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环境监测-空气和废气监测第三节采样方法与质量保证采样方法选择依据污染物状态、浓度、理化性质及监测方法，选择合适的采样方法。监测方法包括分光光度法、气相色谱、荧光光度法、液相色谱法、原子吸收法、气相色谱-质谱(GC-MS)、液相色谱-质谱(LC-MS)等。国家标准方法《空气和废气监测分析方法》（第四版）是首选的采样和分析方法。质量保证确保采样和分析过程的准确性和可靠性，保证结果的准确性和可比性。教学目的理解采样方法的基本原理；掌握不同采样设备的使用；了解采样站点选择的依据；掌握质量保证与质量控制方法；了解现场采样的实际操作重点难点Experiment ObjectivesKey PointsAnalytical Testing Techniques Repository分析检验技术资源库Analytical Testing Techniques Repository采样方法选择的难点，采样设备的操作和维护环境法规和标准的应用站点选择的复杂性质量保证与质量控制的执行实际采样现场的应对能力间接采样法定义：通过某种方式（如分层抽样、整群抽样等）从总体中抽取样本优点：能够保证样本的代表性缺点：可能引入抽样误差直接采样法定义：对于连续分布的数据直接进行采样优点：简单、快速缺点：可能导致数据缺失或偏差采样方法3采样方法与质量保证3.2 采样仪器3.1采样方法3.3采样效率（1）注射器采样（2）塑料袋采样（3）采气管采样（4）真空瓶采样直接采样法①被测组分浓度高②分析方法灵敏度高3采样方法与质量保证3.2 采样仪器3.1采样方法3.3采样效率1、直接采样法（1）注射器采样（100mL）（2）塑料袋采样（3）采气管采样（100-500mL）（4）真空瓶采样（0.5-1L）真空采气瓶抽真空装置示意图3采样方法与质量保证3.2 采样仪器3.1采样方法3.3采样效率式中：V—现场状况下的采样体积，L；V0—真空采气瓶容积，L；p—大气压力，kPa；pB—闭管压力计读数，kPa。真空瓶采样，当用闭口压力计测量剩余压力时，现场状态下的采样体积：1、直接采样法3采样方法与质量保证3.2 采样仪器3.1采样方法3.3采样效率（1）溶液吸收法（2）填充柱阻留法（3）滤料过滤法（4）低温冷凝法（5）静电沉降法（6）扩散(或渗透)法（7）自然积集法富集（浓缩）采样法3采样方法与质量保证3.2 采样仪器3.1采样方法3.3采样效率被测组分浓度低分析方法灵敏度不够高（1）溶液吸收法A、吸收液的选择原则：①对被采集物质溶解度（水吸收甲醛）要大或与被采集物质的化学反应（碱溶液吸收酸性气体）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。2、富集(浓缩)采样法3采样方法与质量保证3.2 采样仪器3.1采样方法3.3采样效率B、溶液吸收法使用的仪器（四种）（1）溶液吸收法3采样方法与质量保证3.2 采样仪器3.1采样方法3.3采样效率2、富集(浓缩)采样法B、溶液吸收法使用的仪器（四种）气泡吸收管适用于采集气体和蒸气态物质，对气溶胶吸收不完全。原因：气溶胶微粒表面附有一层蒸汽，气泡通过溶液时，微粒不易被完全吸收，扩散到气－液界面上的速度慢。（1）溶液吸收法3采样方法与质量保证3.2 采样仪器3.1采样方法3.3采样效率2、富集(浓缩)采样法冲击式吸收管空气以很高的速度冲击到装有吸收液的瓶底。对气溶胶吸收完全。对气态或蒸汽态物质，则因抽气速度过快，分子惯性小，吸收不够完全。B、溶液吸收法使用的仪器（四种）（1）溶液吸收法3采样方法与质量保证3.2 采样仪器3.1采样方法3.3采样效率2、富集(浓缩)采样法多孔筛板吸收管气泡被分散成小气泡，增大气－液接触面和停留时间，降低气泡运动速度。采样效率高。适合任何气样。B、溶液吸收法使用的仪器（四种）3采样方法与质量保证3.2 采样仪器3.1采样方法3.3采样效率（1）溶液吸收法2、富集(浓缩)采样法玻璃筛板吸收瓶B、溶液吸收法使用的仪器（四种）3采样方法与质量保证3.2 采样仪器3.1采样方法3.3采样效率（1）溶液吸收法2、富集(浓缩)采样法3采样方法与质量保证3.2 采样仪器3.1采样方法3.3采样效率（2）填充柱阻留法2、富集(浓缩)采样法特点：与溶液吸收法相比，可长时间采样（日平均浓度）浓缩在固体填充物上的被测组分比在溶液中的稳定，可放置时间长；操作方便。