空气监测采样方法与采样仪器PPT课件

1、123 3学习目标学习目标学会用溶液吸收法采集空气样品理解溶液吸收法的工作原理掌握影响吸收效率的因素学会采样体积的计算43 1直接采样法富集采样法l注射器l采气袋l采气管l真空瓶等l溶液吸收法l填充柱阻留法 l滤料阻留法3.6 采样方法和采样仪器l低温冷凝法l自然沉降法直接采样法l注射器l采气袋l采气管l真空瓶等 大气中的被大气中的被测组分浓度较高测组分浓度较高 监测方法灵监测方法灵敏度高敏度高常用100mL注射器采集有机蒸气样品。采样时，先用现场气体抽洗 23次，然后抽取100mL，密封进气口，带回实验室分析。样品存放时间不宜长，一般应当天分析完。 注射器采样注射器采样6注射器 采气袋采样采

2、样时，先用二联球打进现场气体冲洗23次，再充满样气，夹封进气口，带回尽快分析。采气管是两端具有旋塞的管式玻璃容器。采样时，打开两端旋塞，将二联球或抽气泵接在管的一端，迅速抽进比采样管容积大610倍的欲采气体，使采样管中原有气体被完全置换出，关上两端旋塞，采气体积即为采样管的体积。 采气管采样 采样前，将采气瓶内抽至剩余压力达1.33kPa左右。采样时，打开旋塞，被采空气即充入瓶内，关闭旋塞，则采样体积为真空采气瓶的容积。 真空瓶采样真空瓶、真空罐浓缩（富集）采样法 溶液吸收法 填充柱阻留法 滤料阻留法 低温冷凝法 自然积集法大气中的被测组分浓度较低监测方法检出限较高吸收原理：物理作用：HCl

3、、NH3 、甲醛、甲醇吸收有机农药化学反应：SO2、NOx、H2S、 HF等溶液吸收法工作原理：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瓶采集一段时间。采样结束后，倒出吸收液进行测定。采集对象：气态、蒸气态、气溶胶态物质结果计算：根据测得结果和采样时间、流量、温度、压力，计算标准状态下的采样体积，确定空气中污染物在标准状态下的浓度。13溶液吸收法采样装置采样装置：抽气装置、吸收瓶、吸收液14 问题：采样过程中是否所有的待测问题：采样过程中是否所有的待测组分都能够被吸收液吸收？组分都能够被吸收液吸收？ 什么是吸收效率？ 影响吸收效率的因素有哪些？吸收效率吸收效率影响因素： 吸收

4、速度 气样与吸收液接触面积取决于所选吸收液的吸收效能取决于所选择的吸收容器的结构吸收液的选择原则： 对被采集物质溶解度要大或与被采集物质 的化学反应速度快稳定时间长有利于下一步分析毒性小，价格低，易购买，可回收17选用结构适宜的吸收容器（管、瓶）是增大被测气体与吸收液接选用结构适宜的吸收容器（管、瓶）是增大被测气体与吸收液接触面积的有效措施。触面积的有效措施。吸收容器（管、瓶）的选择18气泡吸收管19冲击式吸收管20多孔玻板吸收管 多孔玻板吸收瓶2122序号序号名称名称吸收液容吸收液容量量ml采样流量采样流量L/min适用对象适用对象不适宜对不适宜对象象1气泡吸收管气泡吸收管5100.52.0

5、气态气态蒸汽态蒸汽态气溶胶气溶胶2冲击式吸收管冲击式吸收管5103.0气溶胶气溶胶气态气态蒸汽态蒸汽态50100303多孔玻板吸收多孔玻板吸收管管5100.11.0气态气态蒸汽态蒸汽态气溶胶气溶胶多孔玻板吸收多孔玻板吸收瓶瓶10300.52.05010030吸收管（瓶）性能比较吸收管（瓶）性能比较 装有多孔玻板吸收管的大气采样器采样时，气体从进气口进入吸收管，并在多孔筛板处产生许多气泡，这样就使气体与液体达到了充分的接触，气体中的待测组分逐渐被液体所吸收。采样时间越长，溶液中的组分浓度就越高，直至饱和。填充柱组成：采集对象：气态、蒸气态和气溶胶26填充柱阻留法玻璃、塑料、不锈钢长610cm、内

