1.1室内空气采样技术报告.ppt

职业任务模块一职业任务模块一室内空气采样技术室内空气采样技术 1.1 室内空气样品的采集v（一）气态污染物的采样方法（一）气态污染物的采样方法v（二）颗粒物的采样（气溶胶）（二）颗粒物的采样（气溶胶）v（三）两种状态共存的污染物的采样方法（三）两种状态共存的污染物的采样方法v（四）采样体积的计算（四）采样体积的计算1.1室内空气样品的采集vv一）直接采样法一）直接采样法vv二）有动力采样法二）有动力采样法vv三）被动式采样法三）被动式采样法（一）气态污染物的采样方法（一）气态污染物的采样方法选择采样方法要考虑的因素：选择采样方法要考虑的因素：1.污染物的存在状态污染物的存在状态2.污染物的浓度污染物的浓度3.污染物的理化特性污染物的理化特性4.所用分析方法的灵敏性所用分析方法的灵敏性一）直接采样法一）直接采样法1.注射器采样注射器采样2.塑料袋采样塑料袋采样3.采气管采样采气管采样4.真空瓶采样真空瓶采样当大气中的被测组分浓度较高，或者监测方法灵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。敏度高时，直接采用少量样品就能满足分析需要。1.注射器采样注射器采样v用用100mL注射器连接一个三通活塞，适用于注射器连接一个三通活塞，适用于采集有机蒸气样品采集有机蒸气样品。v采样时先用现场空气抽洗采样时先用现场空气抽洗35次，然后抽样，次，然后抽样，密封进气口，将注射器进气口朝下，垂直放置，密封进气口，将注射器进气口朝下，垂直放置，使注射器内压力略大于大气压。使注射器内压力略大于大气压。v样品存放时间不宜太长，一般要当天分析完样品存放时间不宜太长，一般要当天分析完毕。毕。qq注射器采样注射器采样2.塑料袋采样（塑料袋采样（图图）v应选择与样气中污染组分既不发生化学反应，也不吸应选择与样气中污染组分既不发生化学反应，也不吸附、不渗漏的塑料袋。附、不渗漏的塑料袋。v常用的有聚四氟乙烯袋、聚乙烯塑料袋及聚酯袋等。常用的有聚四氟乙烯袋、聚乙烯塑料袋及聚酯袋等。v为了减少对组分的吸附，可在袋的内壁衬银、铝等金为了减少对组分的吸附，可在袋的内壁衬银、铝等金属膜。属膜。v采样时，先用二连球打进现场气体冲洗采样时，先用二连球打进现场气体冲洗23次，再充次，再充样气、夹封进气口，带回实验室分析。样气、夹封进气口，带回实验室分析。3.采气管采样采气管采样v采气管是两端具有旋塞的管式玻璃容器，其容积为采气管是两端具有旋塞的管式玻璃容器，其容积为100500ml v采样方法采样方法：打开两端旋塞，将二连球或抽气泵接在：打开两端旋塞，将二连球或抽气泵接在管的一段，迅速抽进比容积大管的一段，迅速抽进比容积大610倍的欲采气体，倍的欲采气体，使采气管中原有气体被完全置换出，关上两端旋塞，使采气管中原有气体被完全置换出，关上两端旋塞，采气体积即为采气管的容积。采气体积即为采气管的容积。v采气管采气管采样采气管采样采气管采样采气管采样 4.真空瓶采样真空瓶采样真空瓶真空瓶：用耐压玻璃制成的固定容器，容积为：用耐压玻璃制成的固定容器，容积为500500000ml000ml。采样方法采样方法：先用抽真空装置将采气瓶内抽至剩余压力：先用抽真空装置将采气瓶内抽至剩余压力达达1.33kPa1.33kPa左右，如瓶中预先装有吸收液，可抽至左右，如瓶中预先装有吸收液，可抽至液泡出现为止，关闭活塞。采样时，在现场打开瓶液泡出现为止，关闭活塞。采样时，在现场打开瓶塞被采气体充入瓶内，关闭旋塞，送实验室分析塞被采气体充入瓶内，关闭旋塞，送实验室分析 。