第六节最小采气量和采样效率

1、第六节 最小采气量和采样效率1一、最小采气量最小采气量（minimum sampling volume）是指当空气中待测有害物质的浓度为其最高容许浓度值时，保证所采用的分析方法能够检出所需采集的最小空气体积。它与国家卫生标准中规定的待测有害物质的最高容许浓度值、分析方法的灵敏度以及分析时所用的样品量有关。2当空气中有害物质的浓度低于国家卫生标准的最高容许浓度时，采气量对分析结果有很大的影响。如采气量足够大，就可以测出阳性结果；反之，就不能检出。对于不能检出的结果有两种可能，一种可能是空气中被测有害物质的浓度很低，不能检出；另外一种可能是由于采集空气样品量太少，没有达到分析方法灵敏度所要求的采集

2、量。为了避免后一种情形的出现，在空气理化检验采样时提出了最小采气量的要求。 3空气样品的最小采气量的计算如下：式中，Vmin为最小采气量，L； s为分析方法的测定下限，g；T为被测物质在空气中的最高容许浓度，mg/m3；a为样品溶液的总体积，ml；b为分析时所取样品溶液的量，ml。4例如，用酚试剂分光光度法测定大气中的甲醛浓度，方法的检出限为0.05 g/5ml。用10 ml含酚试剂的水溶液作吸收液，测定时取5 ml样液分析。大气中甲醛的最高容许浓度（一次）为0.05 mg/m3。根据上式可计算得出最小采气量为4 L。5在实际工作中，如果采样现场空气中被测有害物质的浓度较高时，可相应减少采气量

3、，这样不仅可以减少采样时间，还可以避免样品溶液在分析时多次稀释带来的误差。如果采样现场空气中有害物质的浓度很低，但要求测出其低于最高容许浓度的具体数值时，则应采集的空气样品量大于按上式计算的最小采气量。6二、采样效率及其评价方法采样效率（sampling efficiency）是指在某一采样方法规定的条件下（如采样流量、被采集物质浓度、采样温度和采样时间等）所采集到待测物的量占其总量的百分数。7采样效率受多种因素的影响，在选择采样方法或建立新的采样方法时必须确定其采样效率。在空气污染物分析中，采样方法的采样效率应高于90%，如采样效率过低，将对测定结果产生较大影响。由于空气中待测物的存在状态不

4、同，因而采样效率的评价方法也不一样。8（一）气体和蒸气态污染物采样效率的评价方法采集空气中气体和蒸气状态污染物常用溶液吸收法或固体吸附剂采样法，可用以下方法来评价其采样效率。91绝对评价法以标准气体为样品，用所选的采样方法采集标准气体后，测定。根据测定浓度c和标准气体的浓度c0计算采样效率，即这种评价方法虽然比较理想，但由于标准气体的配制比较麻烦，花费也比较大，往往在实际应用中受到限制。102相对评价法将两个或三个收集器串联起来采样，分别测定各收集器中待测物的质量，则第一个收集器的采样效率为式中，m1、m2、m3分别为第一、二、三个收集器中待测物的质量 11相对评价法用这种方法评价采样效率，要

5、求第二、三个收集器中待测物的质量与第一个收集器相比是极小的，这样三个收集器中待测物的质量之和就接近待测物的总量。有时需要串联更多的收集器采样，以保证各收集器中待测物的质量之和更加接近待测物总量。12（二）气溶胶状态污染物采样效率的评价方法空气中气溶胶状态污染物主要采用滤料采样法，其采样效率的表示方法有两种。 是颗粒采样效率 以采集到的气溶胶颗粒数占其总颗粒数的百分数表示； 是质量采样效率 以采集到的气溶胶质量占其总质量的百分数表示。这两种表示方法结果不一致，通常质量采样效率大于颗粒采样效率。常用的表示方法是质量采样效率，因其简便易行。 13滤料的采样效率一般采用相对评价方法。可用一个已知采样效

6、率很高的方法与被评价滤纸或滤膜同时采样，通过比较得出其采样效率。颗粒采样效率常用一个灵敏度很高的颗粒计数器测量空气样品进入滤料前和通过滤料后的颗粒数来计算。14三、影响采样效率的主要因素1采集器 采集器的选择对采样效率影响很大。以气态和蒸气态存在的有害物质，以分子状态存在于空气中，若用滤纸或滤膜采集，则采样效率很低；而用溶液吸收法或适当的试剂浸渍滤纸（膜）采样则有较高的采样效率；以气溶胶形式存在的污染物，用固体吸附采集法可获得很高的采样效率，而用气泡吸收管或多孔玻板吸收管采样，则易发生堵塞致使采样效率低。152吸收液或固体吸附剂 一般要求所选用的吸收剂对空气中的有害物质的溶解度高、化学反应速度

7、快，与之能生成稳定的物质而防止其变质。固体吸附剂应该阻留率大，并能使被吸附的待测物定量解吸。 选择合适的吸收液或固体吸附剂直接影响采样效率。在选择采样效率高的吸收液或固体吸附剂时，还应该考虑到采样后所生成的化合物对测定方法是否有影响。163采样速度 不同的采集器应采用不同的采样速度，如用气体吸收管采集空气中的气体污染物，采样速度一般为0.12 L/min，若采样速度太快，则待测空气污染物来不及被吸收液吸收或反应就被抽走，导致采样效率下降。而用滤纸、滤膜法采集气溶胶时则应采用较大的流速，由于悬浮颗粒物本身的重力作用而向下沉降，只有当采样流速能克服其重力的沉降时，颗粒物才能进入采集器而被采集。 1

8、74其它因素 采样时还必须考虑气象因素的影响，如气温、湿度等。如在气温较高时，低沸点的气态或蒸气态污染物，易发生挥发或蒸发等损失，可通过降低采集器和吸收液的温度（冷阱法）以提高采样效率。如果采样现场的温度过高（55），则不能使用聚氯乙烯滤膜采集该工作场所空气中的颗粒物，否则滤膜变形，采样效率降低。 18复习思考题1根据空气理化检验的目的，怎样正确选择采样点？2什么是主导风向和烟污强度系数？3采样方法可分为哪几类？选择采样方法的依据是什么？4同时采集以气态和气溶胶两种状态存在的空气污染物可以采用哪些方法？5. 通常使用的气态污染物收集器有哪些种类？其适用范围如何？196什么是穿透容量和最大采气量？