6、径35mm填充柱柱材填充剂吸附型分配型反应型。 工作原理：工作原理：28采样量、速度采样量、速度大，富集物稳大，富集物稳定，富集效率定，富集效率高高发生化学反应发生化学反应被阻留被阻留涂渍能与被测组分发涂渍能与被测组分发生化学反应的试剂的生化学反应的试剂的惰性多孔颗粒物、能惰性多孔颗粒物、能发生反应的纯金属丝发生反应的纯金属丝毛、细粒毛、细粒反反应应型型对蒸气和气溶对蒸气和气溶胶态物质胶态物质 采集采集效率高效率高分配系数大的分配系数大的或溶解度大的或溶解度大的组分阻留在表组分阻留在表面的固定液上面的固定液上 涂有高沸点有机溶涂有高沸点有机溶剂（固定液）的惰剂（固定液）的惰性多孔物质性多孔物质

7、分分配配型型对气体和蒸气对气体和蒸气吸附力强吸附力强 发生吸附作用发生吸附作用而被阻留而被阻留活性炭、硅胶、分子活性炭、硅胶、分子筛、高分子多孔微球筛、高分子多孔微球吸吸附附型型优点优点富集原理富集原理填充剂填充剂柱柱型型填充柱型性能比较填充柱阻留法采集甲苯气体滤料组成：滤料组成：常用的滤料有纤维状滤料，如滤纸、玻常用的滤料有纤维状滤料，如滤纸、玻璃纤维滤膜、微孔滤膜等。璃纤维滤膜、微孔滤膜等。工作原理工作原理：将将过滤材料过滤材料（滤纸、滤膜等）放在（滤纸、滤膜等）放在采样采样夹夹上，用抽气装置抽气则空气中的上，用抽气装置抽气则空气中的颗粒物被阻留颗粒物被阻留在过在过滤材料上，称量过滤材料上

8、富集的颗粒物质量，根据滤材料上，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。采样体积，即可计算出空气中颗粒物的浓度。滤料阻留法滤料阻留法31 1-底座 2-紧固圈 3-密封圈 4-接座圈 5-支撑网 6-滤膜 7-抽气接口滤料阻留法滤料阻留法 滤料性质滤料性质 采样速度采样速度低速，扩散沉降为主，细小颗粒采集效率低速，扩散沉降为主，细小颗粒采集效率高速，惯性碰撞为主，较大颗粒采集效率高高速，惯性碰撞为主，较大颗粒采集效率高 颗粒物的大小颗粒物的大小速度一定，部分小颗粒采集效率低速度一定，部分小颗粒采集效率低采集效率的影响因素采集效率的影响因素34 采样前，拧下采

9、样头顶盖。取出滤膜夹。把滤膜毛面向上，放采样前，拧下采样头顶盖。取出滤膜夹。把滤膜毛面向上，放入采样头内的滤膜支撑网上。入采样头内的滤膜支撑网上。 压好滤膜夹，拧紧采样头顶压好滤膜夹，拧紧采样头顶盖。启动抽气泵，调节流量调节阀，设定采样流量。盖。启动抽气泵，调节流量调节阀，设定采样流量。 当夹带着颗粒物的空气被不断抽入采样头后，颗粒物被留在滤当夹带着颗粒物的空气被不断抽入采样头后，颗粒物被留在滤膜上，而氧气、氮气等分子状物质则通过滤膜。膜上，而氧气、氮气等分子状物质则通过滤膜。工作原理：工作原理：低温低温冷凝采样法是将冷凝采样法是将U U形形或蛇形采样管插入或蛇形采样管插入冷阱中，当大气流冷阱

10、中，当大气流经采样管时，被测经采样管时，被测组分因冷凝而凝结组分因冷凝而凝结在采样管底部。在采样管底部。低温冷凝法低温冷凝法 常用制冷方法常用制冷方法 半导体制冷器：半导体制冷器：0-65 制冷剂制冷制冷剂制冷冰冰 0 冰冰盐水盐水 -10 干冰干冰乙醇乙醇 -70 干冰干冰 -78.5 液氧液氧 -183 液氮液氮 -196 低温冷凝法低温冷凝法干扰：H2O、CO2、O2干扰的消除：过滤器加干燥剂低温冷凝法低温冷凝法自然积集法工作原理：工作原理：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、硫酸盐化速率等大气样品的采集。监测指标：监测指标：降尘量、硫酸盐化速率