吸附型填充柱分配型填充柱反应型填充柱3采样方法与质量保证3.2 采样仪器3.1采样方法3.3采样效率（2）填充柱阻留法2、富集(浓缩)采样法颗粒状填充剂抽气泵﹡ ﹡ ﹡ ﹡ ﹡ ﹡组分空气填充柱阻留法示意图填充柱3采样方法与质量保证3.2 采样仪器3.1采样方法3.3采样效率（2）填充柱阻留法2、富集(浓缩)采样法填充剂活性炭（非极性吸附剂）硅胶（极性吸附剂）分子筛高分子多孔微球A、吸附型填充柱3采样方法与质量保证3.2 采样仪器3.1采样方法3.3采样效率（2）填充柱阻留法2、富集(浓缩)采样法表面吸附作用分子间引力引起物理吸附(吸附力较弱)分子亲和力引起化学吸附(吸附力较强)选择吸附剂，要考虑吸附完全和定量解吸。A、吸附型填充柱3采样方法与质量保证3.2 采样仪器3.1采样方法3.3采样效率（2）填充柱阻留法2、富集(浓缩)采样法填充剂：表面涂高沸点有机溶剂的惰性多孔颗粒物，如硅藻土，类似于气液色谱柱（GC）中的固定相。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。B、分配型填充柱3采样方法与质量保证3.2 采样仪器3.1采样方法3.3采样效率（2）填充柱阻留法2、富集(浓缩)采样法填充剂：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。C、反应型填充柱3采样方法与质量保证3.2 采样仪器3.1采样方法3.3采样效率（2）填充柱阻留法2、富集(浓缩)采样法气样通过填充柱时，被测组分在填充剂表面因发生化学反应而被阻留。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。将过滤材料放在采样夹上，用抽气装置抽气，则空气上的颗粒物被阻留在过滤材料上，秤量过滤材料上富集的颗粒物重量。根据采样体积可计算出空气中颗粒物的浓度。（3）滤料过滤法3采样方法与质量保证3.2 采样仪器3.1采样方法3.3采样效率2、富集(浓缩)采样法常用滤料：纤维状滤料：滤纸、玻璃纤维滤膜，过氯乙烯滤膜等。筛孔状滤料：微孔滤膜、核孔滤膜、银薄膜3采样方法与质量保证3.2 采样仪器3.1采样方法3.3采样效率（3）滤料过滤法2、富集(浓缩)采样法颗粒物采样夹和滤料采样装置示意图3采样方法与质量保证3.2 采样仪器3.1采样方法3.3采样效率（3）滤料过滤法2、富集(浓缩)采样法应用范围：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，所以用制冷剂将其冷凝下来。eg：苯乙烯，三氯乙醛等。冷冻剂：冰-盐水(-10℃)、干冰-乙醇(-72℃)、干冰(-78.5℃)、液氧(-183℃)、液氮(-196℃)、液态空气(190℃)；半导体制冷器。（4）低温冷凝法3采样方法与质量保证3.2 采样仪器3.1采样方法3.3采样效率2、富集(浓缩)采样法仪器：冷阱，选择性过滤器（CO2，H2O），浓缩管低温冷凝采样装置示意图3采样方法与质量保证3.2 采样仪器3.1采样方法3.3采样效率（4）低温冷凝法2、富集(浓缩)采样法冷凝法废气处理设备3采样方法与质量保证3.2 采样仪器3.1采样方法3.3采样效率（4）低温冷凝法2、富集(浓缩)采样法（5）静电沉降法（6）扩散(或渗透)法（7）自然积集法A.降尘试样采集:湿法（应用广泛）、干法B.硫酸盐化速率试样的采集:二氧化铅法、碱片法3采样方法与质量保证3.2 采样仪器3.1采样方法3.3采样效率2、富集(浓缩)采样法标准集尘器示意图干法采样集尘器示意图3采样方法与质量保证3.2 采样仪器3.1采样方法3.3采样效率2、富集(浓缩)采样法1、组成部分：收集器，流量计，采样动力。气样→流量计→吸收管→(缓冲瓶)→抽气泵3采样方法与质量保证3.2 采样仪器3.1采样方法3.3采样效率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3采样方法与质量保证3.2 采样仪器3.1采样方法3.3采样效率几种常用的流量计示意图几种常用的流量计示意图皂膜流量计3采样方法与质量保证3.2 采样仪器3.1采样方法3.3采样效率测量和计算皂膜或液面经过玻璃管内一段体积的起止时间,最终计算出流量,并直观地显示出来;具有准确度高、重复性好、简单方便等特点，常被作为微小气体流量标准装置;孔口流量计1.隔板；2.液柱；3.支架3采样方法与质量保证3.2 采样仪器3.1采样方法3.3采样效率几种常用的流量计示意图转子流量计1.锥形玻璃管；2.