真空真空瓶瓶真空瓶采样真空瓶采样真空瓶采样真空瓶采样 真空瓶真空瓶采样体积的计算采样体积的计算v若采气瓶中真空达不到若采气瓶中真空达不到1.33kPa1.33kPa，实际采样体积要根据剩余压，实际采样体积要根据剩余压力来计算：力来计算：v用用闭管压力计闭管压力计测量剩余压力，则现场状态下的采样体积为：测量剩余压力，则现场状态下的采样体积为：vp p为大气压力，为大气压力，kPakPavp pB B为闭管压力计测量剩余压力，为闭管压力计测量剩余压力，kPakPavV V为现场采样体积，为现场采样体积，L L；V V0 0为真空采样瓶的容积，为真空采样瓶的容积，L Lv用用开管压力计开管压力计测量剩余压力，则现场状态下的采样体积为：测量剩余压力，则现场状态下的采样体积为：vp pK K为开管压力计测量剩余压力，为开管压力计测量剩余压力，kPakPav室内空气中的污染物浓度一般都比较低，室内空气中的污染物浓度一般都比较低，v需用需用富集采样法富集采样法对室内空气中的污染物进行浓缩，对室内空气中的污染物进行浓缩，使之满足分析方法灵敏度的要求；使之满足分析方法灵敏度的要求；v富集采样法采样时间长，测得结果代表采样时段的富集采样法采样时间长，测得结果代表采样时段的平均浓度。平均浓度。v有动力采样法（有动力采样法（富集采样法）富集采样法）v用一个抽气泵，将空气样品通过吸收瓶（管）中的用一个抽气泵，将空气样品通过吸收瓶（管）中的吸收介质，使空气样品中的待测污染物浓缩在吸收吸收介质，使空气样品中的待测污染物浓缩在吸收介质中。吸收介质通常是液体或多孔状固体颗粒物。介质中。吸收介质通常是液体或多孔状固体颗粒物。二）有动力采样法二）有动力采样法（富集采样法）富集采样法）二）有动力采样法二）有动力采样法v1、液体吸收法、液体吸收法v2、固体吸收法、固体吸收法v3、低温冷凝浓缩法、低温冷凝浓缩法1、液体吸收法、液体吸收法vv（1）气体吸收原理）气体吸收原理 当一定流量的空气样品以气泡形式通过吸收液时，当一定流量的空气样品以气泡形式通过吸收液时，气泡与吸收液界面上的物质或发生溶解作用或发生气泡与吸收液界面上的物质或发生溶解作用或发生化学反应，很快的被吸收液吸收。采样后，倒出吸化学反应，很快的被吸收液吸收。采样后，倒出吸收液进行测定，根据测定的结果及采样体积即可计收液进行测定，根据测定的结果及采样体积即可计算出大气中污染物的浓度。算出大气中污染物的浓度。qq采样方法采样方法采样方法采样方法（动画动画动画动画）吸收液的选择原则：吸收液的选择原则：对被采集物质溶解度要大或与被采集对被采集物质溶解度要大或与被采集物质的化学反应速度快物质的化学反应速度快稳定时间长稳定时间长有利于下一步分析有利于下一步分析毒性小，价格低，易购买，可回收毒性小，价格低，易购买，可回收1、液体吸收法、液体吸收法1.气泡吸收管气泡吸收管2.冲击式吸收管冲击式吸收管3.多孔筛板吸收管（瓶）多孔筛板吸收管（瓶）4.玻璃筛板吸收瓶玻璃筛板吸收瓶1、液体吸收法、液体吸收法（2）吸收管的种类）吸收管的种类常用的吸收管常用的吸收管气泡式吸收管气泡式吸收管 ：适用于采集气态和蒸气态适用于采集气态和蒸气态物质，吸收瓶内可装物质，吸收瓶内可装5 510mL10mL吸收液吸收液,采样采样流量为流量为0.50.52.0L/min2.0L/min。冲击式吸收管冲击式吸收管：适宜采集气溶胶。适宜采集气溶胶。多孔筛板吸收管多孔筛板吸收管：适合采集：适合采集气态和蒸汽态及雾态气溶胶气态和蒸汽态及雾态气溶胶物质物质。v1）气液接触面积越大，吸收效率越高，因此要尽可气液接触面积越大，吸收效率越高，因此要尽可能使气泡直径小，液体高度大，尖嘴部的气泡速度能使气泡直径小，液体高度大，尖嘴部的气泡速度慢。慢。v2）选择吸收效率在选择吸收效率在90%以上的吸收管。以上的吸收管。v3）新购置的吸收管要进行气密性的检查。新购置的吸收管要进行气密性的检查。v4）部分吸收液或待测液的稳定性差，因此要采取密部分吸收液或待测液的稳定性差，因此要采取密封、避光或恒温采样等措施，并尽快进行分析。封、避光或恒温采样等措施，并尽快进行分析。v5）吸收管路的内压不能过大或过小。