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1、大气采样方法大气采样方法 预防医学系 吴学谦注意事项注意事项穿白大褂，不穿拖鞋；穿白大褂，不穿拖鞋；课堂纪律：不迟到、早退、旷课；有事要请假；课堂纪律：不迟到、早退、旷课；有事要请假；爱护实验仪器；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，整排班搞卫生，摆好桌椅；实验做完后清洗器材，整理台面。理台面。当堂交实习报告。报告格式：题目，实验目的，实当堂交实习报告。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。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，认真对
2、待每次实验，平时成绩平时成绩+实验课占总分的实验课占总分的30%主要内容主要内容大气污染理论知识回顾大气污染理论知识回顾1相关指标评价与总结相关指标评价与总结4实践操作：现场空气采样实践操作：现场空气采样3大气采样的原理、方法及仪器的使用大气采样的原理、方法及仪器的使用2大气污染物的来源？大气污染物的来源？天然污染天然污染两大类两大类 人为污染人为污染四种：四种：(1)工农业生产工农业生产 (2)生活炉灶和采暖锅炉生活炉灶和采暖锅炉 (3)交通运输交通运输 (4)其他其他大气污染物存在的形态？大气污染物存在的形态？气态气态 在常温常压下以气体形式分散在大气中在常温常压下以气体形式分散在大气中
3、如如COCO、SO2SO2、NOXNOX等。等。气溶胶气溶胶 气体载体中悬浮有固体和气体载体中悬浮有固体和/或液体粒子所组成的多或液体粒子所组成的多相体系相体系 雾雾：液态，由气体蒸发至空气后遇冷凝聚而成液态，由气体蒸发至空气后遇冷凝聚而成,粒径一般在粒径一般在10m10m以下以下 烟烟：固态固态，由固态物质受热蒸发到空气中遇冷凝聚而成由固态物质受热蒸发到空气中遇冷凝聚而成,粒粒径一般在径一般在0.010.011m1m。尘尘：固态，是固态物质因机械粉碎或爆破时产生的微粒固态，是固态物质因机械粉碎或爆破时产生的微粒,粒粒径一般在径一般在1 1200m200m 大气大气采采样方法样方法、仪器的选择
4、要根据采集污染物的仪器的选择要根据采集污染物的形态、理化性质等选择。形态、理化性质等选择。一、实验目的一、实验目的掌握掌握大气采样方法的基本原理、采样仪器的种类大气采样方法的基本原理、采样仪器的种类及使用及使用掌握掌握现场空气监测方法及几种常用的采样方法现场空气监测方法及几种常用的采样方法熟悉熟悉空气采样的基本要求，流量计的校准和采样空气采样的基本要求，流量计的校准和采样效率及其评价效率及其评价二、实验原理二、实验原理 污染物在大气中的存在形式不同，污染物在大气中的存在形式不同，应根据应根据大气中有害物质的存在状态、大气中有害物质的存在状态、实实验目的采用合适验目的采用合适的采集装置和采样方法
5、的采集装置和采样方法，并且它们的原理是不同，并且它们的原理是不同的。的。本实验重点介绍的是本实验重点介绍的是动力抽样采集动力抽样采集的原理和的原理和使用方法。使用方法。三、采样方法三、采样方法常用的采用方法主要有常用的采用方法主要有 1.直接采样法直接采样法 2.浓缩采样法浓缩采样法三、采样方法三、采样方法1、直接采样法、直接采样法 适用条件适用条件 化学性质稳定，浓度高，分析方法灵敏度高时化学性质稳定，浓度高，分析方法灵敏度高时 结果意义结果意义 瞬时浓度或短时间内的平均浓度瞬时浓度或短时间内的平均浓度 常用装置常用装置 注射器采样、塑料袋采样、真空瓶采样注射器采样、塑料袋采样、真空瓶采样（