转子几种常用的流量计示意图3采样方法与质量保证3.2 采样仪器3.1采样方法3.3采样效率（1）大气采样器用于采集气态和蒸气态物质；流量：0.5~2.0 L/min2、专用采样器3采样方法与质量保证3.2 采样仪器3.1采样方法3.3采样效率携带式采样器工作原理示意图吸收瓶流量计抽气泵定时器滤水阱稳流器电动泵（1）大气采样器2、专用采样器3采样方法与质量保证3.2 采样仪器3.1采样方法3.3采样效率大气采样器实物照片（1）大气采样器2、专用采样器3采样方法与质量保证3.2 采样仪器3.1采样方法3.3采样效率大流量采样器中流量采样器小流量采样器（2）颗粒物采样器②可吸入颗粒物(PM10)采样器①总悬浮颗粒物(TSP)采样器2、专用采样器3采样方法与质量保证3.2 采样仪器3.1采样方法3.3采样效率大流量采样器：玻璃纤维滤膜：20×25 cm2流量：1.1~1.7 m3/min采样时间：8~24 h采样量达1500~2000 m3时，可测定颗粒物中金属、无机盐及有机污染物等组分。大流量TSP采样器结构示意图①总悬浮颗粒物(TSP)采样器（2）颗粒物采样器2、专用采样器3采样方法与质量保证3.2 采样仪器3.1采样方法3.3采样效率①总悬浮颗粒物(TSP)采样器XY-2200(K)型中流量颗粒物采样器中流量采样器：采样流量：(60～130)L/min采样时间：1min～100小时间隔时间：1min～100小时采样次数：1～99 入口速度：0.3m/s有效滤膜直径：80mm（2）颗粒物采样器2、专用采样器3采样方法与质量保证3.2 采样仪器3.1采样方法3.3采样效率①总悬浮颗粒物(TSP)采样器小流量采样器：采样流量：(3～20)L/min采样时间：1min～1000h间隔时间：1min～1000h有效滤膜直径：47-50mmLVS便携式小流量颗粒物采样器（2）颗粒物采样器2、专用采样器3采样方法与质量保证3.2 采样仪器3.1采样方法3.3采样效率可采用静电补集法、β射线法或光散射法直接测定。均配有分尘器（旋风式、向心式、多层薄板式、撞击式等），用于分离粒径大于10μm颗粒物。②可吸入颗粒物采样器（2）颗粒物采样器2、专用采样器3采样方法与质量保证3.2 采样仪器3.1采样方法3.3采样效率②可吸入颗粒物采样器二级旋风分尘器原理示意图向心式分尘器原理示意图（2）颗粒物采样器2、专用采样器3采样方法与质量保证3.2 采样仪器3.1采样方法3.3采样效率三级向心式分尘器原理示意图撞击式分尘器示意图②可吸入颗粒物采样器（2）颗粒物采样器2、专用采样器3采样方法与质量保证3.2 采样仪器3.1采样方法3.3采样效率应用：研究空气污染对人体健康的危害。特点：体积小、质量轻、便携，可随人的活动连续采样，反映人体实际吸入的污染物的量。组成：外壳、扩散层、收集层。（3）个体采样器2、专用采样器3采样方法与质量保证3.2 采样仪器3.1采样方法3.3采样效率（3）个体采样器2、专用采样器3采样方法与质量保证3.2 采样仪器3.1采样方法3.3采样效率指在规定的采样条件下所采集到的污染物量占其总量的百分数。3采样方法与质量保证3.2 采样仪器3.1采样方法3.3采样效率（一）采集气态和蒸汽态污染物效率评价方法1、绝对比较法2、相对比较法1、绝对比较法用标准气测定采样效率，采样效率K为：（一）采集气态和蒸汽态污染物效率评价方法式中：C1—实测浓度C0—配制浓度3采样方法与质量保证3.2 采样仪器3.1采样方法3.3采样效率配制一定浓度范围的待测气体，串联2－3个采样管采集所配制的样品，采样效率K为：K应大于90％，若K小于90％，应串三个管使用。2、相对比较法（一）采集气态和蒸汽态污染物效率评价方法3采样方法与质量保证3.2 采样仪器3.1采样方法3.3采样效率采集颗粒数效率：所采集颗粒物粒数占总颗粒物粒数的百分数。质量采集效率：所采集颗粒物质量占颗粒物总质量的百分数。（常用）（二）采集颗粒物效率的评价方法3采样方法与质量保证3.2 采样仪器3.1采样方法3.3采样效率3采样方法与质量保证本章小结2.5采样频率和时间2.1监测的目的2.2资料收集2.4监测站（点）的布设2.3监测项目松山湖大气污染卫星遥感监测平台无人及采样Analytical Testing Techniques Repository分析检验技术资源库Analytical Testing Techniques Repository小结：采样在环境监测中的关键作用。采样是获取代表性样品的过程，直接影响到监测数据的准确性和可靠性学习了各种采样方法，包括主动采样和被动采样。学生了解了各种方法的原理、适用场景以及优缺点，为实际操作提供了理论基础。选择合适的采样站点对于获得可靠数据的重要性。学生需要综合考虑地理位置、风向风速、环境特征等因素，以确保采样数据的代表性质量保证与质量控制的重要性。学生学习了建立质量保证计划、进行质控样品分析的方法，以确保监测过程和数据的准确性实际案例和模拟操作培养了学生在现场采样操作中的技能。这包括仪器的正确使用、样品的准确采集和保存等关键步骤

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