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大气样品的采集方法和采样仪器
rial interception
• 将过滤材料(滤纸、滤膜等)放在采样 夹上,用抽气装置抽气,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。 • 常用滤料:纤维状滤料:如定量滤纸、 玻璃纤维滤膜(纸)、氯乙烯滤膜等; 筛孔状滤料:如微孔滤膜、核孔滤膜、 银薄膜等。各种滤料由不同的材料制成, 性能不同,适用的气体范围也不同。
富集(浓缩)采样法 enrichment sampling
大量的样气
吸收 阻留 浓缩 分析
适用于大气中污染物质浓度较低(ppmppb)的情况 采样方法包括溶液吸收法、固体阻留法、 低温冷凝法、自然积集法
溶液吸收法solution absorption method
• 采集大气中气态、蒸汽态及某些气溶胶 态污染物质的常用方法。一般使采样温 度保持在15℃-25℃为宜。 物理吸收 • 吸收原理:物理吸收;化学反应
固体阻留法优点:①用固体采样管可以 长时间采样,测得大气中日平均或一段 时间内的平均浓度值;溶液吸收法则由 于液体在采样过程中会蒸发,采样时间 不宜过长;②只要选择合适的固体填充 剂,对气态、蒸气态和气溶胶态物质都 有较高的富集效率,而溶液吸收法一般 对气溶胶吸收效率要差些;③浓缩在固 体填充柱上的待测物质比在吸收液中稳 定时间要长,有时可放置几天或几周也 不发生变化。所以,固体阻留法是大气 污染监测中具有广阔发展前景的富集方 法。
低温冷凝法 Low temperature condensation method
• 借致冷剂的致冷作用使空气中某些低沸 点气态物质被冷凝成液态物质,以达到 浓缩的目的。适用于大气中某些沸点较 低的气态污染物质,如烯烃类、醛类 等。 • 常用致冷剂:冰、干冰、冰-食盐、液氯甲醇、干冰-二氯乙烯、干冰-乙醇 • 优点:效果好、采样量大、利于组分稳 定
采样仪器
由收集器、流量计和采样动力三部分组成 1、收集器 (retainer):如大气吸收管(瓶)、 填充柱、滤料采样夹、低温冷凝采样管等 2、流量计 (flowmeter):是测量气体流量的仪 器,流量是计算采集气样体积必知的参数。当 用抽气泵作抽气动力时,通过流量计的读数和 采样时间可以计算所采空气的体积。常用的流 量计有:孔口流量计、转子流量计(rotamoter) 和限流孔
填充柱阻留法(固体阻留法)
气样
填充柱 阻留 加热解吸 吹气或溶剂洗脱
释放、 测定 吸附、溶解或化学反应
阻留作用的原理,可分为吸附型、分配型和反应型三 种类型
1)吸附型填充柱:所用填充剂为颗粒状固体吸附剂, 如活性炭、硅胶、分子筛、氧化铝、素烧陶瓷、高分 子多孔微球等多孔性物质,对气体和蒸气吸附力 强。 2)分配型填充剂:所用填充剂为表面涂有高沸点有机 溶剂(如甘油异十三烷)的惰性多孔颗粒物(如硅藻 土、耐火砖等),适于对蒸气和气溶胶态物质(如六 六六、DDT、多氯联苯等)的采集。气样通过采样管 时,分配系数大的或溶解度大的组分阻留在填充柱表 面的固定液上。 3)反应型填充柱:其填充柱是由惰性多孔颗粒物(如 石英砂、玻璃微球等)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。 也可用能与被测组分发生化学反应的纯金属(如金、 银、铜等)丝毛或细粒作填充剂。采样后,将反应产 物用适宜溶剂洗脱或加热吹气解吸下来进行分析。
• 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)
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。
自然积集(沉降)法natural accumulating
method
• 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 • 优点:不需动力设备,简单易行,且采 样时间长,测定结果能较好反映大气污 染情况。
采样效率
• 指在规定的采样条件(如采样流量、污 染物浓度范围、采样时间等)下,所采 集到的污染物量占其总量的百分数 。
大气样品的采集方法和采样仪器
• 选择采样方法的根据是 (1)污染物在大气中的存在状态; (2)污染物浓度的高低; (3)污染物的物理、化学性质; (4)分析方法的灵敏度。
采集大气的方法
直接采样法 富集(浓缩)采样法 直接采样法 direct sampling method 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。 测得的结果为瞬时浓度或短时间内的平均 浓度。 常用容器有注射器、塑料袋、采气管、真 空瓶等。
颗粒物效率的评价方法
• 颗粒数效率 :即所采集到的颗粒物粒数 占总颗粒数的百分数 • 质量采样效率:即所采集到的颗粒物质 量占颗粒物总质量的百分数 • 由于小颗粒物的数量总是占大部分,而 按质量计算却只占很小部分,故质量采 样效率总是大于颗粒数采样效率 • 对人体健康影响来讲,颗粒采样效率有 着重要作用;大气监测评价,多用质量 采样效率表示。