基于大气采样器在室内空气污染物采样中流量误差分析及解决方法探究

张荣发

（江门市环境监测中心站广东江门529000）

基于大气采样器在室内空气污染物采样中流量误差分析及解决方法探究

张荣发

（江门市环境监测中心站广东江门529000）

室内空气污染物检测是环境检测工作的重要组成部分，通常需要进行采样检测，采样器存在一定的流量误差，可能影响检测结果的准确性，对此就要重视采样环节，注重采样中流量误差的控制。本文分析了流量误差的主要来源，并提出了科学的误差控制方法。

大气采样器；室内空气污染物；采样流量误差；控制方法

通过对住宅建筑内部空气污染物的检测，能够得知其中污染物的含量，以此为依据来控制室内污染，然而，实际的污染物采样过程中，由于受到多种因素的影响，采样中流量误差可能变大，对此需要采取有效的控制措施和方法来控制流量误差，从而确保检测精准度。

1 采样方法

根据相关的规程中的要求和规定，居民建筑内部要检测污染物主要包括以下几大类：甲醛、苯、氨与TOVC。现阶段通常依靠富集方法对室内空气进行采样，也就是浓缩采样，具体的采样流程为：利用采样泵，其内部设有富集介质，空气污染物在经过时将被充分吸收，再将富集的污染物带到实验室，来加以检测分析。这其中最主要的是富集介质的选择，具体包括：吸收溶液与固体吸附剂。

1.1 吸收溶液

该溶液具有吸收性能，能够有效吸收空气中的有害物质、污染物，当空气流经此吸收液时，空气内部的污染物将要同此吸收液之间产生化学反应，同时溶解在吸收液内部。室内空气污染物的检测一般借助于此方法来进行污染物采集，该采样方法最为适合甲醛、氨等的采样，通常对这两种污染物的采样效率较高，达到0.5L/min,一般只需要10 min～20min时间就能采样成功。

1.2 固体吸附剂

准备一个采样管，其直径在4mm～5mm,长度在10 mm～17cm为最合适，把0.1g～0.3g的吸附剂添加其中，这样空气中的污染物则将被固体吸附剂有效吸收，并存于采样管内，形成样品。由于空气内部不同污染物吸附程度不同，就会在吸附管内部按照强弱顺序排开，形成多个分层，此时可以对其进行热解析，来测量该溶液，此吸附剂更为适合空气中苯、TVOC的采样，流量能够达到0.1 L/min～0.5L/min.

2 采样体积偏差分析

对于室内空气污染物的检测，采样体积方面存在一定的偏差，当前运用最多的就是浮子流量计采样器，对此一般引入不确定理论来进行采样剖析，通常包括两种情况：（1）采样负载小时，适合选择吸收溶液采样法，（2）负载变大时，则适合选择固体吸附剂进行采样。然而，固体吸附剂采样法可能影响流量测量数据的准确性，引发采样误差。

采样体积将受到多重因素的影响，根据其计算公式：

其中V—采样体积，Q—采样流量，P—采样时的大气压，T—采样点温度，t—采样时间。

观察以上公式能够看到，采样流量、时间以及温度和周围的气压等是影响采样的几大关键因素，具体可以用以下图1所示形象地展示出来。

图1 采样体积影响因素图示

3 固体吸附剂采样法

固体吸附剂采样法通常用于室内空气中的苯、TVOC污染物的采集，在实际的采样过程中，采样管对流动的空气会产生某种阻力，特别是当其内部添加了吸附剂后，这种阻力会变大，这样就能够使得采样器在流量计读数过程中出现误差，理论上的读数超出现实的流量数，从而出现流量虚高问题。