6、非动力）非动力）图实图实1-1 注射器注射器 图实图实1-2 采气袋及二采气袋及二联联球球 图实图实1-3 真空采气瓶真空采气瓶三、采样方法三、采样方法2、浓缩采样法浓缩采样法 定义定义：使大量的样气使大量的样气通过吸收液或固体吸收剂得到吸通过吸收液或固体吸收剂得到吸收或阻留收或阻留，使原来浓度较小的污染物质得到浓缩，以利，使原来浓度较小的污染物质得到浓缩，以利于分析测定。于分析测定。适用条件适用条件 适用于大气中污染物质浓度较低适用于大气中污染物质浓度较低 结果意义结果意义 可代表采样时段的平均浓度，更能反映大气污染的真实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。情况。采样方法采
7、样方法 溶液吸收法、滤纸和滤膜阻留法、固体吸附剂阻留法溶液吸收法、滤纸和滤膜阻留法、固体吸附剂阻留法三、采样方法三、采样方法A.溶液吸收法溶液吸收法常用于采集常用于采集气态或蒸汽态气态或蒸汽态的污染物的污染物采样时，用抽气装置将欲测空气以一采样时，用抽气装置将欲测空气以一定流量抽入装有吸收液的吸收管定流量抽入装有吸收液的吸收管(瓶瓶)，被测组分经气液界面浓缩于吸收液被测组分经气液界面浓缩于吸收液中中。采样结束后，倒出吸收液进行测定，采样结束后，倒出吸收液进行测定，根据测得的结果及采样体积计算大气根据测得的结果及采样体积计算大气中污染物的浓度。中污染物的浓度。吸收液吸收液：溶解度大、：溶解度大、
8、化学反应速度快化学反应速度快、稳定、稳定时间长、方便分析测定、时间长、方便分析测定、便宜易得。便宜易得。气泡气泡吸收管吸收管演示图：演示图：特别注意进出口的连接特别注意进出口的连接三、采样方法三、采样方法吸收管吸收管适用条件适用条件结构特点结构特点气泡吸收管气泡吸收管1.气态物质气态物质2.蒸气态物质蒸气态物质待测气体形成气泡，增待测气体形成气泡，增大了气体与吸收液的界大了气体与吸收液的界面接触面积，但是气泡面接触面积，但是气泡较大吸收效率较低。较大吸收效率较低。冲击式吸收管冲击式吸收管1.气溶胶态物质气溶胶态物质2.易溶解气体易溶解气体进气管喷嘴孔径小，距瓶进气管喷嘴孔径小，距瓶底很近，当被
9、测气样快速底很近，当被测气样快速从喷嘴喷出冲向管底时，从喷嘴喷出冲向管底时，气溶胶颗粒因惯性作用冲气溶胶颗粒因惯性作用冲击到管底被分散，从而易击到管底被分散，从而易被吸收液吸收。被吸收液吸收。多孔玻板吸收多孔玻板吸收管管1.气态气态2.蒸汽态物质蒸汽态物质3.气溶胶态物质气溶胶态物质待测气体一方面被分散成待测气体一方面被分散成很小的气泡，增大了与吸很小的气泡，增大了与吸收液的接触面积；另一方收液的接触面积；另一方面被弯曲的孔道所阻留，面被弯曲的孔道所阻留，然后被吸收液吸收然后被吸收液吸收三、采样方法三、采样方法C.固体吸附剂阻留法：固体吸附剂阻留法：污染物污染物通过通过吸附、溶解或化学反应吸附
10、、溶解或化学反应而被阻留在填充剂上，如用活性炭而被阻留在填充剂上，如用活性炭吸收有机物吸收有机物优点：采样效率较好，稳定时间长，可长优点：采样效率较好，稳定时间长，可长时间采样。时间采样。填充柱采样管、低温冷凝浓缩采样瓶填充柱采样管、低温冷凝浓缩采样瓶B.滤纸和滤膜阻留法：滤纸和滤膜阻留法：主要用以主要用以采集尘粒状气溶胶采集尘粒状气溶胶。使空气通过滤料，使空气通过滤料，通过机械阻留、吸附通过机械阻留、吸附等方式采集空气中的等方式采集空气中的气溶胶。气溶胶。根据采样体积，即可计算出空气中颗粒物的浓度。根据采样体积，即可计算出空气中颗粒物的浓度。滤膜盒滤膜盒（劳动卫生学会详细讲解）（劳动卫生学会
