卫生检验学空气检验

第一节

采样点选择采集空气样品地点称为采样点（samplingsite）依据检验目标，选择采样点大气样品采样点选择工作场所采样点选择室内空气样品采样点选择1卫生检验学空气检验第1页北东北东东南南西西北西南污染源北方区域南方区域各区域污染严重程度怎样？应在什么地点采样？应用什么方法采样？应在什么时候采样？应该采多少体积？采样效果好不好？2卫生检验学空气检验第2页大气样品采样点选择大气污染采样调查空气污染物对周围区域空气污染程度，与风向、风速和污染物排出高度直接相关，选择采样点时应首先考虑到这些原因影响。1.风向和风速2.废气排出高度影响3卫生检验学空气检验第3页4

其中主要考虑两种影响原因风向和风速影响废气排出高度(h)影响风速污染物排放高度风向4卫生检验学空气检验第4页1.风向和风速主风向平均风速

烟污强度系数=某方位风向频率/该方位平均风速烟污强度系数百分比=某方位烟污强度系数/各方位烟污强度系数总和烟污强度系数百分比是判断污染程度指标5卫生检验学空气检验第5页指标北东北东东南南西南西西北风向频率％1587111261312平均风速m/s65252466烟污强度系数2.51.63.52.26.01.52.22.0烟污强度系数百分比

11.67.416.310.227.97.010.29.36卫生检验学空气检验第6页风向频率和烟污强度系数百分比图1．风向频率２．烟污强度系数北东北东东南南西西北西南污染源严重污染区主风向上风向较远处无污染区7卫生检验学空气检验第7页一个地域受污染程度与风向频率成正比,与风速成反比,用烟污强度系数来衡量8卫生检验学空气检验第8页9

污染源四面污染情况:主风向上风向较远处为无污染区

烟系最大风向下风向为严重污染区

烟系最小风向下风向为最轻污染区其它方向为轻度污染区

9卫生检验学空气检验第9页2.废气排出高度影响

废气有效排出高度越高，烟波接触地面时截面越大，排出口风速越大，烟气中有害物质越轻易扩散和稀释，当烟气中污染物接触地面时，距离烟越远，其浓度越低。10卫生检验学空气检验第10页2．废气排出高度(h)影响h1:烟囱高度

h2：烟气上升高度11卫生检验学空气检验第11页12

废气经烟囱排出时：h值越大，严重污染区距污染源越远，不然，严重污染区距污染源越近。12卫生检验学空气检验第12页采样点选择标准和要求1.采样点应设在整个监测区域高、中、低三种不一样污染物浓度地方2.在污染源比较集中，主风向比较显著时，应将污染源下风向作为主要监测范围，布设较多采样点，在其上风向布设对照点。3.工业较密集城区和工矿区，人口密度及污染物超标地域，要适当增设采样点；在郊区和农村，人口密度小及污染物浓度低地域，可酌情少设采样点13卫生检验学空气检验第13页4.采样点周围应开阔。5.依据监测目确实定采样高度。研究大气污染对人体健康危害时，采样点应离地面1.5～2m

连续采样例行监测，采样口高度应离地面3～15m若置于屋顶采样，采样点相对高度在1.5m以上，以减小扬尘影响14卫生检验学空气检验第14页采样布点方法1.网格布点法：对于有多个污染源，且污染源分布较均匀2.功效分区布点法：将监测区域划分为工业区、商业区、居住区、工业和居住混合区、清洁区等3.同心圆布点法：以污染群中心或特定污染源为中心，在污染源四面不一样方位不一样距离地点设置采样点4.扇形布点法：以污染源所在位置为顶点，常年主风向下风向扇形区域不一样距离设置采样点15卫生检验学空气检验第15页采样时间和频率

为增强所采集样品代表性，能够采取两种方式1.增加采样频率2.使用自动采样仪器进行连续自动采样短时间采样适合用于突发污染事件、初步调查等情况应急监测16卫生检验学空气检验第16页工作场所采样点选择17卫生检验学空气检验第17页在所选择每个采样点都应采集平行样品平行样品间偏差计算公式D=2（a-b)/(a+b)×100%D为平行样品间偏差a、b分别为两个平行样品浓度值当平行样品测定结果偏差不超出20%，所采样品为有效样品，不然为无效样品18卫生检验学空气检验第18页1、了解现场情况

