样品采集与检测

1．样品采集和现场检测
(1)目的和作用：样品采集是将室内空气被测组分准确地采集或富集到采样设备中，然后带回实验室进行分析。现场检测是利用国家标准中允许使用的快速检测设备进行现场测定的方法，正确使用现场直读仪器，可在短时间内掌握现场空气污染物浓度，了解污染状况。
(2)样品采集的基本原则
1)代表性：采集的样品必须能反映室内空气质量的总体水平。
2)典型性：应选择与调查目的相一致的空气样品采样，如对某餐厅的室内空气质量进行调查时，典型的空气污染物应为一氧化碳。
3)适时性和适用性：应根据调查目的确定采样时间和采样频率。同时，要根据被测组分的性质以及在空气中的存在状态，选择合适的采样仪器与采样方法，使之达到准确分析或富集的目的。
4)现场采样的质量控制：现场采样确定之后，应制定周密的采样计划，包括采样项目、采样点分布、采样时间、现场环境的控制等，采样时应尽量减少室内人员的活动，以免干扰室内空气的状况。每个样品只能有一个唯一性编号。
(3)样品采集方法：空气中的污染物大致可分为气态污染物和颗粒物两大类，不同的污染物样品采集方法不同，选用的仪器也有所不同。
1)气体污染物采样方法：在常温常压下以气体形式分散在大气中的污染物是气态污染物。如一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO)二氧化硫(SO)、氮氧化物(NOx)、氨(NH)、臭氧(O)及甲醛(HCHO)、苯、甲苯、二甲苯等挥发性有机污染物(VOCs)。采集气态污染物主要有直接采样法和浓缩采样法两类。
直接采样法：当空气中被测组分浓度较高，或者所用分析方法很灵敏时，直接采取少量样品就可满足分析需要，常采用直接取样法。目前室内空气质量监测常用的直接采样包括注射器采样、塑料袋采样和真空瓶采样。
a．注射器采样法：选用气密性好的50ml或100ml注射器作为采集器。采集前检查注射器的密封效果并校正刻度，采样时先抽取现场空气3～5次，采样后将进气端套上乳胶帽或橡皮帽，在运输过程中应将进气端朝下，注射器活塞在上方。注射器采样法主要用于气相色谱法分析的样品采集。
b．塑料袋采样：选用与所采集的空气污染物不起化学反应、也不吸附和渗漏的塑料袋或铝箔袋作为采样容器（图2-1），连接一个特制的采气用二连球（图2-2），采样前先用现场空气将采样袋冲洗3～5次，然后采样，用乳胶帽封口，尽快送检。本法仅适用于采集不活泼气体如CO，一些对橡皮球有腐蚀性和活泼性气体不能用二连球采样。


c．真空瓶采样：选用500~1000ml两端具活塞的耐压玻璃瓶或不锈钢制成的真空采气管(图2-3)，先用真空泵将其内的空气抽出，使瓶内剩余压力小于2kPa，关闭活塞。然后将集气瓶带至采样点，将活塞慢慢打开，采集几小时至24h的空气样品，关闭活塞，迅速送检。此法广泛用于室内挥发性有机化合物的采样与分析。

浓缩采样法：室内空气中污染物浓度往往很低，用直接采样法所得的样品，通常不能满足分析方法最低检出量的要求，因而需要采集大量的气体进行浓缩。常用的浓缩方法有液体吸收法和固体吸附法
a．液体吸收法：利用空气污染物能迅速溶解于吸收液中或能与吸收剂迅速发生化学反应生成稳定的化合物的特性来浓缩污染物的一种方法。采样时用一个内装吸收液的液体吸收管与大气采样器(图2-4)连接，当空气通过吸收液时，被测组分的分子被吸收在溶液中，如空气中甲醛、氨、SO、NO及臭氧的采样均使用液体吸收法。

影响液体吸收管有效采集被测组分的因素有：被测组分溶于吸收液中的速度；气泡在吸收液中停留的时间；气泡的总面积或气泡的直径。目前常用的液体吸收管有气泡吸收管(图2-5)和多孔玻板吸收管(图2-6)。


b．固体吸附法：利用吸附剂的吸附作用、溶解、化学反应或阻留作用来达到浓缩空气中有害物质的一种采样方法。采样时将合适的吸附剂填充在一个直径3～5mm，长80~180mm的玻璃管或不锈钢管内，当空气样品以0.1~0.5L/min或2~5L/min流速通过填充柱（图2-7）时，空气中的被测组分被阻留在填充剂上，采样后选择适当的溶剂将被测物质洗脱下来。

