大气和废气监测-空气和废气样品的采集与保存

基础模块四空气和废气监测

本模块目录任务一

空气环境监测方案制订任务二

空气样品的采集、运输与保存任务三

各类指标的监测分析任务四

项目总评及监测报告任务二

空气样品的采集与保存【能力目标】1、能收集和调查监测对象的相关资料、进行污染分析和监测项目确定；/2、根据监测对象特点、监测项目和相关标准，进行采样现场布点和现场采样与测定；/3、能规范运输和保存样品；/4、培养认真严谨的学习和实验习惯；5、能认识探究、合作学习的必要性，培养与人沟通和良好的团队合作的意识；

【实训项目】

采样器的校准使用及校园空气中SO2的采集相关采样方法标准《环境空气质量监测点位布设技术规范（试行）》（HJ664—2013）、《环境空气质量手工监测技术规范》（HJ/T194-2005）等任务二

空气样品的采集与保存4.2.1、实训讲解：采样器的校准使用及校园空气中SO2的采集4.2.2、实训项目：采样器的校准使用及校园空气中SO2的采集4.2.3、理论拓展：校园空气样品的采集和保存任务二

空气样品的采集与保存4.2.1实训讲解采样器的校准使用及校园空气中SO2的采集4.2.1、实训讲解：

测定校园空气中SO2样品的采集及流量计校准一、相关知识1、采样点布设见方案制订和功能区布点相关知识。2、气密性检查1）皂液泡沫法在装置接口处刷上皂液，当管路内有气体通过时，接口漏气，则会产生泡沫；2）堵气法当管路内待检查接口与动力设备之间接上流量计，启动动力设备，使管路内有气体流过，堵住接口远离流量计的一端，观察流量计是否有读数，如果有读数，则该接口漏气。3、转子流量计校正（1）转子流量计大气采样器一般配转子流量计对采样气体进行流量测量，转子流量计使用较广泛，其上标有流量刻度值，但在使用前，一般需进行校正转子流量计的流体通道为一垂直的锥角约为4。的微锥形玻璃管内置一转子（也称浮子）。问题：根据前述转子流量计工作原理，转子流量计该怎么安装，流体的流向是什么？（2）转子流量计校正方法：与标准流量计串联，得到一定高度下（刻度）的单位时间的准确流量。改变刻度流量QD测出一系列准确流量Q皂，把刻度流量换算成实际流量Qs？，绘制Qs~Q皂校准曲线图。标定和检定时：在标准状态下(p0=101.3kPa,T0=293K)进行，并绘制刻度校准和使用时：应测量转子流量计的入口环境气压和温度,以便修正转子流量计的指示值。其公式为：

式中:Qs———转子流量计实际流量值;QD———转子流量计指示值;p、T———转子流量计入口环境气压和温度,单位:kPa、K。刻度流量换算成实际流量Qs4、采样体积换算见相关内容。5、采样器的使用详见相关说明书和相关视频二、实训条件采样器、吸收管、皂膜流量计等仪器2、甲醛吸收液：甲醛吸收液在哪儿配制？需要注意些什么？三、实验步骤和注意事项实验流程：实验准备、现场采样点的确定、仪器安装与气密性检查、流量校准、气样采集、样品运输与保存。三、实验步骤和注意事项三、实验步骤和注意事项采样器的具体操作步骤学生预习报告观看视频后总结三、实验步骤和注意事项四、数据记录五、实验结果采样体积计算（1）查得采样状态下准确流量值Q（2）计算采样状态下采样体积V=Qt（3）换算为标况体积小结

采样器的使用；

采样体积的计算及换算；采样器校准；基础模块四空气和废气监测

本模块目录任务一

空气环境监测方案制订任务二

空气样品的采集、运输与保存任务三

各类指标的监测分析任务四

项目总评及监测报告任务二

空气样品的采集与保存【能力目标】1、能收集和调查监测对象的相关资料、进行污染分析和监测项目确定；/2、根据监测对象特点、监测项目和相关标准，进行采样现场布点和现场采样与测定；/3、能规范运输和保存样品；/4、培养认真严谨的学习和实验习惯；5、能认识探究、合作学习的必要性，培养与人沟通和良好的团队合作的意识；

【实训项目】

采样器的校准使用及校园空气中SO2的采集相关采样方法标准《环境空气质量监测点位布设技术规范（试行）》（HJ664—2013）、《环境空气质量手工监测技术规范》（HJ/T194-2005）等任务二

空气样品的采集与保存4.2.1、实训讲解：采样器的校准使用及校园空气中SO2的采集4.2.2、实训项目：采样器的校准使用及校园空气中SO2的采集4.2.3、理论拓展：校园空气样品的采集和保存任务二

