现场采样技术 叶怀庄 yehz@ 0571-88208327, 13705813144 现场采样检测的重要性 公共卫生人员一项基本技能 通过正确采样和分析，以及必要的快速检测，可为现场卫生质量监测和评价、查明突发公共卫生事件或疾病暴发流行的原因等提供重要的参考依据 现场采样基本原则 ① 注意生物安全 ②样品具有代表性或针对性 ③注意采样时间和种类 ④防止样品污染 ⑤做好采样记录 一、空气样品采集 涉及范围： 大气环境、工作场所、室内环境、公共场所等 存在形态： 气体、蒸气、气溶胶（微滴、固体小颗粒等） 样品代表性 依据待测物状态、理化性质、浓度及检测目的和方法灵敏度选择采样方法、时间、频率和采样量 必要的空白对照 采样方式 直接采样法（ direct sampling method） 浓缩采样法 (concentrated sampling method) （一）直接采样法 direct sampling method 又称 “ 集气法 ” ，将空气样品直接采集在合适的空气收集器（ air collector）内，再带回实验室分析 适用范围： 气体或蒸汽状态 被测组分浓度较高（瞬间或短时间浓度 ） 所用的分析方法灵敏度高 不宜使用动力采样的现场 采样容器： 注射器、采样袋、真空瓶、采样管 （ 1）注射器采样法 玻璃注射器（ 50~100ml） 死体积小、气密性好、洁净、干燥 气密性能检查：抽取空气至满刻度，带帽封闭、垂直放置过夜，残气量 ≥80% 现场采样 抽气清洗 2~3次，再采集现场空气，立即封闭 内芯朝下垂直放置（保持正压状态） 采样后尽快测定（ 24小时内） 不适用于易吸附、对玻璃有腐蚀作用的样品 （ 2）充气采样法 采样袋（ 50~1000ml） 聚四氟乙烯袋（ Teflon） 铝箔复合塑料袋 聚乙烯袋、聚氯乙烯袋、聚酯树脂袋 气密性：注入空气，水下观察气泡 现场采样 用现场空气充、放 3~5次 →采样 密封进气口，袋内略呈正压 采样后应尽快分析 聚氯乙烯袋（ 10~15hr） 铝膜衬里聚酯袋（ 100hr ） （ 3）真空采样法 采样容器： 耐压玻璃瓶或不锈钢瓶（ 500~1000ml） 采样方法： 采样前抽真空（＜ 1.33kPa），关闭活塞 带至采样点，慢慢打开活塞，使现场空气充满采样瓶，关闭活塞 注意事项： 在抽真空时，应将采气瓶放于厚布袋中，以防炸裂伤人 为防止漏气，活塞应涂渍耐真空油脂 （ 4）置换采样法 采样容器 两端带有活塞的采样管 现场采样 打开采样管两端活塞 一端接采样动力，抽取比采样管容积大 8~10倍的现场空气，使管内空气完全被置换 最后关闭两端活塞 （二）浓缩采样法 concentrated sampling method 浓缩采样法 是使大量的空气样品通过空气收集器，将其中的待测物质吸收、吸附或阻留，使低浓度的待测物质富集而被采集在收集器内 采样仪器 收集器、采气动力、气体流量计 分类（收集器）： 固体吸附剂阻留法、液体吸收法 滤料采样法、冷阱收集法 （ 1）固体吸附剂阻留法 又称 填充柱法 它利用空气通过装有固体填充剂的小柱时，空气中有害物质被吸附或阻留在固体填充剂上，从而达到浓缩的目的，采样后再通过热解吸或洗脱方式分离待测物供测定 适用范围：气态、蒸气态、气溶胶物质 固体填充剂 硅胶 、 活性炭 、素陶瓷、氧化铝、高分子多空微球等 比表面积大、多孔物质 →物理、化学吸附 固体填充柱采样管 将颗粒状固体吸附剂填充在一根适当内径（ 3-5mm）和长度（ 6-10cm）的玻璃管内 采样速度 为 0.1-0.5L/min，采气阻力因吸附剂颗粒大小不同而变化，一般低流量采样时吸附效率较高 穿透容量与穿透体积 以一定流量采样时，当柱后流出的被采集组分浓度为进入浓度的 5%时，固体填充剂所采集被测物的量，以 mg/g计； 此时通过填充柱的空气总体积称为穿透体积或最大采样体积，以 L计 穿透容量和最大采样体积的影响因素 填充剂的性质和用量 采样流速 被采集组分浓度 填充柱直径和长度 采样现场温度、湿度、 CO2含量等 填充柱法优点 可适用于长时间采样（时间加权平均浓度） 采样效率较高 样品存放：几天 ~数周 采样管携带方便 填充柱的洗脱效率 洗脱方式： 热解吸：热解吸器，载气吹出，和离线 溶剂洗脱：溶剂洗脱（ CS2、水及其它） 洗脱效率 : %10 0MmE式中， E-洗脱效率； m-洗脱下来的被测物的量； M-滤料上被测物总量 常用于空气采集的高分子多孔微球 商 品 名 化 学 组 成 平均孔径（ nm） 表面积（ m2/g） Amberlite XAD-2 二乙烯基苯 -苯乙烯共聚物 9 300 Amberlite XAD-4 二乙烯基苯 -苯乙烯共聚物 5 750~800 Chromosorb 102 二乙烯基苯 -苯乙烯共聚物 8.5 300~400 Porapak Q 甲苯乙烯基苯 -二乙烯基苯共聚物 