2、采样点选择

3、采样时间选择

一、对劳动环境中空气污染情况调查19卫生检验学空气检验第19页1、了解现场情况有害物质存在状态、种类及其逸散情况20卫生检验学空气检验第20页采样点选择1.采样点选择标准选择有代表性工作地点，尽可能靠近劳动者，设在工作地点下风向，远离排气口等为了了解劳动者接触有害物质情况，采样点应选择劳动者经常操作和活动地点。距地面1.5m高度，如工作地点不固定，则需用个体采样器；有时还需手持采样器随劳动者操作走动采样。21卫生检验学空气检验第21页为了调查有害物质影响范围，则在有害物质发生源不一样方向不一样距离设点采样。为了评价卫生保护办法效果，可选择有或无此办法时分别采样。22卫生检验学空气检验第22页2.采样点数量确实定3.采样时段选择在空气中有害物质浓度最高时段进行采样，采样时间普通不超出15min采集空气样品要能反应劳动者在整个普通工作中所接触有害物质浓度改变情况。采样时间和频率主要由测定目标所决定，要考虑现场生产情况和季节。23卫生检验学空气检验第23页室内空气采样点选择1.采样点选择标准避开通风口，离墙壁距离应大于0.5m，高度标准上与人呼吸带高度一致2.采样点数量按房间面积设置3.采样时间和频率采取前最少关闭门窗4h，年平均浓度最少连续或间隔采样3个月，日平均浓度最少连续采样18h，1h评价浓度最少连续采样45min24卫生检验学空气检验第24页第二节

采样仪器

一、采气动力二、流量计三、采样器四、流量计校正 25卫生检验学空气检验第25页26

采样连接次序：

采集器→气体流量计→采气动力确保样品先进采集器，不受污染、不被吸附采集器流量计动力26卫生检验学空气检验第26页流量调整装置孔口流量计转子流量计皂膜流量计湿式流量计吸收管、填充柱、滤料等搜集器抽气动力空气采样仪器手抽气筒、水抽气瓶、电动抽气机压缩空气吸引器27卫生检验学空气检验第27页28

a、气泡吸收管：适合用于气体蒸气，采样效率低、常将两管串联使用。b、多孔玻板吸收管：气体、蒸气雾状和部分烟状物质。c、冲击式吸收管：烟尘微粒采样。d、采样夹e、填充柱采样器采集气体蒸气和气溶胶共存时有害物质。

f、集气瓶和塑料袋一、采集器28卫生检验学空气检验第28页采样器29卫生检验学空气检验第29页采样器30卫生检验学空气检验第30页二、采气动力1、手抽气筒：适合用于采气量少、采气速度慢场所采样2、水抽气瓶：适合用于现场无电源或有易燃易爆车间做抽气动力3、电动抽气机：吸尘器、真空泵等4、压缩空气吸引器：尤其使用于矿山井下采样31卫生检验学空气检验第31页32

1．手抽气筒

结构

适用：C待测物大、瞬间V小采样

无电源、采气量小、

慢速采样

用前要：校正容积气密性检验

32卫生检验学空气检验第32页33

手抽气筒气密性检验方法：

夹紧进气口，用力拉动手柄，慢慢放松手柄，若手柄能自动复原，表明气密性好。不然，不能用于采样33卫生检验学空气检验第33页34

手抽气筒采气方法：

转动三通活塞，依据抽气筒容积和抽气次数，可连续采样，也可计算采样体积34卫生检验学空气检验第34页2．水抽气瓶动力：水流产生负压；调整螺旋夹松紧调整流速适用：采样速度≤2L/min；无电源、易燃易爆现场用35卫生检验学空气检验第35页36