3.1 测量过程

根据相关的居民住宅建筑工程的室内污染物检测规程，其中对室内污染物的采样流量都做出了明确的规定，例如：空气中的主体污染物四大类的采样流量应该控制在0.5L/min，不能超出这一数值，测量过程中就需要特殊设置流量刻度，一般在0.5L/min较为适合。如果选择皂膜流量计，可以先让采样器处于空置状态，内部不含有任何吸附剂，对应测出流量值，通常为0.5L/min的流量刻度值，此后则可以加载吸附管，具体的阻力依然从5kPa逐渐过渡到25kPa,再调整采样仪中的流量数值，使其达到0.5L/min,测出加载的阻力，再对应得出采样系统的现实流量，具体如图2所示。

图2 采样系统的现实流量过程

3.2 测量结果

当指示流量显示为：0.5L/min时，主要检测以下两种情况下的皂膜流量计中的流量数，那就是采样器空载、以及阻力加载时的现实流量数，单个流量检测3回，并取这三次测量数的平均数。

对此可以通过对采样器进行加载，来控制流量误差，具体的加载量，可以分别尝试加载5kPa,15kPa,25kPa,经过加载后，得出误差统计表1。

表1 采样器加载后的实验误差统计表

从以上所统计的实验数据能够得出，对采样器逐次加载阻力，从5kPa到15kPa,再到25kPa,当采样器所显示的流量为0.5L/ min,将会有较大的流量偏差在采样系统中出现，同时，由于阻力的不断上升，这一计量误差会逐渐变大，特别是采样系统的阻力达到5kPa以上时，观察相对误差偏差值，大于5%，当加载阻力在15kPa时，误差急剧上升，甚至已经超出了可接受的合理范围，同时，固体吸附管处于0.5L/min流量时，采样管的阻力也会随着增加，达到40kPa以上，由此可见，不断增加的阻力必将影响采样的准确性。

4 解决对策

要想妥善解决计量误差问题，就必须选择科学的方法和途径，应该根据采样器的采样特点来进行采样实验，具体应该从以下方面做起。

4.1 调整采样器类型

选择恒定流量型采样器，该采样器的最显著特征在于当负载阻力施加后，能够自行调节，始终维持初始流量，经过多次实验证实，在可被接受的阻力范围最后，误差能够被有效控制。

4.2 控制采样流量

如果选择浮子流量计采样器来采集样本，则要控制采样流量，这是因为各类吸附管可能导致的流量偏差也有所差异，对此，可以通过皂膜流量计来加以调整、矫正。

从以上实验数据的分析可以看出，室内空气污染物检测过程中，要想确保检测精准度，就要重点把握好空气采样环节，要控制好采样体积的偏差，因为偏差过大会对检测结果的精准度带来不良干扰，这种干扰已经超出了可接受范围，所以，现实的检测过程中必须重视采样环节，可以说采样是影响检测准确性的关键因素之一，该因素已经超出了普通的因素，实际的空气污染物监测过程中，必须做好采样工作，要确保采样的精准性、可靠性，通过采取有效的控制措施，来提高采样的合理性，控制采样体积和偏差。

5 结语

建筑室内空气污染物监测过程中，必须掌握好采样体积的偏差，监测技术人员要努力提高监测技术水平，提高检测的精度和准确度，从而确保监测质量。

[1]民用建筑工程室内环境污染控制规范GB 50325-2001.2010.

[2]冯勇,王继红，蒋铭凯.一种无线室内空气污染物监测装置的研制[J].河南科学,2016,34(05).

[3]于腾,胡晓微.几种常见室内空气污染物的来源及防治措施[J].绿色科技,2015(06)：204-205.

[4]魏昊,主编.中国实验室国家认可委员会编.化学分析中不确定度的评估指南[M].中国计量出版社,2012.

图2 研判业务处理图

3 工作成效

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4 结语

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参考文献

[1]仝新宇,杨乔川,吴杰,李晓永.电网调度检修计划全流程体系建设及风险防控[J].资源节约与环保,2016,174（5）：02-03.

[2]曾鸣,杨雍琦,李源非,等.能源互联网背景下新能源电力系统运营模式及关键技术初探[J].中国电机工程学报,2016,36（3）：681-691.

任桂田（1982—），男，天津人，本科学历，电力工程师，主要从事配网抢修指挥专业技术研究。