空气样品的采集

张亚玲

关键词 空气;样品;采集

随着工农业生产和消费活动的迅速发展，空气质量受到越来越严重的威胁。空气质量问题已成为当今世界面临的重大现实课题之一。在工农业生产中，不可避免地逸散出一些有害物质，污染空气、衣物和皮肤等。尽管人们与这些有害物质的接触时间短，对有些有害物质的吸人量很小，但已具有重要的卫生学意义。检测目的在于了解和评价生产场所、工作环境的卫生条件，有害因素产生的原因。在不影响生活的前提下，提出改善劳动条件的措施、原则及卫生要求，控制或消除有害因素的产生，及时采取措施保障大众健康。

空气中有毒物质的形态有气体、雾、烟及粉尘等，它们在空气中的浓度及分布情况，受气象条件、生产工艺等因素的影响而经常发生变化。因此，要正确反映生产场所空气的污染程度和机体所受有毒物质的影响，除选择合适的分析方法外，还必须掌握采样的基本原则和操作技术，否则，用任何灵敏、精密、准确的分析方法所测得的结果，也不能反映真实情况。

空气采样的基本原则

选择合适的采样方法：了解生产环境和操作过程中所有的毒物品种及其在空气中的存在形态和它的逸散情况（是连续性的或是间歇性的），以便确定合适的分析方法。

采样点的选择：应根据测定目的来确定。为了摸清工作环境污染程度，阐明人员接触毒物的情况，采样点应选择在人员经常操作和活动的地点，选择在呼吸带相近位置，一般在离地面1.5m左右。如工作地点不固定，有时还需手持采样器随劳动者操作移动采样。如此采得的样品，才能反映人们所吸入空气中有毒物质的浓度。为了解有毒物质的影响范围，有时还需在有毒物质发生源的不同方向、不同距离，如喷洒农药时的下风向及其左右范围，人们的休息地点、邻近场所或办公室等地点进行采样。为了对排毒通风装置等卫生防护措施进行评价，除在操作点呼吸带在使用和停止通风时分别进行采样作对比外，有时还需在有毒物质的排出口、密闭装置的内外及可能逸散有毒物质的间隙口附近选点采样。

采样时机和采样持续时间：采集空气样品要能反映其在整个工作中所接触有毒物质浓度的变化情况，必须选择恰当的时机进行采样。采样的持续时间取决于毒物的排出情况，当生产过程中有毒物质的逸散是连续性的、微量的，采样就需要持续较长的时间。如要测定在加料、出料瞬间所逸散的有毒物质浓度，就需要在此极短时间内完成采样，测其瞬间浓度。

常用的空气采样方法

采集空气样品的方法，依有毒物质在空气中存在的形态、浓度和分析方法的灵敏度而不同。常用的采样方法为浓缩法，有时采用集气法。

浓缩法：由于空气中有毒物质的浓度一般都较低，为了使所采集样品中的毒物能达到分析所需的浓度，常使一定体积的空气通过盛有吸收液、吸附剂或装有滤纸、滤膜的采集器，将空气中的有毒物质吸收于吸附剂中;或吸收于吸附剂的表面;或阻留于滤纸、滤膜上，以达到浓缩的目的。此法测得的结果，是采样期间空气中有毒物质的平均浓度。浓缩法采样所用的仪器，一般由吸附剂的采集器、吸收液、采样动力装置和气体流量计组成：①吸收液和吸附剂的采集器：应根据有毒物质的性质和存在于空气中的形态不同选择吸收液和吸附剂的采集器。根据不同的采集器的结构，吸附剂对毒物吸收、残留的效果大小，吸附能力来确定采气速度。总要求是尽可能完全吸收毒物，达到吸附和阻留完全。②采气动力：使空气通过采样器，需要有抽气动力。在使用抽气动力时，必须选择抽气力量符合所用采样器的要求。常用的采气动力装置有双抽气瓶、手抽气筒、电动抽气机及压缩空气吸引器等。③空气流量计：用电抽气机和压缩空气吸引器采样时，需用流量计来计量采样体积。常用的流量计种类有湿式流量计、孔口流量计、转子流量计和皂膜流量计等叫。

集气法：本法是将被检空气充满容器中，再带回实验室分析。当分析方法灵敏度较高，或空气中有毒物质浓度较高，少量空气（一般<1000mL）中被测物质的浓度已足够直接分析时采用此法。用集气法采样测得的结果，为有毒物质的瞬间浓度。采集空气用的容器有各种玻璃集气瓶。每只集气瓶的容量，应预先加以校正，也可用100mL注射器作集气瓶。对某些不与橡皮或塑料起作用的气体，如CO、CO2等，可用球胆或塑料袋作集氣容器，用大注射器或压气球（如血压计用的压气球）将被检空气注入。