目前室内空气质量调查时常用的固体吸附管有活性炭吸附管和Tenax吸附管，前者测定空气中苯系物（苯、甲苯、二甲苯），后者测定空气中总挥发性有机化合物(TVOC)。
2)颗粒物采样方法：空气中颗粒物采样方法很多，其中比较常用的是滤料采样法。采样时将滤料（滤纸或滤夹）放在采样器上（图2-8），用抽气泵通过滤料抽入空气，空气中的悬浮颗粒物质就被阻留在滤料上，送回实验室后分析滤料上被浓缩的污染物的含量，除以采样体积，即可计算空气中污染物的浓度。

目前室内空气中可吸入颗粒物和B(a)P的检测常常使用大流量采样装置采集空气样品。采用的滤料有定量滤纸、玻璃纤维滤纸、有机合成纤维滤料、微孔滤膜、直空滤膜和浸渍试剂滤料等。
(4)样品的保存和运输：不同的样品运输与保存有所不同，塑料袋采集样品后，应将采气口用止血夹夹紧，迅速移出采样点，尽快送回实验室分析。液体吸收法采集样品后，应尽快密封并迅速移出采样点，并在运输过程中放置在较安全的地方，避免吸收液溢洒或采样管破碎，送回实验室。如当天不能分析，应存放在冰箱冷藏室，并应在24h内分析。固体吸附法采样后，立即密封采样管的两端，并注明采样时的进气口端和出气口端。样品的保存由于各种不同污染物的安全保存期限不同，保存时间有所差异，但均应在安全保存期内分析。如空气中苯系物要求样品采集后应放在实验室干燥器中，并在5天内进行分析。挥发性有机化合物采样后密封采样管两端，将采样管放入可密封的金属或玻璃管中，样品可保存14天。
(5)现场检测：目前空气检测的部分项目如温度、相对湿度、空气流速、气压、一氧化碳、二氧化碳的测量常常用到现场直读仪的快速检测方法，正确使用现场直读仪器是保证调查结果准确度的重要因素。
现场直读仪使用注意事项：
1)应是国家标准、地方标准或行业标准中规定的检测设备。
2)测量范围与精度应符合国家标准方法的规定。
3)应经过有资质的部门进行检定，检定后，将合格证贴到一明显处，方可使用。
4)应按照仪器使用说明书定期对仪器进行保养和维护。
5)仪器在使用前应校准。
(6)检测结果的判读：室内空气检测结果的判读应遵循以下几条原则。
1)必须使用国家标准中规定的计量单位：目前我国室内空气质量标准包括19个参数，计量单位有所不同（表2-12），对测量结果判读时应注意参数的表示单位，如仪器显示值不是国家标准中规定的计量单位，应将测量值进行换算。

2)检测结果应进行有效位数修约：应参照GB8170-87《数值修约规则》，按照"四舍六入五单双"法则，进行数字修约。
2．常用的样品采集和检测方法
(1)空气温度：目前我国测定室内温度的标准方法有玻璃体温度计法和数显示温度计法。测定时，仪器应离开墙壁和热源0.5m以上。
玻璃体温度计法：温度计应放置5~10min后读数，读数时视线与温度计标尺垂直，水银温度计按凸出弯月面的最高点读数，酒精温度计应按凹入弯月面的最低点读数。
数显示温度计法：测定时采用数显示温度计（图2-9）。测定前，首先安装好电池，然后将仪器的传感器杆接好（或拔出），打开仪器开关，按照室内空气质量标准选点的要求测定室内空气温度。待测定完成后，关闭仪器开关，记录测得值。

(2)空气相对湿度：测定空气相对湿度的标准方法有通风干湿表法、氯化锂湿度法、电容式数字湿度计法等。电容式数字湿度计法是目前常用的测定方法，测定时采用数显式温湿度计。测定时，首先安装好电池，然后将仪器的传感器杆接好（或拔出），打开仪器开关，按照室内空气质量标准选点要求测定室内空气相对湿度。待测定完成后，关闭仪器开关，记录测得值。
(3)空气大气压：气压测定方法适用于气压为800~1064hPa环境的测定，高原空盒气压表可用于气压为500~1020 hPa环境的测定。测定时将空盒气压表（图2-10）直接带到现场，先读附温，准确到0.1℃，轻敲盒面，待指针摆动静止后读数。