水抽气瓶气密性检验方法夹紧高位瓶进气口，松开螺旋夹让水流下，若短时间内水流停顿，高位瓶水面不下降，表明气密性好。交换位置一样检验另一水抽气瓶

36卫生检验学空气检验第36页37

3．电动抽气机原动力：电动机带动抽气机运转，使采样系统产生负压吸气

V采样=采样速度×t采样

37卫生检验学空气检验第37页38

惯用抽气机1.刮板泵

适合用于各种流速采集器可进行较长时间采样

2.薄膜泵

广泛用作大气采样器和大气自动分析仪器抽气动力38卫生检验学空气检验第38页三、气体流量计1、转子流量计2、孔口流量计3、皂膜流量计4、湿式流量计39卫生检验学空气检验第39页1、转子流量计当压力差、摩擦力共同产生上升作用力与转子本身重量相等时，转子就停留在某一高度，刻度值指示这时气体流量（Q）40

40卫生检验学空气检验第40页2、孔口流量计是一个压力差计，采样时液柱差与两侧压力差成正比，与气体流量成正相关关系。41

41卫生检验学空气检验第41页3、皂膜流量计结构：见图原理：气流推进皂膜上升，

始末刻度差值就是流过气体量（V）,同时用秒表准确计时（t）用下式计算流速F:F=V/t42卫生检验学空气检验第42页4、湿式流量计当气体由进气管进入小室时，推进鼓轮旋转，鼓轮转轴与筒外刻度盘上指针连接，指针所表示读数即为经过气体流量。43

43卫生检验学空气检验第43页流量计校正没有流量刻度转子流量计或转子流量计转子更换后，都必须进行流量校正。孔口流量计液柱高度所表示流量，应事先用湿式流量计校正。用湿式流量计校正方法44卫生检验学空气检验第44页三、专用采样器1、大流量采样器2、中流量采样器3、小流量采样器4、分级采样器5、粉尘采样器6、气体采样器45卫生检验学空气检验第45页46

（一）大流量采样器

其流量范围为1.1～1.7m3/min，滤料夹上可安装200mm×250mm玻璃纤维滤纸，抽气动力为电动抽气机。

适用于大气中总悬浮颗粒物采集。46卫生检验学空气检验第46页（二）中流量采样器中流量采样器由空气入口防护罩、采样夹、转子流量计、吸尘器等组成。工作原理与大流量采样器基本相同，但采气流量和集尘有效过滤面积较大流量采样器小，采集大气中总悬浮颗粒物。47卫生检验学空气检验第47页3、小流量采样器流量范围20～30L/min，因为采气量少，需要较长时间采样才能取得足够量样品，通常只适宜做单项组分测定。48卫生检验学空气检验第48页49

（四）分级采样器通常可在采样器入口处加一粒径分离切割器组成份级采样器。粗颗粒被粒径分离切割器所截留，细颗粒经过切割器后，被后面滤料所搜集。49卫生检验学空气检验第49页5、粉尘采样器采样速度10～30L/min，惯用于采集工作场所空气中烟和尘。50

（五）粉尘采样器1.滤料采样夹、2.流量计、3.抽气机结构：例携带式粉尘采样器

50卫生检验学空气检验第50页51

（六）气体采样器a、气泡吸收管：适合用于气体蒸气，采样效率低、常将两管串联使用。b、多孔玻板吸收管：气体、蒸气雾状和部分烟状物质。用于采集空气中气体和蒸气状态有害物质，采样速度普通在0.2～1.5L/min。轻便、易携、惯用于现场采样。51卫生检验学空气检验第51页第三节气态污染物采样方法

惯用采样方法有:一、直接采样法（集气法）二、浓缩采样法52卫生检验学空气检验第52页一、直接采样法（集气法）

直接或经抽气将空气样品搜集在容器内。测定结果只能表示空气中有害物质瞬间浓度或短时间内平均浓度

53卫生检验学空气检验第53页1、真空采样法2、置换采样法3、塑料袋采样法4、注射器采样法适合用于污染物浓度较高污染物不易被吸收液或吸附剂采集有爆炸危险现场空气中气体和蒸气

54卫生检验学空气检验第54页55

1.注射器采样法

（syringesamplingmethod）

再采集现场空气样品，将进气口套上塑料帽或橡皮帽密封。运输、保留时，应一直保持进气端朝下，以防外界气体渗透55卫生检验学空气检验第55页2．塑料袋采样法

(samplingmethodusingplasticbag)采样容器：塑料袋容器要求：气密性好、死体积小于5%、对样品不反应、不吸附、不渗漏采气动力：注射器、手抽气筒先清洗3－5次，再采样56卫生检验学空气检验第56页57