吸收管要垂直。吸收管路的内压不能过大或过小。吸收管要垂直。v6）现场采样不能有泡沫抽出，采样后，要用样品溶现场采样不能有泡沫抽出，采样后，要用样品溶液洗涤进气口内壁液洗涤进气口内壁3次，再倒出分析。次，再倒出分析。（3）使用液体吸收法时应注意的问题：）使用液体吸收法时应注意的问题：v用一根长用一根长610cm，内径为内径为35mm的玻璃管或聚的玻璃管或聚丙烯塑料管填装各种固体填充剂。丙烯塑料管填装各种固体填充剂。v采样时采样时，气体样品以一定的流速通过填充柱，被测，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。留在填充剂上，达到浓缩气样的作用。v采样后，采样后，送实验室，经解吸或洗脱使被测物从填充送实验室，经解吸或洗脱使被测物从填充柱上分离释放出来，然后进行分析测试。柱上分离释放出来，然后进行分析测试。2、固体吸附法（填充柱采样法）、固体吸附法（填充柱采样法）2、固体吸附法（填充柱采样法）、固体吸附法（填充柱采样法）v（1）吸附型填充柱吸附型填充柱v（2）分配型填充柱分配型填充柱v（3）反应型填充柱反应型填充柱v（4）填充柱采样法应注意的问题）填充柱采样法应注意的问题（1）吸附型填充柱）吸附型填充柱1.填充剂填充剂 活性炭、硅胶、分子筛、高分子多孔微球活性炭、硅胶、分子筛、高分子多孔微球等。等。2.表面吸附作用表面吸附作用 分子间引力引起的分子间引力引起的物理吸附物理吸附，吸附力较弱；，吸附力较弱；剩余价键力引起的剩余价键力引起的化学吸附化学吸附，吸附力较强，吸附力较强极性吸附剂极性吸附剂，如硅胶，对极性化合物的吸附能力强；，如硅胶，对极性化合物的吸附能力强；非极性吸附剂非极性吸附剂，如活性炭，对非极性化合物的吸附能，如活性炭，对非极性化合物的吸附能力强；力强；（2）分配型填充柱）分配型填充柱1.填充剂填充剂 表面涂高沸点有机溶剂的惰性多孔颗粒物，如硅表面涂高沸点有机溶剂的惰性多孔颗粒物，如硅藻土，类似于藻土，类似于GC中的固定相中的固定相2.当被采集气样通过填充柱时，在有机溶剂中分配系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数大的组分保留在填充剂上而被富集（3）反应型填充柱）反应型填充柱1.填充剂填充剂：由惰性多孔颗粒物：由惰性多孔颗粒物(如石英沙、玻璃微球如石英沙、玻璃微球)或纤维状物或纤维状物(如滤纸、玻璃棉等如滤纸、玻璃棉等)表面涂渍能与被测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或细粒作填充剂2.气样通过填充柱时，被测组分在填充剂表面因发生气样通过填充柱时，被测组分在填充剂表面因发生化学反应而被阻留化学反应而被阻留3.采样量和采集速度大，富集物稳定，对气态、蒸汽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态和气溶胶态物质有较高的富集效率（4）填充柱采样法应注意的问题）填充柱采样法应注意的问题v1）可以长时间采样。而液体吸收法由于液体易蒸发可以长时间采样。而液体吸收法由于液体易蒸发损失，不可长时间采样损失，不可长时间采样v2）选择合适的固体填充剂对于蒸气和气溶胶都有较选择合适的固体填充剂对于蒸气和气溶胶都有较好的采样效率。好的采样效率。v3）污染物浓缩在填充剂上的稳定性较强。可放几天污染物浓缩在填充剂上的稳定性较强。可放几天后再分析。后再分析。v4）填充柱的吸附效率受温度、湿度的影响较大。必填充柱的吸附效率受温度、湿度的影响较大。必要时，可在采样管前加一个干燥管。要时，可在采样管前加一个干燥管。填充柱采样原理填充柱采样原理填充柱采样原理填充柱采样原理 应用范围应用范围应用范围应用范围：常温下难于被固体吸附剂完全阻留的一：常温下难于被固体吸附剂完全阻留的一些些低沸点气态化合物低沸点气态化合物，可以用制冷剂将其冷凝下来。