空气样品的采集与保存4.2.3理论拓展校园空气样品的采集和保存304.2.3、理论拓展：

环境空气样品的采集和保存复习概述一、直接采样法二、富集采样法（一）富集采集法基础知识（二）溶液吸收法（三）固体阻留法（四）低温冷凝法三、采样记录复习总结SO2采样过程：采用动力设备，把空气沿管路抽进事先装好吸收液的吸收管内，让空气中的SO2气体被吸收液吸收，转移到液相，后续工作中我们再对吸收液进行分析，从而测定空气中SO2的含量.为何我们要把空气中的SO2转移到吸收液中呢？除了这种采样方法还有什么方法呢？32一、直接采样法采集大气(空气)或废气样品的方法可归纳为：直接采样法、富集(浓缩)采样法一、直接采样法（适于浓度高、测定方法灵敏）真空采气瓶先抽真空、到采样点再开塞采样采样体积不一定等于瓶体积采气管（先抽6－10倍采气管体积的气，置换）塑料袋CO等不活泼气体聚四氟乙烯、聚乙烯等材料注射器（用于少量气体采集）1、直接采样法（一）注射器采样（二）塑料袋采样（三）采气管采样（四）真空瓶采样图4-5真空采气瓶示意图图4-6真空采气瓶抽真空装置示意图图4-4采气管示意图34二、富集(浓缩)采样法（一）富集采集法基础知识1‘含义’及分类富集采样法含义：就是把浓度很低的含污染物质的样品，通过物理或化学的手段，转变成含待测污染物浓度较高的样品的采样法。分类：这类采样方法有溶液吸收法、固体阻留法、低温冷凝法、扩散(或渗透)法及自然沉降法等，前三种为主动式有动力采样，后两种为被动式无动力采样。

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，更能反映空气污染的真实情况。富集采样法涉及的基础知识主要有哪些呢？答：主要有采样系统装置、采样体积的确定与换算、采样条件控制、采样效率等问题。2、采样系统装置（1）装置系统对于主动式有动力采样，采样系统装置可以分为以下几部分

动力系统（空气泵）

流量计量装置（流量计）

样品收集器（吸收瓶等）其它附件包括干燥器、气压传感器、温度传感器、管路等；注：一般把动力系统、流量计量装置、温度传感器、气压传感器集成在一起，装在一个外壳里面，统一用一个芯片控制，就成为我们的大气采样器（2）收集器含义：收集器是捕集空气中欲测污染物的装置。种类：针对不同的监测对象，选用不同的样品收集器，

溶液吸收管（溶液吸收法）

固体填充管（固体阻留法）

低温冷凝管（低温冷凝法（3）流量计

流量计是测量气体流量的仪器，而流量是计算采气体积的参数。常用的流量计有皂膜流量计、孔口流量计、转子流量计、临界孔稳流器和湿式流量计。常用于校正其他流量计，在很宽的流量范围内，误差皆小于1%。

皂膜流量计（4）采样动力采样动力为抽气装置，要根据所需采样流量、收集器类型及采样点的条件进行选择手动：注射器、连续抽气筒、双连球电动抽气泵：薄膜泵、电磁泵、刮板泵及真空泵等。3、采样体积的确定与换算（1）从采样时转子流量计转子指示刻度值计算得采样状态下实际流量值（2）查校准曲线得采样状态下准确流量值Q（3）计算采样体积V=Qt（4）换算为标况体积举例说明：某次采集SO2时，采气时转子流量计的刻度示值为1.5L/min，采样温度为20℃，采样持续时间为45min，环境气压为101.325kp，转子流量计校准曲线方程为 Q=0.988Qs，试计算（1）采样状态下的采集气体的准确体积流量Q（ml）（2）标况下采集气体的体积（ml）。4、采样效率的含义及特性

采样方法或采样器的采样效率是指在规定的采样条件(如采样流量、污染物浓度范围、采样时间等)下所采集到的污染物量占其总量的百分数，可以用浓度或质量表示，如用浓度可表示如下：

C1----污染物的实测浓度mg/m3；C0----污染物的真实浓度mg/m3。（二）溶液吸收法（1）浓缩方法原理：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管(瓶)，吸收液通过物理作用（溶解）或化学作用（与待测组分发生化学反应）的方式吸收样气中的待测组分。采样结束后，倒出吸收液进行测定，根据测得结果及采样体积计算空气中污染物的浓度，如我们在实训过程中使用的SO2的采集方法。动画（2）影响吸收效率与吸收速度的因素