容器：采气管、采气瓶采样动力：100ml注射器、真空泵采样方法：送气置换、抽真空置换，V抽真空=(6～10)V集气瓶3．置换采样法

（substitutionsamplingmethod）57卫生检验学空气检验第57页58

在试验室先抽真空，

至P瓶内＜133Pa，关闭活塞。

现场慢慢打开活塞采气4．真空采样法

（vacuumsamplingmethod）58卫生检验学空气检验第58页59

Vs

为实际采样体积，ml；Vb为集气瓶容积，ml；P1为采样点采样时大气压力，kPa；P2为集气瓶内剩下压力，kPa采样体积为：59卫生检验学空气检验第59页特点

●直接采样,C样品不变；

●V采样小，V采样由采样容器决定；

●t采样短，测定结果是瞬间或短时间内C平均60卫生检验学空气检验第60页61

直接采样法注意事项

1.容器呈惰性，不解吸、不吸附2.尽快分析，防渗漏、防与器壁反应3.分析方法灵敏度不高时，不能用集气法。61卫生检验学空气检验第61页二、浓缩法

经过各种搜集器从大量空气样本中，将待测物吸附或吸收或阻留下来，使低浓度待测物浓缩。

溶液吸收法1.有动力浓缩采样法固体填充柱采样法低温冷凝浓缩法扩散法2.无动力（无泵）采样法渗透法62卫生检验学空气检验第62页63

●V采样大，V采样由流量计指示●t采样长，C是采样时间内C平均

●可用于采集各种状态有害物质●C待测物低，分析方法S低时，必须用浓缩法采样

特点：63卫生检验学空气检验第63页

1、溶液吸收法：原理：空气经过吸收液，因为气泡中有害物质分子高速运动，快速扩散到气-液界面上而被吸收液吸收，使待测物从空气中分离出来。待测气体在溶液中吸收速度

v=A×D(cg-c1)A为气-液接触面积，D为气体扩散系数，cg为平衡时气相中待测组分浓度，c1为平衡时液相中待测组分浓度64卫生检验学空气检验第64页气体在溶液中吸收过程（1）溶液吸收原理：65卫生检验学空气检验第65页66

因为扩散到气-液界面上被测气态或蒸气分子快速与吸收液发生反应或被吸收液溶解而被吸收，这时可认为cl＝0。则上式可写成：所以，增大气-液接触面积能够提升吸收效率！66卫生检验学空气检验第66页67

空气样品是以气泡状经过吸收液，气-液接触总面积A为：Q为采气流量；H为吸收管液体高度；υg为气泡速度；d为气泡平均直径。67卫生检验学空气检验第67页68

所以当采气流量Q一定时，要使气-液接触面积增加，应增加吸收管中液体高度（H），尽可能减小气泡直径（d）并使气泡经过吸收液时速度减慢（υg），以提升采样效率。怎样提升采样效率？增加H；

降低d、υg68卫生检验学空气检验第68页吸收液选择

依据待测污染物理化性质和分析方法选择吸收液待测物在吸收液中应有较大溶解度，发生化学反应速度快，稳定时间长吸收液成份对分析测定无影响选取吸收液应价廉、易得、无毒害作用69卫生检验学空气检验第69页搜集器1.气泡吸收管：气体和蒸气状态物质2.多孔玻板吸收管：气体和蒸气状态物质采样时，空气流经多孔玻板微孔进入吸收液，大气泡分散成许多小气泡，增大了气-液接触面积，同时又使气泡运动速度减小，使采样效率较气泡吸收管显著提升70卫生检验学空气检验第70页

