大气采样技术讲义

大气采样技术主讲人：单位：目录布点方法和采样时间监测目的采集方法和采样仪器资料收集和监测项目制定大气污染监测方案的程序首先要根据监测目的进行调查研究，收集必要的基础资料；然后经过综合分析，确定监测项目；设计布点网络；选定采样频率、采样方法和监测技术；建立质量保证程序和措施；提出监测结果报告要求及进度计划等。监测目的①判断空气质量。通过对环境空气中主要污染物质进行定期或连续地监测，判断空气质量是否符合《环境空气质量标准》或环境规划目标的要求，为空气质量状况评价提供依据；②判断污染程度。通过对污染源的监测，评价污染物排放情况和造成的污染程度，为确定污染控制措施提供基础数据，同时，通过对大气污染源治理设施运行后的监测，可判断治理设施的效果；③研究空气质量的变化规律和发展趋势，开展空气污染的预测预报，以及研究污染物迁移、转化情况提供基础资料。④为政府环保部门执行环境保护法规，开展空气质量管理及修订空气质量标准提供依据和基础资料。资料收集污染源分布及排放情况(污染类型、数量、位置、主要污染物)12345

气象资料(风向、风速、气温、气压、降水、日照时间等)地形资料(地形对风向、风速和大气等情况影响)土地利用和功能分区情况

人口分布及人群健康情况监测项目

我国《环境监测技术规范》中规定的常规监测项目见表。类别必测项目按地方情况增加的必测项目选测项目空气污染物监测TSP、SO2、NO2（或NOx）、硫酸盐化速率、灰尘自然沉降量CO、总氧化剂、总烃、PM10、F2、HF、B（）P、Pb、H2S、光化学氧化剂CS2、Cl2、HCl、硫酸雾、HCN、NH3、Hg、Be、芳香烃、酚、甲醛等空气降水监测pH值、电导率K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH4+、SO42－、NO3－、Cl布点方法●布点的原则和要求①采样点应设在整个监测区域的高、中、低三种不同污染物浓度的地方。②在污染源比较集中，主导风向比较明显的情况下，应将污染源的下风向作为主要监测范围，布设较多的采样点；上风向布设少量点作为对照。③工业较密集的城区和工矿区人口密度大及污染物超标地区，要适当增设采样点；城市郊区和农村，人口密度小及污染物浓度低的地区，可酌情少设采样点。④采样点的周围应开阔，采样口水平线与周围建筑物高度夹角应不大于30°。测点周围无局地污染源，并应避开树木及吸附能力较强的建筑物。交通密集区的采样点应设在距人行道边缘至少1.5m远处。⑤各采样点的设置条件要尽可能一致或标准化，使获得的监测数据具有可比性。●采样高度根据监测目的而定。—研究大气污染对人体的危害，采样口应在离地面1.5-2m处；—研究大气污染对植物或器物的影响，采样口高度应与植物或器物高度相近；—连续采样例行监测采样口高度应距地面3-15m；—若置于屋顶采样，采样口应与基础面有1.5m以上的相对高度，以减小扬尘的影响；—特殊地形地区可视实际情况选择采样高度。●采样点应布置在主要障碍物和高大建筑物的背风，障碍物的顶部与采样点的水平方向应成30°左右。●样品入口与主要污染源（如工业烟囱等）的距离至少早20m以上，一般不要正对排放源（如公路、停车场、工业烟囱等）的下风口。布点数目的确定采样点数目的确定应根据监测范围大小、污染物的空间分布特征、人口分布及密度、气象、地形及经济条件等因素综合考虑。监测网点数的确定有人口数法、经验法、地理变异系数法和功能区法等。我国对空气环境污染例行监测采样站（点）设置数目主要参照世界卫生组织WHO和美国EPA的方法，即以城市人口分布为基础的经验法。