，可以用制冷剂将其冷凝下来。egeg：苯乙烯，三氯乙醛等苯乙烯，三氯乙醛等.冷冻剂冷冻剂冷冻剂冷冻剂 冰盐水冰盐水(10)10)干冰乙醇干冰乙醇(72)72)液氨液氨(183)183)液态空气液态空气(190)190)半导体制冷器半导体制冷器仪器仪器仪器仪器 冷阱，选择性过滤器，浓缩管冷阱，选择性过滤器，浓缩管3、低温冷凝浓缩法低温冷凝浓缩法低温冷凝法除去水和CO2三）被动式采样法三）被动式采样法v被动式采样法（无泵采样法）被动式采样法（无泵采样法）v基于气体分子扩散或渗透原理采集空气中气基于气体分子扩散或渗透原理采集空气中气态或蒸气污染物的一种采集方法。不使用任态或蒸气污染物的一种采集方法。不使用任何电源和抽气动力。何电源和抽气动力。v体积小，轻便。体积小，轻便。v常用于室内空气污染和个体接触剂量的评价常用于室内空气污染和个体接触剂量的评价监测。监测。v1、自然沉降法、自然沉降法v用于采集颗粒物粒径大于用于采集颗粒物粒径大于30m的的尘尘粒。粒。v2、滤料法、滤料法（二）颗粒物的采样（气溶胶）（二）颗粒物的采样（气溶胶）自然沉降法2 2、滤料法、滤料法采样夹 采样方法采样方法：把过滤材料（滤纸、把过滤材料（滤纸、滤膜）夹在采样夹上，用空气滤膜）夹在采样夹上，用空气装置抽气，则空气中的颗粒物装置抽气，则空气中的颗粒物被阻留在过滤材料上，称量过被阻留在过滤材料上，称量过滤材料上富集的颗粒物质量，滤材料上富集的颗粒物质量，根据采样体积，即可计算出空根据采样体积，即可计算出空气中颗粒物的浓度气中颗粒物的浓度。由滤料采样夹、抽气风机、流由滤料采样夹、抽气风机、流量记录仪、计时器及控制系统、量记录仪、计时器及控制系统、壳体等组成。壳体等组成。（二）颗粒物的采样（气溶胶）（二）颗粒物的采样（气溶胶）（二）颗粒物的采样（气溶胶）（二）颗粒物的采样（气溶胶）滤料常用滤料常用纤维状滤料纤维状滤料：滤纸、玻璃纤维虑膜，过氯乙烯：滤纸、玻璃纤维虑膜，过氯乙烯滤膜等。滤膜等。筛孔状滤料筛孔状滤料：微孔滤膜、核孔滤膜、银薄膜。：微孔滤膜、核孔滤膜、银薄膜。滤料阻留法采样原理滤料阻留法采样原理（三）两种状态共存的污染物的采样方法（三）两种状态共存的污染物的采样方法vv综合采样法综合采样法v当气态和颗粒物污染物共存时，若使用滤膜采样器当气态和颗粒物污染物共存时，若使用滤膜采样器后，再接液体吸收管，可实现同时采样。缺点是采后，再接液体吸收管，可实现同时采样。缺点是采样流量受限制，且颗粒物需要一定的速度才能采集样流量受限制，且颗粒物需要一定的速度才能采集下来。下来。vv浸渍试剂滤料法浸渍试剂滤料法v是将某种化学试剂浸渍在滤纸或滤膜上，这种滤纸是将某种化学试剂浸渍在滤纸或滤膜上，这种滤纸适宜采集气态和气溶胶共存的污染物。气态污染物适宜采集气态和气溶胶共存的污染物。气态污染物与滤纸上的试剂迅速反应而被固定在滤纸上。如用与滤纸上的试剂迅速反应而被固定在滤纸上。如用稀硝酸浸渍过的滤纸采集铅烟和铅蒸气等。稀硝酸浸渍过的滤纸采集铅烟和铅蒸气等。（四）采样体积的计算（四）采样体积的计算v一）直接采样法一）直接采样法v使用注射器采样、塑料袋采样和固定容器采使用注射器采样、塑料袋采样和固定容器采样的方法，采样器具的容积就是空气采样体样的方法，采样器具的容积就是空气采样体积。积。v只要校准器具的体积就可知道采样的体积。只要校准器具的体积就可知道采样的体积。v1、用、用转子流量计转子流量计和和孔口流量计孔口流量计测定采样系统测定采样系统的空气流量的空气流量v采样时，气体流量计连接在采样泵之前，采采样时，气体流量计连接在采样泵之前，采样泵选用恒流抽气泵。样泵选用恒流抽气泵。