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1、,第7章 ：室内空气污染物测量,资料整理:KLC高效送风口|KLC净化工程 http:/,,第7章 室内空气污染物测量,,第7章 室内空气污染物测量,室内空气质量测量是以室内空气质量标准为依据，测量的对象是某一特定的房间或场所内的环境空气，目的是了解和掌握室内的环境空气污染状况(种类、水平、变化规律)，对室内空气质量是否超过标准和是否有损人体健康进行评价。,样品正确采集是测量结果可靠性的重要保证。如果采样方法不正确或不规范，即使操作者再细心，实验室分析再精确，实验室的质量保证和质量控制再严格，也不会得出准确的测定结果。按被测污染物在空气中存在的状态，空气样品的采集可分为气体污染物采样、颗粒物采
2、样和综合采样。,,7.1 室内空气污染物采样及色谱分析,7.1.1 气体污染物采样,气体污染物样品采集的方法有2种：直接采样法和富集采样法,1.直接采样法,当空气中被测组分浓度较高，或所用的分析方法灵敏度很高时，可选用直接采取少量气体样品的采样法。用该方法测得的结果是瞬时或者短时间内的平均浓度，而且可以比较快地得到分析结果。,直接采样法常用的容器有：,注射器采样 塑料袋采样 采气管采样 真空瓶采样,,7.1 室内空气污染物采样及色谱分析,7.1.1 气体污染物采样 2.富集采样法,富集采样也称有动力采样，是用一个抽气泵，将空气样品通过吸收瓶或填充柱中的吸收介质，使空气样品中的待测污染物浓缩在吸
3、收介质中。,富集采样法可分为,溶液吸收法 固体阻留法 低温冷凝法,,7.1 室内空气污染物采样及色谱分析,7.1.1 气体污染物采样,1）溶液吸收法,它是用吸收液采集空气中的气态污染物的方法，也常用于空气中蒸汽及某 些气溶胶的采集。常用的吸收管有气泡吸收管、冲击式吸收管、多孔筛板 吸收瓶，玻璃筛板吸收瓶，如图7-4所示。,气泡吸收管 冲击式吸收管 多孔筛板吸收管 玻璃筛板吸收瓶 图7-4 气体吸收管（瓶）,,7.1 室内空气污染物采样及色谱分析,7.1.1 气体污染物采样,2）固体阻留法,固体阻留法又称填充柱采样法。填充柱采样管用一根长610cm、内径 25cm的玻璃管或塑料管，内装颗粒状填充
4、剂制成，如图7-5所示。填 充剂可以用吸附剂或在颗粒状的单体上涂以某种化学试剂。,图 7-5 填充柱采样管,根据阻留作用的原理，填充剂可分为吸附型、分配型和反应型三种类型。,,7.1 室内空气污染物采样及色谱分析,7.1.1 气体污染物采样,吸附型填充剂,吸附型填充剂是颗粒状固体吸附剂，如活性炭、硅胶、分子筛、高分子多 孔微球等。它们都是多孔物质，比表面积大，对气体和蒸气有较强的吸附 能力。有两种表面吸附作用，一种是由于分子间引力引起的物理吸附，吸 附力较弱；另一种是由于剩余价键力引起的化学吸附，吸附力较强。,分配型填充柱,这种填充柱的填充剂是表面涂有高沸点有机溶剂（如异十三烷）的惰性多 孔颗
5、粒物(如硅藻土)，类似于气液色谱柱中的固定相，只是有机溶剂的用 量比色谱固定相大。,,7.1 室内空气污染物采样及色谱分析,7.1.1 气体污染物采样,反应型填充柱,这种填充柱的填充物是由惰性多孔颗粒物(如石英砂、玻璃微球)或纤维 状物(如滤纸、玻璃棉)表面涂渍能与被测组分发生化学反应的试剂制成。 也可以用能和被测组分发生化学反应的纯金属丝毛或细粒做填充剂。气 样通过填充柱时，被测组分在填充剂表面因发生化学反应而被阻留。,3）低温冷凝浓缩法,当空气中某些沸点比较低的气态物 质，在常温下用固体吸附剂很难完 全被阻留，用制冷剂将其冷凝下来， 浓缩效果较好。常用的制冷剂有 冰-盐水、干冰-乙醇等（见
