大(da)氣(qi)樣(yang)品采(cai)集方(fang)法和采(cai)樣(yang)器(qi)
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大(da)氣(qi)樣(yang)品采(cai)集方(fang)法和采(cai)樣(yang)器(qi)
采(cai)集大氣(qi)的方(fang)法可歸納(na)為直接采(cai)樣(yang)法(fa)和(he)富集(濃縮(suo))采(cai)樣(yang)法(fa)兩類。
壹(yi)、直接采(cai)樣(yang)法(fa) 采(cai)樣(yang)容(rong)器
適(shi)用(yong)於(yu)大氣(qi)中被測組(zu)分濃(nong)度(du)較(jiao)高或(huo)監測方(fang)法靈(ling)敏(min)度(du)高的情況(kuang),這(zhe)時不(bu)必濃(nong)縮(suo),只需用(yong)儀器直(zhi)接采(cai)集少量(liang)樣(yang)品進行(xing)分析(xi)測定(ding)即可(ke)。此法測得的結果為瞬(shun)時濃度(du)或(huo)短(duan)時間(jian)內的(de)平(ping)均濃度(du)。
常(chang)用(yong)容(rong)器有(you)註(zhu)射器(qi)、塑(su)料(liao)袋(dai)、采(cai)氣管、真(zhen)空瓶等。
1、註(zhu)射器(qi)采(cai)樣(yang):常(chang)用(yong)100mL註(zhu)射器(qi)采(cai)集有機蒸(zheng)汽(qi)樣(yang)品。采(cai)樣(yang)時,先(xian)用(yong)現場(chang)氣(qi)體抽(chou)洗(xi)2-3次,然(ran)後(hou)抽取100mL,密封(feng)進氣(qi)口(kou),帶(dai)回(hui)實驗(yan)室(shi)分析(xi)。樣(yang)品存(cun)放時間(jian)不(bu)宜(yi)長(chang),壹(yi)般當天(tian)分析(xi)完(wan)。氣相色譜(pu)分析(xi)法常采(cai)用(yong)此法取樣(yang)。取樣(yang)後(hou),應將(jiang)註(zhu)射器(qi)進氣(qi)口(kou)朝(chao)下(xia),垂(chui)直放置,以使註(zhu)射器(qi)內壓(ya)略大(da)於(yu)外壓(ya)。
2、塑(su)料(liao)袋(dai)采(cai)樣(yang):應(ying)選(xuan)不(bu)吸(xi)附、不(bu)滲漏,也不(bu)與樣(yang)氣(qi)中汙染組(zu)分發(fa)生(sheng)化(hua)學反(fan)應(ying)的(de)塑(su)料(liao)袋(dai),如聚四氟乙(yi)烯袋(dai)、聚(ju)乙(yi)烯袋(dai)、聚(ju)氯乙(yi)烯袋(dai)和(he)聚(ju)酯(zhi)袋等,還有(you)用(yong)金屬薄膜(mo)作(zuo)襯裏(如(ru)襯銀、襯鋁(lv))的(de)塑(su)料(liao)袋(dai)。
采(cai)樣(yang)時,先(xian)用(yong)二(er)聯(lian)球(qiu)打(da)進現(xian)場(chang)氣體沖洗(xi)2-3次,再(zai)充(chong)滿(man)樣(yang)氣(qi),夾(jia)封(feng)進氣(qi)口(kou),帶(dai)回(hui)實驗(yan)室(shi)盡(jin)快分析(xi)。
3、采(cai)氣管采(cai)樣(yang)
采(cai)氣管
采(cai)氣管容(rong)積(ji)壹(yi)般為100-1000mL。采(cai)樣(yang)時,打(da)開(kai)兩端(duan)旋(xuan)塞,用(yong)二(er)聯(lian)球(qiu)或(huo)抽氣(qi)泵接在(zai)管(guan)的(de)壹(yi)端,迅(xun)速抽(chou)進比(bi)采(cai)氣管容(rong)積(ji)大(da)6-10倍的欲采(cai)氣體,使采(cai)氣管中原有氣(qi)體被*置換(huan)出(chu),關(guan)上旋(xuan)塞,采(cai)氣管體積(ji)即(ji)為采(cai)氣體積(ji)。