溶液吸收法的吸收效率与吸收速度主要决定于吸收液性能、样气与吸收液的接触面积、流量大小。欲提高吸收速度和效率，必须根据被吸收污染物的性质选择效能好的吸收液和增大气液接触面积和控制较低气速。A,吸收液选择

a，吸收液种类物理吸收剂：水等化学吸收剂：吸收SO2的甲醛等b，吸收液的选择原则是：

(1)吸收快。(2)吸收后稳定。(3)应有利于下一步分析测定(4)吸收液毒性小、价格低、易于购买，且尽可能回收利用。B,增大被采气体与吸收液接触面积的方法与装置增大被采气体与吸收液接触面积的有效措施是选用结构适宜的吸收管(瓶)。（1）气泡吸收管装5—10mL吸收液，采样流量为0.5—2.0L/min，适用于采集气态和蒸气态物质。（2）冲击式吸收管两种规格小型(装5—10mL吸收液，采样流量为3.0L/min)大型(装50—100mL吸收液，采样流量为30L/min)

适宜采集气溶胶态物质（3）多孔筛板吸收管(瓶)吸收管可装5—10mL吸收液，采样流量为0.1—1.0L/min。吸收瓶有小型(装10—30mL吸收液，采样流量为0.5—2.0L/min)和大型(装50—100mL吸收液，采样流量30L/min)两种3、流量控制溶液吸收法气流速度不宜太大，一般控制在2L/min以内。51（三）固体阻留法——填充柱浓缩原理：吸附、溶解或与吸附剂发生反应吸附型固体填充剂：硅胶、分子筛、活性炭分配型固体填充剂：分配系数大的组分阻留在填充剂外涂的固定液上反应型固体填充剂：发生化学反应而阻留实例1：苯、甲苯和二甲苯气相色谱测定

用炭管现场采样，0.2L/min抽取空气2L，密封带回实验室，取出活性炭用2mLCS2

解析30min，进样1μL，以保留时间定性，外标法定量。。。。。。。。颗粒状填充剂抽气泵﹡﹡﹡﹡﹡﹡组分

空气图3.8填充柱阻留法示意图

1、填充柱阻留法（1）装置与方法（2）影响因素影响因素包括颗粒物或表面固定液的性质，装填方式、气流速度、样气性质等；其中气速一般控制在2l/min以内。2、滤料阻留法（1）方法与装置该方法是将过滤材料(滤纸、滤膜等)放在采样夹上(见图2-28，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。采集不同粒径的颗粒物，一般在采样夹前面安装颗粒物分离器（2）采样效率的影响因素

滤料采集空气中气溶胶颗粒物基于直接阻截、惯性碰撞、扩散沉降、静电引力和重力沉降等作用。滤料的采集效率除与自身性质有关外，还与采样速度、颗粒物的大小等因素有关。颗粒物的采气速度一般分为大流量(1.1—1.7m3/min)和中流量(50—150L/min)和小流量(10—15L/min56（四）低温冷凝法——低沸点气态污染物（有机物）采集图

低温冷凝采样装置示意图（2）影响因素

低温冷凝采样法具有效果好、采样量大、利于组分稳定等优点，影响：但空气中的水蒸气、二氧化碳，甚至氧也会同时冷凝下来，在气化时，这些组分也会气化，增大了气体总体积，从而降低浓缩效果，甚至干扰测定。解决：在采样管的进气端装置选择性过滤器58（五）其它方法：自然沉降适用：比重大、粒径较大颗粒比如：降尘、硫酸盐化速率标准集尘器示意图59三、采样记录（1）采样样品被污染物的名称编号。（2）采样时间地点。（3）采样流量、采样体积及采样持续时间,气压、气温（？）。（4）采样仪器吸收液和采样时天气状况以及周围状况。（5）采样者审核者姓名。记录表格P145问题：为何要记录气温、气压、采样流量和采样体积呢？

5、室内空气检测采样记录单委托人（单位）：检测地址：采样器型号及编号采样点布点方式：采样点大气压：（kPa）关窗时间（h）：室温：（℃）室内风速：（m/s）室外风级：相对湿度：（﹪）样品（管）编号检测项目采样点名称采样计时（时、分）采样时间t（min）流量计（L/min）采样体积V（L）V=Qs*t开始结果读数Qt校准流量Qs采样人（签字）：样品接受人（签字）：备注：采样点现场情况及各种污染源（详细记录室内装修时间、围护结构情况、装修材料用量结算、家具量、测氨是否冬季施工等污染源状况，以及室外污染源）。