6、图7-6）。,图7-6 低温冷凝采样,,7.1 室内空气污染物采样及色谱分析,7.1.2 颗粒物（气溶胶）采样,1. 自然沉降法,自然沉降法主要用于采集颗粒物粒径大于30m的尘粒,2. 滤料法,滤料法根据粒子切割器和采样流速 等的不同，分别用于采集空气中不 同粒径的颗粒物，该方法是将过滤 材料如滤膜放在采样夹上，用抽气 装置抽气，则空气中的颗粒物被阻 留在过滤材料上，称量过滤材料上 富集的颗粒物质量，根据采样体积 ，即可计算出空气中颗粒物的浓度。,1-底座, 2-紧固圈, 3-密封圈, 4-接座圈, 5-支撑网, 6-滤网, 7-抽气接口图 7-7 颗粒物采样夹,,7.1 室内空气污染物采样及
7、色谱分析,7.1.3 综合采样,空气污染物常常不是单一存在，而是多种污染物同时存在。所谓综合采样法就是针对这种情况提出来的。例如，在滤膜采样器后接液体吸收管，可同时采集气体和颗粒污染物。这种方法的主要缺陷是采样流量受限制，而颗粒物需要在一定的速度下，才能被采集下来。浸渍试剂滤料法，是将某种化学试剂浸渍在滤纸或滤膜上。这种滤纸适宜采集气态与气溶胶共存的污染物。采样中，气态污染物与滤纸上的试剂迅速反应，从而被固定在滤纸上。所以，它具有物理(吸附和过滤)和化学两种作用，能同时将气态和气溶胶污染物采集下来。,,7.1 室内空气污染物采样及色谱分析,7.1.4 采样体积计算及污染物浓度表示方法,1.采样
8、体积的计算,1）直接采样：用注射器、塑料袋和固定容器直接取样时，当压力达到平衡并稳定后，这些采样器具的容积即为空气采样体积。,式中 V0标准状况下采样体积，L或m3;Vt采样体积，L或m3;T0标准状况下的热力学温度273K;T采样时的热力学温度(273+t)，Kt采样时的温度，;p0标准状况下的大气压力101.325kPap采样时的大气压力，kPa,2）富集采样：采样时，要记录温度和大气压力，换算成标况下采样体积。,3）被动采样：以采样器的采样速率K乘以采样时间，计算空气采样体积。,,7.1 室内空气污染物采样及色谱分析,7.1.4 采样体积计算及污染物浓度表示方法 2.气态污染物浓度的表示
9、方法 单位体积空气样品中所含有污染物的量，就称为该污染物在空气中的浓度。空气污染的浓度表示方法主要有两种 1）质量浓度：以单位体积空气中所含污染物的质量数来表示。常用的有mg/m3和g/m3。 2）体积浓度：以单位体积空气中所含污染物气体或蒸气的体积数。常用的有ppm(10-6)和ppb(10-9)。换算关系：1ppm=110-6，1ppb110-9。,由ppm换算成mg/m3 :,式中 M污染物的相对分子质量；,c污染物的质量浓度，mg/m3；E污染物的体积浓度，ppm；22.4标况下气体的摩尔体积，m3/mol。,,7.1 室内空气污染物采样及色谱分析,7.1.4 采样体积计算及污染物浓度
10、表示方法,3.颗粒物浓度的表示方法,颗粒物浓度是描述气溶胶特性的一个重要物理量。表示颗粒物浓度 的方法主要有计数浓度和质量浓度。,1）计数浓度：以单位体积空气中所悬浮的粒子数目来表示，如“个/cm3”和“个/m3”,2）质量浓度：以单位体积空气中所含颗粒物的质量来表示。常用单位为mg/m3和g/m3,,7.1 室内空气污染物采样及色谱分析,7.1.5 采样方案设计,1.采样点布置,为了获得具有代表性的结果，在设计采样时要考虑以下三个因素：,1）采样点数量与分布 ：根据检测对象的面积大小和现场情况来决定。一般根据房间平面的面积和形状，可以按照50m2 以下设13个采 样点，50100m2设35个