4、真(zhen)空瓶采(cai)樣(yang):真(zhen)空瓶是壹(yi)種具(ju)有活塞(sai)的耐壓(ya)玻(bo)璃瓶,容(rong)積(ji)壹(yi)般為500-1000mL。采(cai)樣(yang)前(qian),先(xian)用(yong)抽真(zhen)空裝(zhuang)置(zhi)把采(cai)氣瓶內氣(qi)體抽(chou)走(zou),使瓶內真(zhen)空度(du)達(da)到(dao)1.33KPa,之(zhi)後(hou),便(bian)可打(da)開(kai)旋塞(sai)采(cai)樣(yang),采(cai)完(wan)即關(guan)閉(bi)旋塞,則采(cai)樣(yang)體積(ji)即(ji)為真(zhen)空瓶體積(ji)。
二(er)、富集(濃縮(suo))采(cai)樣(yang)法(fa)
富集(濃縮(suo))采(cai)樣(yang)法(fa):是(shi)使大(da)量的(de)樣(yang)氣(qi)通過吸(xi)收液或(huo)固體吸(xi)收(shou)劑(ji)得到(dao)吸(xi)收(shou)或(huo)阻留(liu),使原(yuan)來(lai)濃(nong)度(du)較(jiao)小(xiao)的(de)汙染物(wu)質(zhi)得到(dao)濃(nong)縮(suo),以利於(yu)分析(xi)測定(ding)。
適(shi)用(yong)於(yu)大氣(qi)中汙染物(wu)質(zhi)濃(nong)度(du)較(jiao)低(ppm-ppb)的(de)情況(kuang)。采(cai)樣(yang)時間(jian)壹(yi)般較長(chang),測得結果可代(dai)表采(cai)樣(yang)時段的平(ping)均濃度(du),更(geng)能(neng)反(fan)映大氣(qi)汙(wu)染的(de)真(zhen)實(shi)情況(kuang)。
具(ju)體采(cai)樣(yang)方(fang)法包(bao)括(kuo)溶(rong)液吸收法、固體阻(zu)留(liu)法(fa)、液體冷(leng)凝法(fa)、自然(ran)積(ji)集法等。
1、溶(rong)液吸收法:是(shi)采(cai)集大氣(qi)中氣態(tai)、蒸(zheng)汽(qi)態(tai)及(ji)某(mou)些(xie)氣(qi)溶膠(jiao)態(tai)汙染物(wu)質(zhi)的(de)常用(yong)方(fang)法。
采(cai)樣(yang)時,用(yong)抽氣(qi)裝(zhuang)置(zhi)將欲測空氣(qi)以(yi)壹(yi)定流量(liang)抽入(ru)裝有(you)吸收液的吸收管(guan)(瓶),使被測物(wu)質的(de)分子(zi)阻留(liu)在(zai)吸(xi)收(shou)液中,以達到(dao)濃(nong)縮(suo)的目的(de)。采(cai)樣(yang)結束(shu)後(hou),倒出(chu)吸收液進行(xing)測定(ding),根(gen)據測得的結果及(ji)采(cai)樣(yang)體積(ji)計(ji)算大(da)氣中汙染物(wu)的(de)濃(nong)度(du)。
吸(xi)收效(xiao)率(lv)主要決定於(yu)吸收(shou)速度(du)和(he)樣(yang)氣(qi)與吸(xi)收液的接觸面積(ji)。
吸(xi)收液的選(xuan)擇(ze)原(yuan)則:
1)與被采(cai)集的物(wu)質發(fa)生(sheng)不(bu)可(ke)逆(ni)化學反(fan)應(ying)快或(huo)對其(qi)溶(rong)解(jie)度(du)大(da);
2)汙染物(wu)質(zhi)被吸收(shou)液吸收後(hou),要有足(zu)夠(gou)的(de)穩(wen)定時間(jian),以(yi)滿(man)足分析(xi)測定(ding)所需時間(jian)的(de)要求;
3)汙(wu)染物(wu)質(zhi)被吸收(shou)後(hou),應有(you)利(li)於(yu)下壹(yi)步(bu)分析(xi)測定(ding),好能(neng)直(zhi)接用(yong)於(yu)測定(ding);
4)吸收(shou)液毒性小(xiao),價格(ge)低,易於(yu)購買,並盡可(ke)能(neng)回(hui)收利用(yong)。
常用(yong)吸收(shou)管(guan):
①氣(qi)泡式(shi)吸(xi)收管:適(shi)用(yong)於(yu)采(cai)集氣態(tai)和蒸(zheng)汽(qi)態(tai)物質(zhi),不(bu)宜(yi)采(cai)氣溶膠(jiao)態(tai)物質(zhi)。
②沖擊式(shi)吸(xi)收管:適(shi)宜采(cai)集氣溶(rong)膠(jiao)態(tai)物質(zhi)和易溶解(jie)的(de)氣(qi)體樣(yang)品,而不(bu)適(shi)用(yong)於(yu)氣態(tai)和蒸(zheng)汽(qi)態(tai)物質(zhi)的采(cai)集。管內有(you)壹(yi)尖嘴玻(bo)璃(li)管作(zuo)沖擊器。