2、固体填充柱采样法：

原理：固体填充剂对空气中各种气态或蒸气态污染物有较强吸附能力，包含物理吸附和化学吸附，后者是经过分子间亲和力相互作用，吸附能力较强71卫生检验学空气检验第71页最大采气量和穿透容量在室温、相对湿度80%以上条件下，用固体填充柱采样管以一定流量采样，当柱后流出被采集组分浓度为进入浓度5%时，固体填充剂所采集被测物量称为穿透容量，以mg（被测物）/g（固体填充剂）表示，经过填充剂采样管空气总体积称为穿透体积，也称为该填充柱最大采样体积，以L表示。穿透容量和最大采气量越大，表明浓缩效率越高。72卫生检验学空气检验第72页填充柱洗脱效率通惯用两种方式洗脱待测物1.热解析2.溶剂洗脱洗脱效率是指能够热解吸或洗脱液洗脱下来被测物量占填充剂采集被测物总量百分数73卫生检验学空气检验第73页填充剂种类颗粒状吸附剂硅胶：极性吸附剂，吸水后会失去吸附能力，已吸附物质轻易解吸活性炭：非极性吸附剂，吸附容量大，但较难解吸高分子多孔微球：采集有机蒸气，如有机磷、有机氯农药以及多环芳烃。使用前需进行净化处理74卫生检验学空气检验第74页75

3．低温冷凝浓缩法（冷阱法）（coldtrapmethod）一些气态物质沸点低，常温下难阻留，先用致冷剂将固体吸附剂降温，惯用致冷剂有冰-盐水（-10℃），干冰-乙醇（-72℃）液氮-乙醇（-117℃），液氮（-196℃）再吸附采集75卫生检验学空气检验第75页76

采样管做成U型或蛇型，插入冷阱中采样时应在采样管进气端连接干燥管（如高氯酸镁、烧碱石棉、氢氧化钾、氯化钙等），以除去水分及CO2

1.干燥管为何？76卫生检验学空气检验第76页77

目标：保护吸附能力吸附容量

降低气化体积增大浓缩效率填充剂吸附了水分、CO2等，将降低它对待测物吸附能力和吸附容量热解吸时，水分、CO2等也会同时气化，增大了气化体积，将降低浓缩效率，甚至可能影响测定77卫生检验学空气检验第77页无动力（无泵）采样法扩散法利用待测物气体分子扩散作用到达采样目标。影响扩散法主要原因是风速渗透法利用待测物气体分子渗透作用到达采样目标。个体采样器78卫生检验学空气检验第78页79

1.外壳；2.密封圈；3.核孔滤膜；4.涤纶纱布；5.压环；6.吸收层；7.托板；8.底座图2-9徽章式个体采样器无泵个体采样器组成：外壳、扩散层（渗透膜）、搜集剂179卫生检验学空气检验第79页采样方法主要有沉降法、滤料法和冲击式吸收管法静电沉降法

使空气样品经过高压电场（12kV～20kV),气体分子被电离，产生离子，气溶胶粒子吸附离子而带电荷，在电场作用下，带电荷微粒沉降到极性相反搜集电极上，将搜集电极表面沉降物清洗下来，进行测定第四节气溶胶污染物采样方法

80卫生检验学空气检验第80页滤料法采样法将滤料安装在采样夹上，抽气，空气穿过滤料时，空气中悬浮颗粒物被阻留在滤料上，用滤料上采集污染物质量和采样体积，计算出空气中污染物浓度。广泛用于采集空气中颗粒态污染物惯用滤料有定量滤纸、玻璃纤维滤纸、有机合成纤维滤料、微孔滤膜等。81卫生检验学空气检验第81页82

滤料采样夹用优质塑料制成气密性要好图2-10滤料采样夹二、滤料采样法

(samplingmethodwithfilter)82卫生检验学空气检验第82页83

滤料采样法采样原理抽气泵将空气样品抽入采样夹，空气中悬浮颗粒物被阻留在其中滤料上依据滤料上被采集污染物质量和采样体积，即可计算出空气中污染物浓度它广泛用于采集空气中颗粒态污染物！83卫生检验学空气检验第83页1.定量滤纸2.玻璃纤维滤纸3.聚氯乙烯滤膜4.微孔滤膜5.聚氨酯泡沫塑料采样效率高、采气阻力小、重量轻、机械强度好、空白值低、采样后待测物易洗脱提取。84卫生检验学空气检验第84页3.冲击式吸收管：采集烟、尘等气溶胶采样速度要求快，普通为3～5升/分，因为气体冲入采样瓶底速度很快，使粉尘冲击到瓶底瞬间，即被阻留于吸收液中85卫生检验学空气检验第85页浸渍滤料法