11、采样点，100m2以上至少设5 个采样点的方法来布点。除特殊目的外，采样点分布要均匀。 2）采样点高度： 考虑到污染物对人体的影响，采样点高度一般设在人的呼吸带，即距离地面0.51.5mm。 3）采样具有代表性 ： 采样点应该避开不能代表空间总体的特殊点，如空调的进风口、门窗缝隙等处，采样点距离墙壁应有0.5m的距离。,,7.1 室内空气污染物采样及色谱分析,7.1.5 采样方案设计,2.采样时间与采样频率,采样时间是指每次采样从开始到结束所经历的时间，也称采样时段。采样频率指的是在一定时间范围内的采样次数。这两个参数要根据监测目的、污染物分布特征及人力物力等因素决定。采样持续时间不能少于10
12、15min。同一个采样点采样持续时间不同，测出的浓度差别很大，这是由于空气中污染物浓度在时间上并不稳定所致。由于采样容量的限制，一个采样器一次采样时间多数不能超过0.5h，采样持续时间可以用多个采样器连续或断续采样累积计算时间。,3.采样方式,1）筛选法采样：采样前关闭门窗12h，采样时关闭门窗，至少采样45min。2）累积法采样：当采用筛选法采样达不到室内空气质量标准中室内空气监测 技术导则规定的要求时，必须采用累积法 (按日平均法、8h平 均法)的要求采样。,,7.1 室内空气污染物采样及色谱分析,7.1.5 采样方案设计,4.采样记录,采样记录是要对现场情况、各种污染物以及采样表格中采样
13、日期、时间、地点、数量、布点方式、大气压力、气温、相对温度、风速以及采样者签字等做出详细记录，随样品一同报到实验室。,5.采样效率及其评价,采样效率是指在规定的采样条件下(如采样流量、气体浓度、采样时间等) 所采集到的量占总量的百分数。,采样效率评价方法一般与污染物在空气中的存在状态有关，不同的存在状 态有不同的评价方法。,,7.1 室内空气污染物采样及色谱分析,7.1.5 采样方案设计,1）采集气态和蒸气态的污染物效率的评价方法,绝对比较法：用采样效率K来表示,式中Cs精确配制的标准气体浓度,C1采样法采集的气体浓度,用这种方法评价采样效率比较理想，但必须配制标准气体，实际应用时受到限制。,
14、相对比较法：用23个采样管串联起来采集该气体后，分别分析各管的含 量，计算第1管含量占各管总量的百分数，即为采样效率K,式中，c1、c2、c3分别为第1管、第2管、第3管的分析测得浓度。,,7.1 室内空气污染物采样及色谱分析,7.1.5 采样方案设计,2）采集气溶胶效率的评价方法,采集气溶胶常用滤料采样法。采集气溶胶的效率有两种表示方法：,颗粒采样效率 即所采集到的气溶胶颗粒数目占总颗粒数目的百分数,质量采样效率 即所采集到的气溶胶质量数占总质量的百分数,由于微米级以下的极小颗粒在颗粒数上总是占绝大部分，而按质量计算 却只占很小部分，即一个大颗粒的质量可以相当于成千上万小的颗粒。所以 质量采
15、样效率总是大于颗粒采样效率。由于10m以下的颗粒对人体健康影 响较大，所以颗粒采样效率有着卫生学上的意义。,,7.1 室内空气污染物采样及色谱分析,7.1.6 气相色谱法,1.分析原理,气相色谱法所分析的对象是气体和可挥发的物质。气相色谱法实际上是一种物理分离的方法，基于不同物质物化性质的差异，在两相固定相(色谱柱)和流动相(载气)构成的两相体系中具有不同的分配系数(或吸附性能)，当两相作相对运动时，这些物质随流动相一起迁移，并在两相间进行反复多次的分配(吸附脱附或溶解析出)，使得那些分配系数只有微小差别的物质，在迁移速度上产生了很大的差别，经过一段时间后，各组分之间达到了彼此的分离。被分离的物质顺序地通过检测装置，给出每个物质的信息，一般是一个对称或不对称的色谱峰。通过出峰的时间和峰面积的大小，对被分离的物质进行定性和定量分析。,
