Transcript 第六节 最小采气量和采样效率

第六节 最小采气
量和采样效率
一、最小采气量
最小采气量（minimum sampling volume）
是指当空气中待测有害物质的浓度为其最
高容许浓度值时，保证所采用的分析方法
能够检出所需采集的最小空气体积。
 它与国家卫生标准中规定的待测有害物质
的最高容许浓度值、分析方法的灵敏度以
及分析时所用的样品量有关。

当空气中有害物质的浓度低于国家卫生标
准的最高容许浓度时，采气量对分析结果
有很大的影响。如采气量足够大，就可以
测出阳性结果；反之，就不能检出。
 对于不能检出的结果有两种可能，一种可
能是空气中被测有害物质的浓度很低，不
能检出；另外一种可能是由于采集空气样
品量太少，没有达到分析方法灵敏度所要
求的采集量。为了避免后一种情形的出现，
在空气理化检验采样时提出了最小采气量
的要求。

空气样品的最小采气量的计算如下：
Vmin

sa

2
T b
式中，Vmin为最小采气量，L； s为分析方法
的测定下限，g；T为被测物质在空气中的
最高容许浓度，mg/m3；a为样品溶液的总
体积，ml；b为分析时所取样品溶液的量，
ml。
 例如，用酚试剂分光光度法测定大气
中的甲醛浓度，方法的检出限为0.05
μg/5ml。用10 ml含酚试剂的水溶液作
吸收液，测定时取5 ml样液分析。大
气中甲醛的最高容许浓度（一次）为
0.05 mg/m3。根据上式可计算得出最
小采气量为4 L。
 在实际工作中，如果采样现场空气中
被测有害物质的浓度较高时，可相应
减少采气量，这样不仅可以减少采样
时间，还可以避免样品溶液在分析时
多次稀释带来的误差。如果采样现场
空气中有害物质的浓度很低，但要求
测出其低于最高容许浓度的具体数值
时，则应采集的空气样品量大于按上
式计算的最小采气量。
二、采样效率及其评价方法
 采样效率（sampling
efficiency）是
指在某一采样方法规定的条件下（如
采样流量、被采集物质浓度、采样温
度和采样时间等）所采集到待测物的
量占其总量的百分数。
 采样效率受多种因素的影响，在选择
采样方法或建立新的采样方法时必须
确定其采样效率。
 在空气污染物分析中，采样方法的采
样效率应高于90%，如采样效率过低，
将对测定结果产生较大影响。
 由于空气中待测物的存在状态不同，
因而采样效率的评价方法也不一样。
（一）气体和蒸气态污染物采样效
率的评价方法
 采集空气中气体和蒸气状态污染物常
用溶液吸收法或固体吸附剂采样法，
可用以下方法来评价其采样效率。
1．绝对评价法

以标准气体为样品，用所选的采样方法采
集标准气体后，测定。根据测定浓度c和标
准气体的浓度c0计算采样效率，即
c
E s   100%
c0
这种评价方法虽然比较理想，但由于标准
气体的配制比较麻烦，花费也比较大，往往
在实际应用中受到限制。
2．相对评价法

将两个或三个收集器串联起来采样，分别
测定各收集器中待测物的质量，则第一个
收集器的采样效率为
m1
Es 
 100%
m1  m2  m3
式中，m1、m2、m3分别为第一、二、三
个收集器中待测物的质量
相对评价法

用这种方法评价采样效率，要求第二、三个
收集器中待测物的质量与第一个收集器相比
是极小的，这样三个收集器中待测物的质量
之和就接近待测物的总量。有时需要串联更
多的收集器采样，以保证各收集器中待测物
的质量之和更加接近待测物总量。
（二）气溶胶状态污染物采样效率
的评价方法
空气中气溶胶状态污染物主要采用滤料采样
法，其采样效率的表示方法有两种。
①是颗粒采样效率 以采集到的气溶胶颗粒数
占其总颗粒数的百分数表示；
②是质量采样效率 以采集到的气溶胶质量占
其总质量的百分数表示。
 这两种表示方法结果不一致，通常质量采样
效率大于颗粒采样效率。常用的表示方法是
质量采样效率，因其简便易行。

 滤料的采样效率一般采用相对评价方
法。可用一个已知采样效率很高的方
法与被评价滤纸或滤膜同时采样，通
过比较得出其采样效率。
 颗粒采样效率常用一个灵敏度很高的
颗粒计数器测量空气样品进入滤料前
和通过滤料后的颗粒数来计算。
三、影响采样效率的主要因素
1．采集器
采集器的选择对采样效率影响很大。
 以气态和蒸气态存在的有害物质，以分子状态
存在于空气中，若用滤纸或滤膜采集，则采样
效率很低；而用溶液吸收法或适当的试剂浸渍
滤纸（膜）采样则有较高的采样效率；
 以气溶胶形式存在的污染物，用固体吸附采集
法可获得很高的采样效率，而用气泡吸收管或
多孔玻板吸收管采样，则易发生堵塞致使采样
效率低。
2．吸收液或固体吸附剂
一般要求所选用的吸收剂对空气中的有害
物质的溶解度高、化学反应速度快，与之
能生成稳定的物质而防止其变质。固体吸
附剂应该阻留率大，并能使被吸附的待测
物定量解吸。
 选择合适的吸收液或固体吸附剂直接影响
采样效率。在选择采样效率高的吸收液或
固体吸附剂时，还应该考虑到采样后所生
成的化合物对测定方法是否有影响。

3．采样速度

不同的采集器应采用不同的采样速度，如用
气体吸收管采集空气中的气体污染物，采样
速度一般为0.1～2 L/min，若采样速度太快，
则待测空气污染物来不及被吸收液吸收或反
应就被抽走，导致采样效率下降。而用滤纸、
滤膜法采集气溶胶时则应采用较大的流速，
由于悬浮颗粒物本身的重力作用而向下沉降，
只有当采样流速能克服其重力的沉降时，颗
粒物才能进入采集器而被采集。
4．其它因素

采样时还必须考虑气象因素的影响，如气温、
湿度等。如在气温较高时，低沸点的气态或
蒸气态污染物，易发生挥发或蒸发等损失，
可通过降低采集器和吸收液的温度（冷阱法）
以提高采样效率。如果采样现场的温度过高
（＞55℃），则不能使用聚氯乙烯滤膜采集
该工作场所空气中的颗粒物，否则滤膜变形，
采样效率降低。
复习思考题
1．根据空气理化检验的目的，怎样正确选择
采样点？
2．什么是主导风向和烟污强度系数？
3．采样方法可分为哪几类？选择采样方法的
依据是什么？
4．同时采集以气态和气溶胶两种状态存在的
空气污染物可以采用哪些方法？
5. 通常使用的气态污染物收集器有哪些种类？
其适用范围如何？
6．什么是穿透容量和最大采气量？
7．用于空气采样的动力主要有哪些？
8．在采集空气样品时，为什么要用气体流量
计？常用的流量计有哪几种？
9．简述转子流量计测定气体流量的原理。
10．常用的专用采样器有哪些？
11．如何评价方法的采样效率？影响采样效
率的因素有哪些？
12．什么是最小采气量？其有何意义？