环境监测基础知识——环境空气监测技术之布点采样

1.点位布设

1.1.一般原则

1.1.1.采样点位应根据监测任务的目的、要求布设，必要时进行现场踏勘后确定

1.1.2.所选点位应具有较好的代表性，监测数据能客观反映一定空间范围内空气质量水平或空气中所测污染物浓度水平。

1.1.3.监测点位的布设和数量应满足监测目的及任务要求

1.2.监测点位布设技术要求

1.2.1.监测点应地处相对安全、交通便利、电源和防火措施有保障的地方

1.2.2.监测点采样口周围水平面应保证有270°以上的捕集空间， 不能有阻碍空气流动的高大建筑、 树木或其他障碍物

1.2.3.如果采样口一侧靠近建筑，采样口周围水平面应有180o以上的自由空间

1.2.4.从采样口到附近最高障碍物之间的水平距离，应为该障碍物与采样口高度差的两倍以上，或从采样口到建筑物顶部与地平线的夹角小于30°

1.2.5.样口距地面高度在1.5～15 m 范围内， 距支撑物表面 1 m 以上。有特殊监测要求时， 应根据监测目的进行调整

1.3.采样口位置应符合下列要求

（一）对于手工间断采样，其采样口离地面的高度应在1.5 ～15米范围内；

（二）对于自动监测，其采样口或监测光束离地面的高度应在3 ～15米范围内；

（三）针对道路交通的污染监控点，其采样口离地面的高度应在2 ～5米范围内；

（四）在保证监测点具有空间代表性的前提下，若所选点位周围半径300～500米范围内建筑物平均高度在20米以上，无法按满足（一）、（二）条的高度要求设置时，其采样口高度可以在15～25米范围内选取；

（五）在建筑物上安装监测仪器时，监测仪器的采样口离建筑物墙壁、屋顶等支撑物表面的距离应大于1米；

（六）使用开放光程监测仪器进行空气质量监测时，在监测光束能完全通过的情况下，允许监测光束从日平均机动车流量少于10,000辆的道路上空、对监测结果影响不大的小污染源和少量未达到间隔距离要求的树木或建筑物上空穿过，穿过的合计距离，不能超过监测光束总光程长度的10%；

（七）当某监测点需设置多个采样口时，为防止其他采样口干扰颗粒物样品的采集，颗粒物采样口与其他采样口之间的直线距离应大于1米。若使用大流量总悬浮颗粒物（TSP）采样装置进行并行监测，其他采样口与颗粒物采样口的直线距离应大于2米；

（八）对于空气质量评价点，应避免车辆尾气或其他污染源直接对监测结果产生干扰，点式仪器采样口与道路之间最小间隔距离应按下表的要求确定：

（九）污染监控点的具体设置原则根据监测目的由地方环境保护行政主管部门确定。针对道路交通的污染监控点，采样口距道路边缘距离不得超过20米；

（十）开放光程监测仪器的监测光程长度的测绘误差应在±3米内（当监测光程长度小于200米时，光程长度的测绘误差应小于实际光程的±1.5%）；

（十一）开放光程监测仪器发射端到接收端之间的监测光束仰角不应超过15°。

2.采样时间和频率

2.1.小时浓度间断采样频率

2.1.1.获取环境空气污染物小时平均浓度时，如果污染物浓度过高，或者使用直接采样法采集瞬时样品，应在1 h内等时间间隔采集3～4个样品。

2.2.被动采样时间及频率

2.2.1.污染物被动采样时间及采样频率应根据监测点位周围环境空气中污染物的浓度水平、分析方法的检出限及监测目的确定。监测结果可代表一段时间内待测环境空气中污染物的时间加权平均浓度或浓度变化趋势。

