗粒物过滤器进入仪器反应室，一氧化碳选择性吸收以
4.7 μm 为中心波段的红外光，在一定的浓度范围内，红外光吸光度与一氧化碳浓度成正比。
TH-2004型CO分析仪
便携式CO红外分析仪
分析大气中臭氧的含量
臭氧是较强的氧化剂之一，它是大气中的氧在太阳紫外线的照射下或受雷击形成的 。主要测定方法有吸光光度法、化学发光法、紫外线吸收法等
国家标准分析方法：
化学发光法（HJ 1225—2021）:样品空气以恒定的流量通过颗粒物过滤器进入仪器反应室，臭氧与过量的一氧化氮混合，瞬间反应后发光，在一定浓度范围内样品空气中的臭氧浓度与发光强度成正比。。
紫外光度法（HJ 590-2010）
紫外O3分析仪
便携式臭氧分析仪
分析大气中总烃和非甲烷烃的含量
总碳氢化合物有两种表示方法：一是包括甲烷在内的碳氢化合物，称为总烃，另一种是除甲烷以外的碳氢化合物，称为非甲烷烃，大气中碳氢化合物主要是甲烷。测定总烃和非甲烷烃的主要方法有气相色谱法、光电离检测法等。
国家标准分析方法：
直接进样-气相色谱法法（HJ 604-2017）：用气相色谱仪以火焰离子化检测器分别测定空气中总烃及甲烷的含量，两者之差即为非甲烷总烃的含量。
在线总烃分析仪
分析大气中氟化物的含量
大气中的气态氟化物主要是氟化氢，还有少量的氟化硅、氟化碳。颗粒态的主要是冰晶石(Na3AlF6)、萤石(CaF2)、氟化铝(AlF3)、氟化钠(NaF)及磷灰石〔3Ca3(PO4)2·CaF2〕。氟化物的来源主要是铝厂、磷肥厂。
国家标准分析方法：
滤膜采样-氟离子选择电极法 （HJ 480—2009）：用磷酸氢二钾溶液浸渍的玻璃纤维或碳酸氢钠－甘油溶液浸渍的玻璃纤维滤膜采样，则大气中的气态氟化物被吸收固定，颗粒态氟化物同时被阻留在滤膜上。采样后的滤膜用水或酸浸取后，用氟离子选择电极法测定。
石灰滤纸采样-氟离子选择电极法（HJ 481—2009）：空气中的氟化物与浸渍在滤纸上的氢氧化钙反应而被固定，用总离子强度调节缓冲液提取后，以氟离子选择电极法测定。
分析大气中降尘的含量
降尘指大气中自然降落在地面上的颗粒物，其粒径多在10 m以上。
国家标准分析方法：
重量法 （GB/T15265－94）：空气中可沉降的颗粒，沉降在装有乙二醇水溶液的集尘缸里，样品经蒸发、干燥、称量后，计算降尘量。
降水降尘自动采样器
分析大气中总悬浮颗粒物的含量
大气中的总悬浮颗粒物是指能悬浮在空气中，空气动力学当量直径为100 m以下的颗粒物，以TSP表示。
国家标准分析方法：
重量法 （GB/T15432－1995）：用抽气动力抽取一定体积的空气通过已恒重的滤膜，则空气中总悬浮颗粒物被阻留在滤膜上，采样后，根据采样前后滤膜质量之差及采样体积，计算总悬浮颗粒物的浓度。滤膜处理后，可进行组分测定。
智能中流量TSP采样器
KC-1000大流量TSP采样器
分析大气中可吸入颗粒物的含量
ECHO PM10采样器
PM-10/2.5 采样器
粒径小于10 m的颗粒物成为飘尘，也就是可吸入颗粒物。测定飘尘的方法有重量法、压电晶体振荡法、β射线吸收法、及光散射法等。
国家标准分析方法：
重量法 （GB/T6921－86）：是一定体积的大气通过采样器，先将粒径大于10 m的颗粒物分离出去，小于10 m的颗粒物被收集在预先恒重的滤膜上，根据采样前后滤膜质量之差及采样体积，即可计算出飘尘的浓度。
测定固定污染源烟道内的基本状态参数
状态参数一般是指体积、温度、压力和流速。
状态参数的测量：
温度的测量：直径小、温度不高的烟道，可用长杆玻璃温度计。直径大，温度高的烟道，要用热电偶测温计。
压力的测量：烟气的压力分为全压P、静压Ps、动压Pv。三者之间的关系为：P = Ps＋Pv。可见只要测定其中任意两项即可。测量烟气压力常用测压管和测压计。
流速和流量可根据公式计算。
测定固定污染源烟气的含湿量
重量法：抽取一定体积的样气，使样气通过装有吸收剂的吸收管，样气被吸收剂吸收，吸收管增加的质量即为样气中的水蒸气质量。
冷凝法：抽取一定体积的样气，使其通过冷凝器，根据得到的冷凝水和气样中的水蒸饱和蒸气压计算含湿量。
干湿球温度计法：样气以一定的流速通过干湿球温度计，根据干湿球温度计读数及有关压力计算样气的含湿量。
与大气相比，烟气中的水蒸气含量较高，变化范围较大，为了便于比较，监测方法规定以除去水蒸气后标准状态下的干烟气表示。含湿量的测定方法有重量法、冷凝法、干湿球法
烟气含湿量温度检测器
烟气分析仪
测定固定污染源烟气组分
烟气主要成分的测定：可采用奥氏气体分析器吸收法或仪器分析方法测定。奥氏气体分析器吸收法的原理是通过吸收前后气样的体积变化计算预测组分的含量。用仪器分析法测定的准确度比奥氏气体分析器吸收法高，可根据实际需要选用。
烟气中有害组分的测定：测定方法随含量而定。含量较低时，用仪器分析法测定；含量较高时，多用化学分析法。
烟气含尘浓度的测定：抽取一定体积烟气通过已知重量的捕尘装置，根据捕尘装置采样前后的重量差和采样体积计算烟尘的浓度。
烟尘中有害组分的测定：主要的有害组分有沥青烟、硫酸雾和铬酸雾、铅、铍等。
烟气组分包括主要气体组分和微量有害气体组分。主要组分：N2、O2、CO2、H2O等；有害组分：CO、NOx、SO2、H2S等。
测定汽车尾气排放的污染物含量
国家标准方法：
轻型汽车污染物排放限值及测定方法（Ⅰ）
轻型汽车污染物排放限值及测定方法（中国Ⅲ、Ⅳ阶段）
汽车排气是石油体系燃料在内燃机内燃烧后的产物，含有NOx、碳氢化合物、CO等有害成分，是污染大气环境的主要流动污染源。
汽车排气中污染物的含量与其行驶状态有关，空转、加速、匀速、减速等行驶状态下排气中污染物含量均应测定。
汽车尾气分析仪

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