v采样流量稳定时：采样流量稳定时：v 空气体积空气体积=流量流量 采样时间采样时间二）有动力采样法二）有动力采样法二）有动力采样法二）有动力采样法v2、用、用气体体积计量器气体体积计量器测量进入采样系统的空气体测量进入采样系统的空气体积积v3、用、用质量流量计质量流量计测量进入采样系统的空气体积测量进入采样系统的空气体积v4、用类似、用类似毛细管毛细管或或限流的临界孔稳流器限流的临界孔稳流器来稳定和来稳定和测量采样的流量。测量采样的流量。v根据理想气体状态方程，将现场采样体积根据理想气体状态方程，将现场采样体积V换算成换算成标准状况下的采样体积标准状况下的采样体积V0。三）被动式采样法三）被动式采样法v空气采样体积空气采样体积=采样速率采样速率K 采样时间采样时间 （五）（五）采样仪器采样仪器v主要有流量计、抽气泵、吸收管组成主要有流量计、抽气泵、吸收管组成吸收管吸收管流量计流量计气样气样流量流量计计吸收管吸收管(缓缓冲瓶冲瓶)抽气抽气泵泵1、空气采空气采样样器器2、TSP颗颗粒物采粒物采样样器器3、孔口流量孔口流量计计4、转转子流量子流量计计（五）（五）采样仪器采样仪器溶液吸收法采样溶液吸收法采样溶液吸收法采样溶液吸收法采样 转子流量计是计算气体的最常用的流量转子流量计是计算气体的最常用的流量计，它的流量与转子的高度关系是受流体密计，它的流量与转子的高度关系是受流体密度影响的。度影响的。因此，气体种类、温度、压力都会影响因此，气体种类、温度、压力都会影响流量的测量。流量的测量。流量计的指示刻度要经常校正。流量计的指示刻度要经常校正。转子流量计的使用和校准转子流量计的使用和校准校正流量计要用皂膜流量计校正流量计要用皂膜流量计 皂膜流量计皂膜流量计：由刻度玻璃管和橡皮球组成。其测量准确度高，由刻度玻璃管和橡皮球组成。其测量准确度高，可以做为校正其他流量计的基准流量。可以做为校正其他流量计的基准流量。使用时在橡皮球内加入皂液，测量时先用皂液使用时在橡皮球内加入皂液，测量时先用皂液湿润管壁，捏一下橡皮球，使气体进皂液形成一个湿润管壁，捏一下橡皮球，使气体进皂液形成一个皂膜，气流将一个皂膜吹过刻度线，用秒表记录皂皂膜，气流将一个皂膜吹过刻度线，用秒表记录皂膜经过刻线的时间。膜经过刻线的时间。皂膜流经体积与所用时间之比值为被测气体流皂膜流经体积与所用时间之比值为被测气体流量。量。转子流量计的使用和校准转子流量计的使用和校准支管支管皂膜流量计橡胶滴头橡胶滴头刻度线刻度线皂膜流量计的使用皂膜流量计的使用在橡胶滴头中加入肥皂水在橡胶滴头中加入肥皂水固定流量计固定流量计挤捏胶管形成皂膜挤捏胶管形成皂膜皂膜至皂膜至0 0刻度开始计时刻度开始计时v皂膜流量计的标准体积计算公式。皂膜流量计的标准体积计算公式。v式中式中:v vV-标准状态下皂膜计两刻度线间的体积标准状态下皂膜计两刻度线间的体积,mlvVm-皂膜通过两刻度线的体积，皂膜通过两刻度线的体积，ml。v P-校准时大气压力，校准时大气压力，kPa。v P0-标准状态下大气压力，标准状态下大气压力，101.3kPa。v t-校准时实际温度，校准时实际温度，。vT0-标准状态下绝对温度，标准状态下绝对温度，273K。转子流量计的使用和校准转子流量计的使用和校准v采样器标准流量的计算采样器标准流量的计算：转子流量计的使用和校准转子流量计的使用和校准v转子流量计使用时注意事项转子流量计使用时注意事项va.转子流量计长度不宜小于转子流量计长度不宜小于10cm。流量计测量范围流量计测量范围应该使采样流量在刻度值的上应该使采样流量在刻度值的上1/2处。处。vb.流量计内部清洁、干燥。管壁和浮子上不能有液流量计内部清洁、干燥。管壁和浮子上不能有液体的凝结，不能有颗粒物附着。体的凝结，不能有颗粒物附着。vc.流量计必须垂直放置要保证气密性好。流量计必须垂直放置要保证气密性好。vd.采样前检查流量计是否准确，设备是否完好。采样前检查流量计是否准确，设备是否完好。ve.使用完后，经常校正流量值。使用完后，经常校正流量值。转子流量计的使用和校准转子流量计的使用和校准