空气中有毒物质浓度表示方法与换算

我国《工业企业设计卫生标准》规定的最高允许浓度，是以标准状态下1m'空气中含有毒物质的毫克数表示，即mg/m。对于气体或蒸气状态的物质，有时也可用ppm表示。ppm是指100万体积空气中有毒气体或蒸气的体积数。

采样体积的计算：由于采样是在不同气象条件下进行的，而气体的体积随压力和温度不同而变化，因此，采样时应记录采样地点的温度与气压，按下述公式将采样体积换算为标准状态下体积：式中Vo为标准状态下的空气体积（L）;V.为采样时采集空气的体积（L）;P为采样时的大气压力（mmHg）;t为采样点的温度（C）。

不同浓度表示方法的换算ppm与mg/m3之间的互换公式：

式中M为被测物质的分子量。ppm本身的数值不受气温、气压的影响。ppm的1/1000为ppb，ppb的1/1000为ppt。英美文献中所列浓度，其空气体积是以气温25C及气压760mmHg为标准。因此，英美文献中所指1mg/m2浓度，相当于我国标准的1.09mg/m'。

最大采气量的意义与计算

在进行卫生调查工作中，当空气中有毒物质测定结果低于最高容许浓度时，必须注意到，往往可由于采气量不足造成假阴性的结果。此时有必要进一步了解采集空气的量是否已达到最大采气量的数值。最大采气量是根据被测物质的最高容许浓度和分析方法的灵敏度来决定的。被测物质与分析方法和最大采气量的关系举例，其计算公式：

式中S为分析方法的灵敏度标准色列管最低检出量（vg）;T为被测物质的最高容许浓度（mg/m）;a为吸收液总量（mL）;b为分析时吸收液的用量（mL）。被测物质与分析方法和最大采气量的关系举例，见表1。

当采集的空气量已达到最大采气量，且空气中有毒物质的浓度等于最高容许浓度时，就测得阳性结果。如果采气量已达到最大采气量，而操作技术上又无差错，分析结果为阴性时，则可肯定空气中有毒物质的浓度是低于最高容许浓度的。一般没有必要采集比最大采气量还要多的气体。除非要求算出低于最高容许浓度的具体数值时，才需超越最大采气量。在实际工作中，如已知某采样点空气中有毒物质浓度较高时，则不受最大采样量的限制，可相应减少采样量，使分析时能得出阳性结果即可。一方面可节省采样时间，同时还可避免样品在分析时多次稀释，影响测定结果的准确性。

分析方法的选择，取决于方法的灵敏度、精密度和准确度。分析方法的灵敏度，是表示该方法在一定体积溶液中能测出毒物的最低量。以比色法为例，即比色管溶液中能显出与空白液有显著区别的最低毒物量。精密度是指同一方法相同濃度每次重复测定结果之间的偏差。精密度高，表示方法的重现性好。准确度是指测定结果与检样中毒物真实含量的差别。灵敏度高的方法不一定准确，准确度高的方法也不一定灵敏;因此，当测定要求必须有准确的数据时，就必须考虑选择准确度高的分析方法。

采样前对整套采样装置连接是否正确进行详细检查，特别注意吸收管和孔口流量计进出口位置的装接顺序。整套装置应不漏气。采集剧毒物质时，必要时应戴防毒面具以保安全。采样时应采集平行样品，平行样品测定结果的偏差不应>20%，否则应重新采样，平行管进气口相距应为5～10cm。要详细做好采样记录，例如：①编号：每一样品都须编号。②采样时间：年、月、日、时间。③采样点：名称、采样位置与毒物发生处相隔距离和上下风向等。应事先在实验室准备好吸收液，不应在采样地点向吸收管中加注，以防污染。如吸收液易挥发，应于采样时将吸收管在冷水或冰水中浸放，且在分析前应将吸收液补充至原有体积。吸收管的中心管内壁往往在采样后有大量被测物质黏附，特别是烟、雾、蒸气等类物质，应设法将其转溶于吸收液中，否则会造成测定结果偏低。可用橡皮球（洗耳球）对准吸收管的出气口轻轻按，使吸收液从中心管上升至管口（注意勿使吸收液溢出），然后放松橡皮球，使吸收液自然降落，重复2～3次，被采集的毒物即可完全溶于吸收液中。应及时进行分析，避免因放置过久引起变化。

参考文献

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[2]李建鹏，师恩洁，崔耀华，等.电子皂膜流量计使用中问题及建议[J].工业计量，2017（6）;91-93.