11、等，分湿法和干法两种。 39降尘采样湿法 玻璃集尘缸玻璃集尘缸防冻、抑制微生物和藻类，防冻、抑制微生物和藻类，加入量以铺平缸底为准加入量以铺平缸底为准 d=15cm0.5cm ，h=30cm高度高度512m，离基础面，离基础面11.5m 采集时间采集时间30 2d，注意雨季换缸，注意雨季换缸 加水加水100-300ml，以，以及硫酸铜、乙二醇等及硫酸铜、乙二醇等湿法集尘缸40降尘采样湿法 41降尘采样干法 干法采样一般干法采样一般使用标准集尘使用标准集尘器。夏季也需器。夏季也需加除藻剂。加除藻剂。 在集尘缸底放在集尘缸底放入塑料圆环，入塑料圆环，圆环上再放置圆环上再放置塑料筛板。塑料筛板。 测

12、定方法：碱片法测定方法：碱片法概念：单位面积上、单位时间内生成的硫酸盐的质量即为硫酸盐化速率。表征空气中的SO2、H2S等含硫化合物演变、氧化成危害更大的硫酸雾及硫酸盐雾的速率。单位：mg（SO3）/（100cm2d） 硫酸盐化速率硫酸盐化速率43 将用将用K2CO3溶液浸渍过的玻璃纤维滤膜置溶液浸渍过的玻璃纤维滤膜置于采样点上，则大气中的于采样点上，则大气中的SO3 、硫酸雾等、硫酸雾等与碳酸盐反应生成硫酸盐而被采集；与碳酸盐反应生成硫酸盐而被采集；硫酸盐化速率硫酸盐化速率碱片法碱片法 443.6 采样方法和采样仪器（二）专用采样器采样仪器吸收管、填充柱、滤料、冷凝管孔口流量计1.隔板；3.

13、液柱；3.支架转子流量计1.锥形玻璃管；2.转子3.6 采样方法和采样仪器3.6 采样方法和采样仪器手动、电动抽气泵3.6 采样方法和采样仪器（二）专用采样器按其用途可分为：按其用途可分为：将收集器、流量计、抽气泵及气样预处理、流量调节、将收集器、流量计、抽气泵及气样预处理、流量调节、自动定时控制等部件组装在一起，构成专用采样装置。自动定时控制等部件组装在一起，构成专用采样装置。大气采样器大气采样器颗粒物采样器颗粒物采样器综合采样器综合采样器 （二）专用采样器 1. 大气采样器49CD-2A型大气采样器型大气采样器 50其它型号的气体采样器其它型号的气体采样器（二）专用采样器 2. 颗粒物采样

14、器（1）总悬浮颗粒物采样器总悬浮颗粒物采样器总悬浮颗粒物（总悬浮颗粒物（TSP）采）采集器集器 可吸入颗粒物（可吸入颗粒物（ PM10 、PM2.5）采集器）采集器大流量大流量中流量中流量小流量小流量大流量大流量52中流量中流量TSP采样器采样器颗粒物采样器颗粒物采样器（二）专用采样器 2. 颗粒物采样器（2 2）可吸入颗粒物采样器中流量TSP采样器54智能型中流量TSP/PM10采样器 5556综合采样仪器其他采样仪器大气24h恒流自动采样器大气污染监测车 V0标准状态下的采样体积，L或m3； Vt现场状态下的采样体 t采样时的温度， P采样时的大气压力，kPa。采样体积的换算325.101Pt273273VVt0案 例监测某采样点大气中的NO2浓度时，用10ml吸收液，采样流量0.50L/min，采样1h。现场温度14，压力100kPa。取吸收液10ml，测得吸收液中含2.0g的NO2。求该点空气中NO2浓度。（注:标况下P=101.325kPa，T=273K）解：（1）求采样体积 Vt和V000.50 6030L273*273101.3252731003028.16(L)273 14101.325ttVPVVt案例解析案例解析解：（2）NO2的质量浓度