布点数目的确定世界卫生组织（WHO）和世界气象组织（WMO）提出按城市人口多少设置城市大气地面自动监测站点，见表。采样点布点方法1、功能区布点法多用于区域性常规监测。便于了解工业污染对其他功能区的影响。将监测区域划分为工业区、商业区、居住区、混合区、交通稠密区、清洁区等，在各功能区设置一定数量的采样点。2、网格布点法多用于有多个污染源，且污染源分布较均匀的情况下。网格布点法采样点布点方法3、同心圆布点法主要用于污染群，且重大污染源较集中的地区。以污染群的中心为圆心，画若干同心圆，再从同心圆作若干放射线，放射线与圆周的交点即为采样点。同心圆半径取4、10、20、40km，从里向外各圆周上分别设4、8、8、4个点。

同心圆布点法采样点布点方法4、扇形布点法适用于孤立的高架点源，且主导风向明显的地区。以点源所在位置为顶点，主导风向为轴线，在下风向地面划出一扇形区。

扇形布点法采样点布点方法

采用同心圆和扇形布点法时，应考虑高架点源的扩散特点。同心圆或弧线不宜等距离划分，而是靠近最大浓度值的地方密一些，以免漏测最大浓度。而污染物最大浓度出现的位置，与源高、气象条件和地面状况密切相关。

采样点布点方法例如，对于平坦地面上50m高烟囱，污染物最大地面浓度出现的位置与气象条件的关系如表所示。

实际工作中，为使采样网点布设合理，应做到因地制宜，往往采用以一种布点方法为主，兼用其他方法的综合布点法。

大气稳定度最大浓度出现位置(相当于烟囱高度的倍数)不稳定5～10中性20左右稳定40以上采样时间与频率●采样时间（时段）：是指每次采样从开始到结束所经历的时间。根据采样时间的长短可分为短期采样、长期采样、间歇性采样。●采样频率：是指在一个时段内的采样次数。

●要根据监测目的、污染物分布特征及浓度水平、分析方法灵敏度、人力物力等因素确定采样时间和采样频率。1、应急监测：●要求尽快得知结果，采样时间应尽量短。但短期采样，代表性较差。采样时间与频率2、为监测空气质量的长期变化趋势：●长期连续自动采样是最佳的采样方式，可取得任何一段时间的平均值，但受仪器限制，难于普及。●每隔一定时间采样叫间歇性采样，也是较常用的采样方式，适用于受人力、物力限制而进行人工采样测定的情况。是目前广泛采用的方法，应用得当，也有较好的代表性。采样时间与频率国家环保局颁布的空气质量采样时间和采样频率规定，见表监测项目采样时间和频率二氧化硫隔日采样，每天连续采样24h±0.5h，每月14～16d，每年12个月二氧化氮（总氮氧化物）同二氧化硫总悬浮颗粒物隔双日采样，每天连续采样24h±0.5h，每月5～6d，每年12个月灰尘自然沉降量每月采样30d±2d，每年12个月硫酸盐化速率每月采样30d±2d，每年12个月采样时间与频率污染物监测数据统计有效性的规定污染物取值时间数据有效性规定SO2、NOx、NO2年平均每年至少有分布均匀的144个日均值，每月至少有分布均匀的12个日均值TSP、PM10、Pb年平均每年至少有分布均匀的60个日均值，每月至少有分布均匀的5个日均值SO2、NOx、NO2、CO日平均每日至少有18h的采样时间TSP、PM10、B(a)P、Pb日平均每日至少有12h的采样时间SO2、NOx、NO2、CO、O31小时平均每小时至少有45min的采样时间采样方法与采样仪器大气采样

塑料袋采样直接采样法

综合采样方法气溶胶采样方法气态污染物采样浓缩采样法固体吸附剂阻留法滤筒和滤膜阻留法

溶液吸收法真空采气瓶采样注射器采样多层滤料法泡沫塑料采样法浸渍试剂滤料法环形扩散管和滤料组合采样法沉降法滤料法自然积集法低温冷凝法采样方法与采样仪器●直接采样法

当空气中被测组分浓度较高，或所用分析方法的灵敏度较高时，采用直接采样法采取少量空气样品就可满足分析需要。注射器采样塑料袋采样采样方法与采样仪器保存要点：防止收集容器器壁的吸附和解吸现象，应选用聚四氟乙烯塑料收集器采集这些性质活泼的气态检测物。因此，用直接采样法采集的空气样品应该尽快测定，减少收集器内壁的吸附、解吸作用。真空苏玛罐直接采样●浓缩采样法