2.2.2.硫酸盐化速率及氟化物（长期）采样时间为7～30 d；但要获得月平均浓度， 样品的采样时间应不少于15 d。降尘采样时间为（30±2） d。

3.样品采集、运输和保存

3.1.溶液吸收采样法

3.1.1.适用项目

二氧化硫、 二氧化氮、 氮氧化物、 臭氧等气态污染物

3.1.2.采样系统

主要由采样管路、 采样器、 吸收装置等部分组成

吸收装置主要有气泡吸收管（瓶） 、 多孔玻板吸收管（瓶） 和冲击式吸收管（瓶）

采样管路可用不锈钢、 玻璃和聚四氟乙烯等材质

3.1.3.采样前准备

检查采样管路是否洁净

选择合适的吸收管（瓶） ， 装入相应的吸收液

进行气密性检查：将吸收管（瓶） 及必要的前处理装置正确连接到气体采样管路，打开仪器， 调节流量至规定值， 封闭吸收管（瓶） 进气口， 吸收管（瓶） 内不应冒气泡， 采样仪器的流量计不应有流量显示

采样前、 后用经检定合格的标准流量计校验采样系统的流量， 流量误差应小于5%

3.1.4.采样

到达采样现场， 观测并记录气象参数和天气状况

正确连接采样系统， 做好样品标识。注意吸收管（瓶） 的进气方向不要接反， 防止倒吸。采样过程中有避光、 温度控制等要求的项目应按照相关监测方法标准的要求执行

设置采样时间， 调节流量至规定值， 采集样品。

采样过程中， 采样人员应观察采样流量的波动和吸收液的变化， 出现异常时要及时停止采样， 查找原因

采样过程中应及时记录采样起止时间、 流量， 以及气温、 气压等参数， 记录内容应完整、 规范

3.2.吸附管采样法

3.2.1.适用项目

适用于汞、 挥发性有机物等气态污染物

3.2.2.采样系统

主要由采样管路、 采样器、 吸附管等部分组成

吸附管为装有各类吸附剂的普通玻璃管、 石英管或不锈钢管

常见的固体吸附剂有活性炭、硅胶和有机高分子等吸附材料

3.2.3.采样前准备

3.2.4.采样

到达采样现场， 观测并记录气象参数和天气状况

正确连接采样系统， 做好样品标识。注意吸附管的进气方向不可接反， 分段填充的吸附管 2/3 填充物段为进气端。吸附管进气端朝向应符合监测方法标准的规定，垂直放置并进行固定。

设置采样时间， 调节流量至规定要求， 采集样品。采样过程中， 对吸收温度有控制要求的， 需采取相应措施。

采样过程中应及时记录采样起止时间、 流量， 以及气温、 气压等参数， 记录内容应完整、 规范

3.3.滤膜采样法

3.3.1.适用项目

适用于总悬浮颗粒物、 可吸入颗粒物、 细颗粒物等大气颗粒物的质量浓度及成分分析， 以及颗粒物中重金属、 苯并[a]芘、 氟化物（小时和日均浓度） 等污染物

3.3.2.采样系统

由颗粒物切割器、 滤膜夹、 流量测量及控制部件、 采样泵、 温湿度传感器、 压力传感器和微处理器等组成

3.3.3.采样前准备

清洗颗粒物切割器， 采用软性材料进行擦拭。采样期间如遇特殊天气，如扬沙、沙尘暴天气或重度及以上污染过程时应及时清洗。采样时长超过7 d 时， 也需定期清洗。

使用经检定合格的温度计对采样器的温度测量示值进行检查， 当误差超过±2 ℃时， 应对采样器进行温度校准

使用经检定合格的气压计对采样器压力传感器进行检查， 当误差超过±1 kPa 时，应对采样器进行压力校准

使用经检定合格的标准流量计对采样器流量进行检查， 当流量示值误差超过采样流量 2%时， 应对采样器进行流量校准

进行采样系统气密性检查

使用前检查滤膜边缘是否平滑， 薄厚是否均匀， 且无毛刺、 无污染、 无碎屑、 无针孔、 无折痕、 无损坏

采样前应确保滤膜夹无污染、 无损坏

采样前、 后用经检定合格的标准流量计校验采样系统的流量， 流量误差应小于5%。

3.3.4.采样

到达采样现场后， 观测并记录气象参数和天气状况。

正确连接好采样系统， 核查滤膜编号， 用镊子将采样滤膜平放在滤膜支撑网上并压紧， 滤膜毛面或编号标识面朝进气方向， 将滤膜夹正确放入采样器中；设置采样开始时间、 结束时间等参数， 启动采样器进行采样。