③多孔篩板(ban)吸(xi)收(shou)管(瓶):是在(zai)內管(guan)出(chu)氣口(kou)熔(rong)接壹(yi)塊多孔性的(de)砂芯(xin)玻板(ban),當(dang)氣(qi)體通過多孔玻(bo)板(ban)時,壹(yi)方(fang)面被分散成很小(xiao)的(de)氣泡(pao),增(zeng)大了與吸(xi)收液的接觸面積(ji);另(ling)壹(yi)方(fang)面被彎曲(qu)的孔道(dao)所(suo)阻留(liu),然(ran)後(hou)被吸收(shou)液吸收。所以(yi)多孔篩板(ban)吸(xi)收(shou)管既適(shi)用(yong)於(yu)采(cai)集氣態(tai)和蒸(zheng)汽(qi)態(tai)物質(zhi),也適(shi)於(yu)氣溶(rong)膠(jiao)態(tai)物質(zhi)。
2、填充(chong)柱阻留法(固體阻(zu)留(liu)法(fa)):填(tian)充(chong)柱是用(yong)壹(yi)根(gen)6-10cm長(chang),內徑(jing)3-5mm的(de)玻(bo)璃(li)管或(huo)塑(su)料(liao)管(guan),內裝(zhuang)顆(ke)粒(li)狀(zhuang)填(tian)充(chong)劑(ji)制成。采(cai)樣(yang)時,讓氣(qi)樣(yang)以(yi)壹(yi)定流速(su)通過填(tian)充(chong)柱,則欲測組(zu)分因吸(xi)附、溶解(jie)或(huo)化學(xue)反(fan)應(ying)而被阻留(liu)在(zai)填(tian)充(chong)劑(ji)上,達(da)到(dao)濃(nong)縮(suo)采(cai)樣(yang)的(de)目(mu)的(de)。采(cai)樣(yang)後(hou),通過加熱解(jie)吸(xi),吹(chui)氣或(huo)溶劑(ji)洗脫(tuo),使被測組(zu)分從(cong)填充(chong)劑(ji)上釋(shi)放出(chu)來(lai)測定(ding)。
根(gen)據填充(chong)劑(ji)阻留作(zuo)用(yong)的原(yuan)理(li),可分為吸附型、分配型和(he)反(fan)應(ying)型(xing)三(san)種類型。
1)吸附型填(tian)充(chong)柱:所用(yong)填充(chong)劑(ji)為顆(ke)粒(li)狀(zhuang)固體吸(xi)附劑,如(ru)活性炭(tan)、矽(gui)膠(jiao)、分子(zi)篩、氧化(hua)鋁(lv)、素燒(shao)陶瓷、高分子(zi)多孔微球等多孔性物(wu)質,對氣體和(he)蒸(zheng)氣(qi)吸(xi)附力強。
2)分配型填(tian)充(chong)劑(ji):所用(yong)填充(chong)劑(ji)為表面塗(tu)有高沸(fei)點有(you)機溶劑(ji)(如(ru)甘油異(yi)十(shi)三(san)烷)的(de)惰(duo)性多孔顆(ke)粒(li)物(wu)(如(ru)矽(gui)藻土(tu)、耐火(huo)磚(zhuan)等),適(shi)於(yu)對蒸(zheng)氣(qi)和(he)氣(qi)溶膠(jiao)態(tai)物質(zhi)(如六六六、DDT、多氯聯苯(ben)等)的(de)采(cai)集。氣樣(yang)通過采(cai)樣(yang)管(guan)時,分配系(xi)數大的(de)或(huo)溶解(jie)度(du)大(da)的組(zu)分阻(zu)留在(zai)填(tian)充(chong)柱表面的固定液上。
3)反(fan)應(ying)型(xing)填(tian)充(chong)柱:其(qi)填(tian)充(chong)柱是由(you)惰(duo)性多孔顆(ke)粒(li)物(wu)(如(ru)石(shi)英砂(sha)、玻璃(li)微球等)或(huo)纖維(wei)狀物(如濾紙(zhi)、玻璃(li)棉等)表面塗(tu)漬能(neng)與被測組(zu)分發(fa)生(sheng)化(hua)學反(fan)應(ying)的(de)試劑制成。也可(ke)用(yong)能與被測組(zu)分發(fa)生(sheng)化(hua)學反(fan)應(ying)的(de)純(chun)金(jin)屬(如(ru)金(jin)、銀、銅等)絲(si)毛(mao)或(huo)細粒(li)作(zuo)填充(chong)劑(ji)。采(cai)樣(yang)後(hou),將反(fan)應(ying)產(chan)物(wu)用(yong)適(shi)宜溶(rong)劑洗脫(tuo)或(huo)加熱吹(chui)氣(qi)解(jie)吸(xi)下(xia)來(lai)進行(xing)分析(xi)。