11、详细讲解）三、采样方法三、采样方法2、浓缩采样法浓缩采样法采样方法采样方法原理原理适用条件适用条件特点特点常见种类常见种类溶液吸收溶液吸收法法被测组分经气液界面被测组分经气液界面浓缩于吸收液中浓缩于吸收液中气态或蒸汽态及某气态或蒸汽态及某些气溶胶状态的污些气溶胶状态的污染物染物不同吸收溶不同吸收溶液液/滤料对滤料对采样效率及采样效率及稳定时间影稳定时间影响大，应合响大，应合理选择理选择水、水溶液、水、水溶液、有溶剂等有溶剂等滤纸和滤滤纸和滤膜阻留法膜阻留法机械阻留、吸附等方机械阻留、吸附等方式式采集尘粒状气溶胶采集尘粒状气溶胶玻璃纤维滤玻璃纤维滤料、合成纤料、合成纤维滤料等维滤料等固体吸附固体
12、吸附剂阻留法剂阻留法通过吸附、溶解或化通过吸附、溶解或化学反应而被阻留在填学反应而被阻留在填充剂上充剂上根据不同的待测组根据不同的待测组分选取适合的吸附分选取适合的吸附剂剂采样效率好、采样效率好、稳定时间长稳定时间长颗粒状吸附颗粒状吸附剂、纤维状剂、纤维状吸附剂吸附剂四、采样仪器及仪器操作四、采样仪器及仪器操作 液体吸收管液体吸收管（一）收集器（一）收集器 填充吸收管填充吸收管 低温冷凝浓缩低温冷凝浓缩采样瓶采样瓶 小流量气体采样器小流量气体采样器 小流量可吸入颗粒采样器小流量可吸入颗粒采样器（二）（二）采样器采样器 (流量计流量计+动力装置动力装置)大流量颗粒物采样器大流量颗粒物采样器 个体
13、采样器个体采样器（三）现场检测仪（三）现场检测仪 COCO检测仪检测仪主要由主要由收集器收集器、流量计流量计和和采样动力采样动力三部分组成三部分组成。四、采样仪器及仪器操作四、采样仪器及仪器操作五、大气空气采样五、大气空气采样(一一)基本要求基本要求1.现场要求：现场要求：空旷处空旷处，非树下，无建筑物遮挡；，非树下，无建筑物遮挡；采样高度为采样高度为气态：气态：1.5m呼吸带呼吸带，颗粒物：颗粒物：35m，防，防地面扬尘地面扬尘。2.采集的样品在采集的样品在时间和空间上时间和空间上都具有都具有代表性代表性。3.采样量足够采样量足够：采样速度能保证最佳吸收率、采样量满足：采样速度能保证最佳吸收
14、率、采样量满足分析需要。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、气期；现场气候条件，包括晴天、雨天、气温、气压、气湿。湿。采样记录与实验室记录同等重要采样记录与实验室记录同等重要。五、大气空气采样五、大气空气采样（二）采样布点（二）采样布点1 1、点源监测：点源监测：a.四周布点四周布点（同心圆：（同心圆：污染源为污染源为圆心圆心，八个方位不同距离半径布八个方位不同距离半径布点点，更远
15、地方或其他位置，更远地方或其他位置设对照设对照）b.扇形布点扇形布点（污染源常年（污染源常年主导方主导方向下侧向下侧，35个方位不同距离上个方位不同距离上布点，上风侧设对照布点，上风侧设对照）c.捕捉烟波布点捕捉烟波布点：设点位置不固：设点位置不固定，随烟波方向而变。定，随烟波方向而变。烟波下方烟波下方不同距离布点不同距离布点，上风侧设对照），上风侧设对照）主导风向五、大气空气采样五、大气空气采样2.2.面源面源污染监测：污染监测：按城市功能分区布点按城市功能分区布点 工业区、交通区、商业区、居民区、清洁对照区工业区、交通区、商业区、居民区、清洁对照区 每区可设每区可设23个采样点。个采样点。
16、几何状布点几何状布点 检测区域化成许多方形小格，在交叉点和小格内布点检测区域化成许多方形小格，在交叉点和小格内布点3、线源污染监测：交通运输线、线源污染监测：交通运输线五、大气空气采样五、大气空气采样采样步骤采样步骤采样前采样前 确定：检测物、采样方法、采样仪器及校正仪器、采样确定：检测物、采样方法、采样仪器及校正仪器、采样现场和布点、采样时间；带齐采样物品现场和布点、采样时间；带齐采样物品采样时采样时 现场小气象测定记录现场小气象测定记录，连接采样仪器，连接采样仪器采样后采样后 标记采样时间、地点、编号后带入实验室测定标记采样时间、地点、编号后带入实验室测定流量计的校准流量计的校准 为获取正
