概述
大氣中的污染物質濃度一般都比較低(ppm一ppb數量級),直接採樣法往往不能滿足分析方法檢測限的要求,故需要用富集採樣法對大氣中的污染物進行濃縮。富集採樣時間一般比較長,測得結果代表採樣時段的平均濃度,更能反映大氣污染的真實情況。
富集 濃縮採樣法:
使大量的樣氣通過吸收液或固體吸收劑得到吸收或阻留,使原來濃度較小的污染物質得到濃縮,以利於分析測定。
適用情況
適用於大氣中污染物質濃度較低(ppm-ppb)的情況。採樣時間一般較長,測得結果可代表採樣時段的平均濃度,更能反映大氣污染的真實情況。
具體採樣方法包括溶液吸收法、固體阻留法、液體冷凝法、自然積集法等。
溶液吸收法
該方法是採集大氣中氣態、蒸氣態及某些氣溶膠態污染物質的常用方法。採樣時,用抽氣裝置將欲測空氣以一定流量抽入裝有吸收液的吸收管(瓶)。採樣結束後,倒出吸收液進行測定,根據測得結果及採樣體積計算大氣中污染物的濃度。
吸收液的選擇原則是:
(1)與被採集的物質發生化學反應快或對其溶解度大。
(2)污染物質被吸收液吸收後,要有足夠的穩定時間,以滿足分析測定所需時間的要求。
(3)污染物質被吸收後,應有利於下一步分析測定,最好能直接用於測定。
(4)吸收液毒性小、價格低、易於購買,且儘可能回收利用。
氣泡吸收管:
這種吸收管可裝 5 一 10mL 吸收液,採樣流量為 0.5 一 2.0L/min ,適用於採集氣態和蒸氣態物質。對於氣溶膠態物質,因不能像氣態分子那樣快速擴散到氣液界面上,故吸收效率差。
衝擊式吸收管:
這種吸收管有小型(裝 5 一 10mL 吸收液,採樣流量為 3.0L / min )和大型(裝 50 一 1 00mL 吸收液,採樣流量為 30L / min )兩種規格,適宜採集氣溶膠態物質。因為該吸收管的進氣管噴嘴孔徑小,距瓶底又很近,當被採氣樣快速從噴嘴噴出沖向管底時,則氣溶膠顆粒因慣性作用衝擊到管底被分散,從而易被吸收液吸收。
多孔篩板吸收管:
該吸收管可裝 5 一 10mL 吸收液,採樣流量為 0.1 一 1.0L / min 。吸收瓶有小型(裝 10 一 30mL 吸收液,採樣流量為 0.5 一 2.0L / min )和大型(裝 50 一 100mL 吸收液,採樣流量 30L / min )兩種。氣樣通過吸收管(瓶)的篩板後,被分散成很小的氣泡,且阻留時間長,大大增加了氣液接觸面積,從而提高了吸收效果。
填充柱阻留法
填充柱是用一根長 6-10cm 、內徑 3-5mm 的玻璃管或塑膠管,內裝顆粒狀填充劑製成。採樣時,讓氣樣以一定流速通過填充柱,則欲測組分因吸附、溶解或化學反應等作用被阻留在填充劑上,達到濃縮採樣的目的。採樣後,通過解吸或溶劑洗脫,使被測組分從填充劑上釋放出來進行測定。根據填充劑阻留作用的原理,可分為吸附型、分配型和反應型三種類型。
吸附型填充柱:
這種柱的填充劑是顆粒狀固體吸附劑,如活性炭、矽膠、分子篩、高分子多孔微球等。
分配型填充柱;
這種填充柱的填充劑是表面塗高沸點有機溶劑(如異十三烷)的惰性多孔顆粒物(如硅藻土),類似於氣液色譜柱中的固定相,只是有機溶劑的用量比色譜固定相大。
反應型填充柱:
這種柱的填充劑是由惰性多孔顆粒物(如石英砂、玻璃微球等)或纖維狀物(如濾紙、玻璃棉等)表面塗漬能與被測組分發生化學反應的試劑製成。
濾料阻留法
該方法是將過濾材料(濾紙、濾膜等)放在採樣夾上,用抽氣裝置抽氣,則空氣中的顆粒物被阻留在過濾材料上,稱量過濾材料上富集的顆粒物質量,根據採樣體積,即可計算出空氣中顆粒物的濃度。
低溫冷凝法
大氣中某些沸點比較低的氣態污染物質,如烯烴類、醛類等,在常溫下用固體填充劑等方法富集效果不好,而低溫冷凝法可提高採集效率。低溫冷凝採樣法是將 U 形或蛇形採樣管插入冷阱中,當大氣流經採樣管時,被測組分因冷凝而凝結在採樣管底部。如用氣相色譜法測定,可將採樣管與儀器進氣口連線,移去冷阱,在常溫或加熱情況下氣化,進入儀器測定。
自然積集法
這種方法是利用物質的自然重力、空氣動力和濃差擴散作用採集大氣中的被測物質,如自然降塵量、硫酸鹽化速率、氟化物等大氣樣品的採集。