采样结束后， 取下滤膜夹， 用镊子轻轻夹住滤膜边缘， 取下样品滤膜（如条件允许应尽量在室内完成装膜、 取膜操作） ， 并检查滤膜是否有破裂或滤膜上尘积面的边缘轮廓是否清晰、 完整， 否则该样品作废， 需重新采样。整膜分析时样品滤膜可平放或向里均匀对折， 放入已编号的滤膜盒（袋） 中密封；非整膜分析时样品滤膜不可对折， 需平放在滤膜盒中。

3.3.5.样品保存

样品到达实验室应及时交接， 尽快分析。如不能及时称重及分析， 应将样品放在4 ℃条件下冷藏保存， 并在监测方法标准要求的时间内完成称量和分析；对分析有机成分的滤膜， 采集后应按照监测方法标准要求进行保存至样品处理前， 为防止有机物的损失， 不宜进行称量。

3.4.滤膜-吸附剂联用采样法

3.4.1.适用项目

适用于多环芳烃类等半挥发性有机物的样品

3.4.2.采样系统

主要包括装填吸附剂的采样筒、 采样筒架及密封圈等

3.5.直接采样法

3.5.1.适用项目

适用于一氧化碳、 挥发性有机物、 总烃等污染物的样品

3.5.2.分类

四版书

3.6.被动采样法

3.6.1.适用项目

适用于硫酸盐化速率、 氟化物（长期） 、 降尘等污染物的样品

3.6.2.硫酸盐化速率

将用碳酸钾溶液浸渍过的玻璃纤维滤膜（碱片） 暴露于环境空气中， 环境空气中的二氧化硫、 硫化氢、 硫酸雾等与浸渍在滤膜上的碳酸钾发生反应， 生成硫酸盐而被固定的采样方法。

采样装置由采样滤膜和采样架组成， 采样架由塑料皿、 塑料垫圈及塑料皿支架构成

3.7.采样点气象参数观测

3.7.1.温度观测，所用温度计温度测量范围一般为（-40～55） ℃， 精度为±0.5 ℃

3.7.2.压力观测，所用气压计测量范围一般为（50～107） kPa， 精度为±0.1 kPa。

3.7.3.相对湿度观测，所用湿度计测量范围一般为10%～100%， 精度为±5%。

3.7.4.风向观测，所用风向仪测量范围一般为0° ～360° ， 精度为±5° 。

3.7.5.风速观测，所用风速仪测量范围一般为（l～30） m/s， 精度为±0.5 m/s。

4.质量控制和质量保证

4.1.采样总管及采样支管应定期清洗，干燥后方可使用。采样总管至少每6个月清洗 1 次；采样支管至少每月清洗 1 次

4.2.吸收瓶阻力测定应每月1次，当测定值与上次测定结果之差大于0.3kpa时，应做吸收效率测试 ， 吸收效率应大于 95%。不符合要求者，不能继续使用

4.3.采样系统不得有漏气现象，每次采样前应进行采样系统的气密性检查。

4.4.临界限流孔的流量应定期校准，每月1次， 其误差应小于 5%，

4.5.使用临界限流孔控制采样流量时，采样泵的有载负压应大于70kpa， 且 24h连续采样时， 流量波动应不大于5% 。

4.6.定期更换尘过滤膜，一般每周1次， 及时更换干燥器中硅胶， 一般干燥器硅胶有 1/2变色者需更换。

4.7.使用气袋或真空瓶采样时，使用前气袋和真空瓶应用气样重复洗涤３次

4.8.在颗粒物采样时，采样前应确认采样滤膜无针孔和破损，滤膜的毛面应向上

4.9.滤膜采集后，如不能立即称重，应在4℃ 条件下冷藏保存；对分析有机成分的滤膜采集后应立即放入-20℃ 冷冻箱内保存至样品处理前， 为防止有机物的分解， 不宜进行称重。