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第三课丨空气化学污染物采样

人们在美化环境的同时,也越来越重视空气质量问题,因为空气质量与人们身体健康状况密切相关,空气中超标的有害物质会对人体造成致命伤害,有必要对监测有害物质方法进行探讨.

一、液体吸收采样

甲醛缓冲液可以吸收二氧化硫，生成稳定的羧甲基磺酸

（一）物质：SO₂(二氧化硫)、NO₂(二氧化氮)、O₃(臭氧)、NH₃(氨气)、CH₂O(甲醛)。

（二）采样原理：空气中污染物与吸收液发生反应，生成有颜色的化合物，颜色的深浅与污染物的浓度呈线性关系，比色定量污染物的浓度。

（三）检测方法（普遍应用）：

• SO₂——盐酸副玫瑰苯胺比色法

• NO₂——盐酸萘乙二胺比色法（Saltzman法）

• O₃——靛蓝二磺酸钠分光光度法

• NH₃——靛酚蓝分光光度法

• CH₂O(甲醛)——酚试剂分光光度法

（四）采样仪器：多孔玻板吸收管、气泡吸收管、空气采样器、比色管、分光光度计。

• SO₂——多孔玻板吸收管

• NO₂——多孔玻板吸收管

• O₃——多孔玻板吸收管

• NH₃——气泡吸收管

• CH₂O(甲醛)——气泡吸收管

多孔玻板吸收管

气泡吸收管

空气采样器（流量范围0～1L/min）

比色管

分光光度计

（五）采样过程：

1. 选择合适的仪器：大气采样器、温湿度计、空盒气压表、气泡吸收管或多孔玻板吸收管、三脚架。

2. 检查仪器是否贴有在有效期内检查或校准的标识；检查电量。

3. 将采样器放于呼吸带高度(1.0-1.5m)。

4. 将装有吸收液：SO₂、NO₂、CH₂O(5ml)、O₃(9ml)、NH₃(10ml)的吸收管与大气采样器相连。

5. 设定采样时间：SO₂、NO₂、CH₂O(20min)、NH₃(10min)，调节采样流量：0.5L/min，O3(0.3L/min)；开始采样。

6. 停止采样，关闭采样器；用乳胶管密封吸收管两端。

7. 对采样管进行编号，填写采样记录单。

石老师：气压、温度、湿度等环境因素一定要记录，原因有二，其一是在计算时需要用到这一类数据；其二是在处理特殊事件时，模拟现场需要环境数据进行现场重建，确保现场还原程度。

二、固体吸收采样

固体吸附通常选用活性炭

（一）物质：苯、甲苯、二甲苯、TVOC（总挥发性有机物）。

（二）采样原理：空气通过填充柱的固体吸附剂时，由于固体吸附剂的吸附作用或阻留作用，污染物浓缩于固体吸附剂中。采样后，选用适当的溶剂或热解吸的方法将污染物洗脱下来，进入气相色谱分析浓度。

（三）检测方法：苯、甲苯、二甲苯、TVOC均适用毛细管气相色谱法。

（四）采样仪器：吸附管、空气采样器、毛细管气相色谱。

• 苯、甲苯、二甲苯适用活性炭吸附管。

• TVOC（总挥发性有机物）适用Tenax管。

活性炭吸附管

Tenax管

气相色谱仪

（五）采样过程：

1. 选择大气采样器、温湿度计、空盒气压表、活性炭吸附管或Tenax管。

2. 检查仪器是否贴有在有效期内检查或校准的标识；检查电量。

3. 将采样器放于选好的采样点、调至呼吸带高度(1.0-1.5m)。

4. 连接吸附管与大气采样器（注意采样管的进气方向）。

5. 设定采样时间：苯-40min、TVOC-20min，调节采样流量：0.5L/min；开始采样。

6. 停止采样，关闭采样器，密封采样管两端。

7. 采样管编号，填写采样记录单。

《室内空气质量标准》GB/T18883-2002 附录

《民用建筑工程室内公共场所与工程污染控制规范》GB 50325-2010 附录

三、直接采样

(一)“采气”物质：CO(一氧化碳)、CO₂(二氧化碳)。

1.采样分析原理：宽波长范围的光源发出的光直接穿过试样（盛于玻璃容器）后通过滤镜（得到单一波长的光）到达检测器，两个检测器一个作为传感器，一个作为参比。对比两个检测的信号，得出被测气体吸收红外光的数值，从而得出浓度。

2.检测方法：不分光红外分析法。

3.使用仪器：塑料铝箔复合薄膜采气袋、不分光红外分析仪。

采气袋

不分光红外分析仪

4.采样过程：

• 抽取现场空气冲洗采气袋3-4次后，采气0.5L或1.0L，密封进气口，带回实验室分析。

• PS：也可以用仪器在现场直接测定空气中的CO/CO₂ 。

石老师：SO₂或苯等物质不选用直接采气的方式，是因为该类物质衰减速率快，干扰因素较多，会导致检测结果不准确。

(一)“采尘"物质：PM₁₀(可吸入颗粒物)、PM_2.5(细颗粒物)。

1.滤膜称重法原理：带有切割器采样头的滤膜采样器进行空气采样时，空气中颗粒物经切割器分离后，PM₁₀/PM_2.5被采集在滤膜上，经称重可得到PM₁₀/PM_2.5的质量，再根据采气体积即可得到PM₁₀/PM_2.5的质量浓度。

2.使用仪器：PM₁₀/PM_2.5滤膜采样器、分析天平、滤膜。

颗粒物采样器

分析天平

3.采样过程

1. 对滤膜编号，在干燥器中平衡24h，分析天平称重（初重）。

2. 将采样器放置于选定好的采样点，调至呼吸带高度(1.0-1.5m)。

3. 连接采样器，将恒重的滤膜平置于采样夹内，采样流量调至规定值，采气8～24h；记录现场温度和大气压。

4. 采样后，小心取下滤膜放于滤膜盒内；干燥器内平衡24h，称重（终重）。

5. 采样前后滤膜质量差即为PM₁₀/PM_2.5的质量。

6. 将采气体积换算成标准状态下采气体积，计算质量浓度。

石老师：针对颗粒物采尘，一般时常需要达到20h以上。

实验妈妈提醒：

在空气质量好的时候，大家要多多外出！

与家人一起去田野、海边呼吸新鲜空气！

图片来源网络

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