先将某种化学试剂浸渍在滤料上，采样时，利用滤料物理阻留作用，吸附作用，以及待测物与滤料上化学试剂反应，同时采集气态和颗粒态污染物泡沫塑料采样法聚氨酯泡沫塑料既能够阻留气溶胶，又能够吸附有机蒸气。杀虫剂、农药、多环芳烃第五节气态和气溶胶两种状态污染物

同时采样方法

86卫生检验学空气检验第86页87

一、浸渍滤料

(impregnatedfiltermethod)采样效率大大提升！87卫生检验学空气检验第87页88

二、泡沫塑料采样法泡沫塑料多孔，能够阻留气溶胶，又能够吸附有机蒸气使用前要依据采样实际情况预处理采样夹罩采样夹装滤料圆筒装泡沫塑料

88卫生检验学空气检验第88页89

三、多层滤料采样法用二层或三层滤料串联组成一个滤料组合体，同时采集气体和颗粒物：第一层滤料采集颗粒物第二、第三层为浸渍了化学试剂滤料采集透过第一层气态有害物89卫生检验学空气检验第89页90

四、环形扩散管和滤料组合采样（一）扩散管和滤料组合（denuder/filterpacksampling）是针对多层滤料采样法缺点发展起来！1.扩散管2.滤料

采样装置由扩散管和滤料夹组成扩散管为内壁涂有吸收液膜玻璃管

90卫生检验学空气检验第90页91

扩散管和滤料组合采样器采集原理当空气进入扩散管时，气体污染物分子质量小，惯性小，易扩散到管壁上，被吸收液所吸收；颗粒物则受惯性作用经过扩散管，被后面滤料阻留1.扩散管2.滤料91卫生检验学空气检验第91页92

（二）环形扩散管和滤料组合采样法(annulardenuder/filterpacksampling)装置组成：三部分颗粒物切割器（图中3）环形扩散管（图中4、6）滤料夹（图中8）自学、了解采样原理！92卫生检验学空气检验第92页污染物存在状态与采样方法存在状态采样方法注意事项气态蒸气容器法(直接采样法)气密性好，尽快分析，不能长时间采样吸收液法选择正确吸收管，并正确使用流量和体积，难用于个体采样和长时间采样固体吸附剂法使用前，要作解吸效率；预防发生穿透和假穿透；注意竞争吸附影响无泵采样器(个体采样器)扩散膜不能破损、污染；采样前后要密封保留；扩散膜前不能被覆盖；有一定吸附容量，也受共存物影响；多用于TWA（时间加权平均允许浓度）采样小结93卫生检验学空气检验第93页存在状态采样方法注意事项气溶胶滤料采集法不能超出滤料承载量；依据滤料性能，使用适当采样流量；冲击式吸收管法采样流量为3L/min静电沉降法现场有易爆炸性气体、蒸气或粉尘时，不能使用气态与气溶胶态共存浸渍试剂滤料泡沫塑料多层滤料多孔玻板吸收管法主要用于采集气体和蒸气状态物质，也能够采集雾状和颗粒较小烟状污染物扩散管与滤料联用94卫生检验学空气检验第94页第六节采样注意事项1、采样器连接要正确，不漏气2、吸收液防污染3、采平行样4、防样品沾在采样器中5、做好统计，及时分析6、对剧毒物质采样，必要时应戴防毒面具以确保安全95卫生检验学空气检验第95页第七节最小采气量和采样效率一、空气样品特征

二、空气采样要求三、采样效率四、最小采气量 96卫生检验学空气检验第96页流动性大，污染物可随气流扩散。受气象原因影响较大。成份复杂，污染物含量低。

一、空气样品特征97卫生检验学空气检验第97页要有代表性

样品稳定不变质

预防外来污染确保一定数量和质量二、空气采样要求98卫生检验学空气检验第98页1、采样效率定义2、测定方法

3、影响采样效率原因

三、采样效率99卫生检验学空气检验第99页1、采样效率定义

指在一定条件下，能被搜集器采集空气中污染物量与经过搜集器