(4)空气流速：测定空气流速的标准方法有热球式电风速计法和数字风速表法(图2-9)。

电风速计由测杆探头和测量仪表组成。测杆探头装有两个串联的热电偶、加热探头和镍铬丝圈。热电偶的冷端连接在碱铜质的支柱上，直接暴露在气流中。当一定大小的电流通过加热圈后，引起探头电流或电压改变，由于玻璃球被加热温度升高的程度与空气流速呈负相关，故可由仪器显示出来（表式），或通过显示器显示出来（数显式）。
表式热球电风速计测定空气流速时，按照室内空气质量标准中的要求选择监测点，将仪器按照说明书对"零位"和"满度"进行校准，拉动螺塞，使测杆探头露出，测感探头上的红点对准风向，从表头上正确读出仪器显示值。测定完成后，关闭仪器开关，记录测得值。
(5)一氧化碳：目前我国室内空气一氧化碳的检测方法主要有2种。
1)不分光红外线气体分析法（图2-11）：该方法可将仪器直接带到现场测定。仪器使用前应进行预热，尤其在冬季最好预热30min。

测定前，应用霍加拉特氧化管(霍加拉特氧化管的作用是将空气中的CO氧化成CO)进行仪器零点校准。然后通入CO标准气体仪器量程进行标定，待仪器读数与CO标准气体浓度相同时方可进行测定，并将校准结果记录在原始记录中。仪器全部调好后，以仪器本身泵动力的流量测定室内空气中CO浓度。
2)非分散红外法、气相色谱法和汞置换法：样品用500~600ml的聚乙烯塑料铝箱复合采气袋法采集后送回实验室分析。
采样时，用橡胶二连球，将空气打人采样袋内，膨胀后放掉。如此反复4次，最后一次打满后，密封进样口，写上标签，注明采样地点和时间，带回实验室在24h内分析。
(6)二氧化碳：测定低浓度二氧化碳(0.03%~0.5%)的方法主要有3种。
1)不分光红外线气体分析法(图2-11)：该方法可将仪器直接带到现场测定。

仪器使用前应进行预热，尤其在冬季最好预热30min。
测定前，应用高纯氮气或经干燥管和碱石灰过滤后的空气校准仪器的零点。然后通入CO标准气体对仪器量程进行标定，待仪器读数与CO标准气体浓度相同时方可进行测定，并将校准结果记录在原始记录中。仪器全部调好后，以仪器本身泵动力的流量测定室内空气中CO浓度。
2)气相色谱法：样品用500~600ml的聚乙烯塑料铝箔复合采气袋法采集后送回实验室分析。采样方法同CO。
3)容量滴定法：需用液体吸收法进行采样。
(7)可吸入颗粒物：检测方法主要有2种。
1)撞击式采样一重量法：空气中可吸入颗粒物采样方法主要利用可吸入颗粒物采样器，在一定的流量下，将可吸入颗粒物采集在预先恒重的玻璃纤维滤纸上，采样后将样品送回实验室再次恒重，根据采样前后滤纸重量之差及采样体积，计算可吸入颗粒物的浓度。
2)光散射法：该方法使用直读仪到现场直接测定，使用前应按照仪器使用说明书对仪器进行校准，调好采样时间进行测定。由每分钟的脉冲计数，换算为质量浓度(mg／m)。
(8)苯并[a]芘：目前空气中B(a)P的采样方法主要是将颗粒物中的多环芳烃采集在玻璃纤维滤膜上，送回实验室分析，采样方法见滤料法。
(9)菌落总数：室内空气菌落总数采样方法为撞击法。撞击法是将悬浮在空气中的带菌粒子撞击到营养琼脂平板上，经37℃，48h培养后，按照每立方米空气中的细菌菌落数表示(cfu/m)。采样时，将采样器消毒，按照仪器说明进行采样。选择撞击式空气微生物采样器的基本要求是对空气中的细菌捕获率达到95%，同时操作简便、携带方便、性能稳定及便于消毒。
(10)甲醛、氨等：空气中甲醛、氨、二氧化硫、二氧化氮及臭氧的采样均采用液体吸收法。
一般情况下，甲醛、氨使用气泡吸收管单管采样；SO、NO使用多孔玻板吸收管单管采样，在采样过程中避免日光直射；臭氧使用多孔玻板吸收管双管采样，采样时还应配有黑色避光套。
采样后记录采样时间、采样流量、温度和大气压。
(11)空气中苯系物及TVOC的采样：室内空气中苯系物（苯、甲苯、二甲苯）和TVOC使用固体吸收管采样，其中苯系物用活性炭管采集，TVOC用Tenax GC或Tenax TA吸附管采集。
采样时将吸附管与采样泵用硅橡胶管连接，选择合适的采样位置，打开采样泵，调节流量，在规定的时间采集样品，采样后将管取下，密封管的两端或将管放入可密封的容器内，记录采样时间、采样流量、现场温度与大气压力，将样品送回实验室分析。样品测定后，应准确校准每支采样管的流量，以当时采样时的温度和压力换算成标准状况下的采样体积。