固體阻(zu)留(liu)法(fa)優點:①用(yong)固體采(cai)樣(yang)管(guan)可(ke)以(yi)長(chang)時間(jian)采(cai)樣(yang),測得大氣(qi)中日平(ping)均或(huo)壹(yi)段時間(jian)內的(de)平(ping)均濃度(du)值(zhi);溶(rong)液吸收法則由(you)於(yu)液體在(zai)采(cai)樣(yang)過(guo)程中會蒸(zheng)發(fa),采(cai)樣(yang)時間(jian)不(bu)宜(yi)過(guo)長(chang);②只要選(xuan)擇(ze)合適(shi)的固體填(tian)充(chong)劑(ji),對氣態(tai)、蒸(zheng)氣(qi)態(tai)和氣(qi)溶膠(jiao)態(tai)物質(zhi)都有(you)較高的富集效率(lv),而溶液吸收法壹(yi)般對氣(qi)溶膠(jiao)吸收(shou)效(xiao)率(lv)要差些(xie);③濃縮(suo)在(zai)固體填(tian)充(chong)柱上的(de)待(dai)測物(wu)質比(bi)在(zai)吸(xi)收(shou)液中穩(wen)定時間(jian)要長(chang),有(you)時可放置幾(ji)天或(huo)幾(ji)周也(ye)不(bu)發(fa)生(sheng)變(bian)化。所(suo)以,固體阻(zu)留(liu)法(fa)是(shi)大氣汙染監測中具(ju)有廣(guang)闊發(fa)展(zhan)前(qian)景(jing)的富集方(fang)法。
3、濾料(liao)阻(zu)留法:將過(guo)濾材料(liao)(濾紙(zhi)、濾膜(mo)等)放在(zai)采(cai)樣(yang)夾(jia)上,用(yong)抽氣(qi)裝(zhuang)置(zhi)抽氣,則空氣(qi)中的顆(ke)粒(li)物(wu)被阻留(liu)在(zai)過(guo)濾材料(liao)上,稱(cheng)量過濾材料(liao)上富集的顆(ke)粒(li)物(wu)質(zhi)量,根(gen)據采(cai)樣(yang)體積(ji),即(ji)可計(ji)算出(chu)空氣(qi)中顆(ke)粒(li)物(wu)的(de)濃度(du)。
常(chang)用(yong)濾料(liao):纖(xian)維(wei)狀濾料(liao):如(ru)定量濾紙(zhi)、玻璃(li)纖(xian)維(wei)濾膜(mo)(紙(zhi))、氯乙(yi)烯濾膜(mo)等;篩孔狀(zhuang)濾料(liao):如(ru)微孔濾膜(mo)、核(he)孔濾膜(mo)、銀薄膜(mo)等。各(ge)種(zhong)濾料(liao)由(you)不(bu)同的材(cai)料(liao)制成,性能(neng)不(bu)同,適(shi)用(yong)的氣(qi)體範圍也不(bu)同。
4、低溫冷(leng)凝法(fa):是借致(zhi)冷(leng)劑的(de)致(zhi)冷(leng)作(zuo)用(yong)使空氣(qi)中某(mou)些(xie)低(di)沸(fei)點氣(qi)態(tai)物質(zhi)被冷(leng)凝成液態(tai)物質(zhi),以達(da)到(dao)濃(nong)縮(suo)的目的(de)。適(shi)用(yong)於(yu)大氣(qi)中某(mou)些(xie)沸(fei)點較(jiao)低的(de)氣態(tai)汙染物(wu)質(zhi),如(ru)烯烴(ting)類、醛類等。
常(chang)用(yong)致(zhi)冷(leng)劑:冰、幹冰、冰-食鹽(yan)、液氯-甲醇(chun)、幹冰-二(er)氯乙(yi)烯、幹(gan)冰-乙(yi)醇等。
優點:效果(guo)好、采(cai)樣(yang)量(liang)大(da)、利(li)於(yu)組分穩(wen)定。
5、自然(ran)積(ji)集法:利(li)用(yong)物質(zhi)的(de)自然(ran)重(zhong)力、空氣(qi)動(dong)力和濃(nong)差(cha)擴散作(zuo)用(yong)采(cai)集大氣(qi)中的被測物(wu)質,如(ru)自然(ran)降(jiang)塵(chen)量(liang)、硫(liu)酸鹽(yan)化速(su)率(lv)、氟化物(wu)等大(da)氣(qi)樣(yang)品的(de)采(cai)集。
優點:不(bu)需動力設(she)備(bei),簡(jian)單(dan)易行(xing),且(qie)采(cai)樣(yang)時間(jian)長(chang),測定(ding)結果能較(jiao)好反(fan)映大氣(qi)汙(wu)染情況(kuang)。