大气中的污染物质浓度一般都比较低（ppm一ppb数量级），直接采样法往往不能满足分析方法检测限的要求，故需要用富集采样法对大气中的污染物进行浓缩。富集采样时间一般比较长，测得结果代表采样时段的平均浓度，更能反映大气污染的真实情况。主要包括溶液吸收法、滤筒和滤膜阻留法、固体吸附剂阻留法、低温冷凝法、自然积集法。采样方法与采样仪器采样方法与采样仪器溶液吸收法吸收液的选择原则1.被测物质在吸收液中溶解度大，反应速度快；2.被测组分在吸收液中要有足够的稳定时间；3.需要考虑到下一步化学反应，应与以后的分析步骤衔接起来；4.吸收液毒性小、价格低、易于购买，且尽可能回收利用。常用吸收液有水、水溶液和有机溶剂。采样方法与采样仪器保存要点：避免高温光照碰撞防止挥发

氧化分解保持低温密封避光便携式大气采样器气泡吸收管多孔筛板吸收管采样方法与采样仪器环境空气二氧化硫的测定甲醛吸收-副玫瑰苯胺分光光度法HJ482-2009甲醛缓冲液吸收，样品采集、运输、贮存过程中应避免阳光照射《空气和废气监测分析方法》(第四版)国家环保总局

2003年甲醛缓冲溶液吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法5.4.1.5甲醛缓冲液吸收，样品的采集、运输和贮存过程应避光。当气温高于30℃时，采样后如不能当天测定，可将样品溶液贮于冰箱环境空气和废气氯化氢的测定离子色谱法（暂行）HJ549-2009用碱性吸收液吸收，样品采集后密封，应尽快分析，若不能当天测定，应将样品密封后于0～4℃冷藏保存，保存期不超过48h环境空气臭氧的测定靛蓝二磺酸钠分光光度法HJ504-2009磷酸盐缓冲溶液吸收，采样管避光保存，于室温暗处存放至少可稳定7d空气质量甲醛的测定乙酰丙酮分光光度法GB/T15516-1995样品采集在蒸馏水吸收管中，于2-5℃保存，2d内分析完毕，以防甲醛被氧化环境空气氮氧化物（一氧化氮和二氧化氮）的测定盐酸萘乙二胺分光光度法HJ479-2009吸收液采集。样品采集、运输及存放过程中避光保存，样品采集后尽快分析。若不能及时测定，将样品于低温暗处存放，样品在30℃暗处存放，可稳定8h；在20℃暗处存放，可稳定24h；于0-4℃冷藏，至少可稳定3天采样方法与采样仪器硫化氢《空气和废气监测分析方法》(第四版)国家环保总局

2003年亚甲基蓝分光光度法3.1.11.2氢氧化镉-聚乙烯醇磷酸铵吸收液，避光采样，8h内测定，采样后现场加显色剂固定污染源排气中氯气的测定甲基橙分光光度法HJ/T30-1999甲基橙吸收液采集，该样品显色完成后溶液颜色稳定，常温下至少可保存15d固定污染源排气中酚类化合物的测定

4-氨基安替比林分光光度法HJ/T32-1999NaOH吸收液采集，最好当天分析完毕，在室温不超过25℃，干扰物影响不大时，可存放3d环境空气和废气氨的测定

纳氏试剂分光光度法HJ533-2009稀硫酸溶液吸收，采样管采集完毕应尽快分析，以防吸收空气中的氨，若不能立即分析，2-5℃可保存7天空气质量苯胺类的测定盐酸萘乙二胺分光光度法GB/T15502-1995硫酸吸收液采集，采好的样品应避光保存，2d内分析完毕，2-5℃可保存7d甲醇《空气和废气监测分析方法》（第四版）国家环保总局2003年

气相色谱法6.1.6.1蒸馏水吸收，天热时吸收管应浸在冰盐水浴中采样采样方法与采样仪器滤筒和滤膜阻留法

该方法是将过滤材料（滤纸、滤膜等）放在采样夹上，用抽气装置抽气，则空气中的颗粒物被阻留在过滤材料上，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。采样方法与采样