17、确的采样体积，需对采样器所带的转子流量计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流量计为例图示2-8。采样器流量计的校准：采样器流量计的校准：转子流量计转子流量计 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。位时间内空气流量相关。以以皂膜流量计皂膜流量计校正气校正气体采样器所带的转子体采样器所带的转子流量计。适用于较小流量计。适用于较小流量的校正，特点是流量的校正，特点是简单、可靠。简单、可靠。原理原理:气流推动皂膜
18、气流推动皂膜通过皂膜管时，经通过皂膜管时，经上下传感器感应得上下传感器感应得出皂膜通过的时间，出皂膜通过的时间，因上下传感器的容因上下传感器的容积是已知的，单位积是已知的，单位时间通过的气体体时间通过的气体体积即为流量。积即为流量。流量流量V/t V/t 收集器、采样器的连接使用收集器、采样器的连接使用 采气量采气量V V流量（流量（L/minL/min）采气时间采气时间(min)(min)六、标准状态下的采样体积换算六、标准状态下的采样体积换算 T0 P 273 P V0=Vt -=Vt-T P0 273+t 101.3kPa七、采样效率及其评价七、采样效率及其评价 采样效率要求采样效率要求
19、90%以上以上 1、气态和蒸汽态、气态和蒸汽态 A 绝对比较法绝对比较法 B 相对比较法相对比较法 2、气溶胶、气溶胶 颗粒采样效率颗粒采样效率 质量采样效率质量采样效率 八、大气中被测组分浓度的表示方法八、大气中被测组分浓度的表示方法重量浓度重量浓度 mg/m3 mg/m3 使用于各种状态下存在的物质使用于各种状态下存在的物质体积浓度体积浓度 ml/m3(ppmml/m3(ppm，Parts per million)Parts per million)仅使仅使 用于气态和蒸气态的物质用于气态和蒸气态的物质.换算：换算：M 22.4mg/m3=-x ppm ppm=-x mg/m3 22.4
20、M课堂任务课堂任务1、皂膜流量计、大气采样器的连接使用、皂膜流量计、大气采样器的连接使用2、模拟收集、模拟收集10L的气体，换算成标准状态的气体，换算成标准状态下的体积下的体积 实验报告要求图示实验报告要求图示讨论讨论 室内空气采样的方法室内空气采样的方法1.采样点采样点 采样点的数量采样点的数量根据监测对象的面积大小根据监测对象的面积大小来定来定：公共场所公共场所（100m2）-设设23个个 居室面积居室面积(1m，高度为呼吸带水平，高度为呼吸带水平，应在室外设置一个对照点。应在室外设置一个对照点。以教室为例，该如何布置采样点？以教室为例，该如何布置采样点？2.2.采样时间采样时间 长期累积
21、浓度长期累积浓度监测监测短期浓度的监短期浓度的监测测监测持续时间监测持续时间安排安排24小时以上小时以上累积性的采样累积性的采样，用于对人体健康影响的研究，用于对人体健康影响的研究采样时间为几分钟至采样时间为几分钟至1小时。小时。可反映瞬时浓度的变化及每日可反映瞬时浓度的变化及每日各时点的变化，主要用于公共场所及室内污染的研究。各时点的变化，主要用于公共场所及室内污染的研究。反映一个地区室内污染水平，反映一个地区室内污染水平，一般应选择采暖期门窗关闭一般应选择采暖期门窗关闭的情况下与非采暖期门窗开放的情况下进行监测的情况下与非采暖期门窗开放的情况下进行监测。每次监每次监测时间不应少于测时间不应少于7天天(包括一个星期天包括一个星期天)。Thank you！