7.5 840 Porapak R 二乙烯基苯 -苯乙烯极性单体共聚物 7.6 547~780 Tenax GC 聚 2,6-二苯基对苯醚 72 18.6 （ 2）液体吸收法 采样原理 ： 空气样品通过吸收液，气泡中的待测组分迅速扩散进入吸收液内，由于溶解作用或化学反应，很快被吸收液吸收，达到浓缩采样的目的 常用吸收液 水、水溶液、有机溶剂 酸性污染物 →碱性吸收液 碱性污染物 →酸性吸收液 有机蒸气 →有机溶剂 +水 常用的吸收管 大型气泡吸收管 小型气泡吸收管 多孔玻板吸收管 冲击式吸收管 气泡吸收管 大型： 5～ 10 ml吸收液， 0.5～ 2 L/min 小型： 2 ml 吸收液， 0.1~1 L/min 采集气体和蒸气，可串联使用 多孔玻板吸收管 5～ 10 ml 吸收液， 0.1～ 1 L/min 微孔阻挡分散 →采样效率 ↑ 采集气体和蒸气，雾状和颗粒较小烟状污染物（大烟尘易堵塞） 冲击式吸收管 5～ 10 ml 吸收液， ≤3 L/min 采集烟、尘等气溶胶 （ 3）滤料采样法 采集原理 ： 空气样品 →抽气泵 →采样夹（装有滤料） →阻留悬浮颗粒物 →根据采集污染物质量和采样体积 →计算污染物浓度 适用范围 ： 挥发性低、难以被液体吸收的气溶胶（如烟和尘） 常用滤料 ： 定量滤纸、玻璃纤维滤纸、微孔滤膜、聚氯乙烯滤膜 … 采样夹 常见滤料比较 No. 滤 料 特 性 适用对象 1 定量滤纸 （中慢速，定量） 植物纤维素，灰分低，不易破损，耐热（ 150℃ ），阻力大，吸湿性大 金属尘粒 2 玻璃纤维滤纸 耐高温（ 500℃ ），吸湿小，阻力小 低浓度有机污染物 （大流量法） 3 聚氯乙烯滤膜 （测尘滤膜） 静电强、吸湿小、阻力小、耐酸碱、孔径小、机械强度好、重量轻及金属空白值低，可溶于乙酸乙酯或乙酸丁酯 粉尘浓度和分散度 4 微孔滤膜 硝酸纤维素或乙酸纤维素 采样效率高，灰分低，金属空白值低 气溶胶（ 金属元素 ） 5 聚氨酯泡沫塑料 表面积大，阻力小，适宜于较大流量的采样 气溶胶和蒸气态共存 滤料选择与适用 选择原则： 根据目的和要求，选择采样滤料 足够高采样效率，较小采气阻力，重量轻，机械强度好，待测组分空白值低，被采污染物易定量洗脱或提取 使用注意 使用前，应在灯光下检查滤料有无针孔、致密均匀程度、皱褶等（影响过滤效率） 采集后，对折再对折 （ 4）冷阱收集法 又称为 冷冻浓缩法 适用于采集低沸点气态物质（不易阻留） 采样时，用冷冻剂降低样品收集器的温度，在低温下收集低沸点物质 常用冷冻剂： 冰 -盐水（ -10℃ ）、干冰 -乙醇（ -72℃ ）、液氮 -乙醇（ -117℃ ）、液氮（ -196℃ ）等 或半导体制冷装置 采样管进气端除去水分及 CO2 低温冷凝浓缩采样时，由于空气中水分及 CO2等也能被冷凝而被吸附，降低了固体填充剂的吸附能力和吸附容量 热解吸时，水分及 CO2等也会同时气化，增大了气化体积，造成浓缩效率降低，甚至可能影响测定 采样时应在采样管的进气端连接干燥管（如高氯酸镁、烧碱石棉、氢氧化钾、氯化钙等），以除去水分及 CO2 应该注意，所选用的干燥剂不应造成空气中待测污染物的损失 转子流量计 皂膜流量计 二、水样采集与保存 地表水 江河水、湖泊水和水库水 生活饮用水 水源水 水源地原水（汲水处） 出厂水 出厂后进入输送管道以前处 末梢水 用户水龙头 二次供水 水箱（蓄水池）进水、出水以及末梢水 分散式供水 视情况而定（农村供水） 城市污水和工业废水 变化大，采样布点前 →调查研究 地下水 水井，或泉水的涌水点采样 生活饮用水标准检验方法 GB/T 5750.2-2006 水样的采集与保存 推荐性标准 规定了生活饮用水及其水源水样的采集、样品保存和采样质量控制的基本原则、措施和要求 规范性引用文件 GB 5749 生活饮用水卫生标准 GB/T 12998 水质 采样技术指导 GB/T 12999 水质采样 样品的保存和管理技术规定 GB 17051 二次供水设施卫生规范 水样的采集 采样计划 采样容器：可用硼硅玻璃瓶或聚乙烯塑料瓶或桶，必须能用塞或盖紧紧密封 采样容器的洗涤 采样瓶的洗涤 新的采样瓶，应经硝酸浸泡。
测铬的水样瓶不能用铬酸清洁液洗涤，应以合成洗涤剂洗后用硝酸浸泡用铬酸清洁液浸泡后必须用自来水冲洗7~10次，再用纯水淋洗 8~10次 盛过高浓度组分的容器不易洗净，最好不用 用于微生物检验水样容器：容器及瓶塞、瓶盖应能经受灭菌温度 简单采样器 1、绳子 2、带有软绳的橡胶塞 3、采样瓶 4、铅锤 5、铁框； 6、挂钩 急流采样器 1、带重锤的铁框 2、长玻璃管 3、采样瓶 4、橡胶塞 5、短玻璃管 6、钢管 7、橡胶管 8、夹子 采样量 单项分析： 500~1000ml 一般理化分析： 2~3L，项目多 5~10L 浓度很小需预浓缩时，采样量应增加 细菌、藻类：统计学角度 →最小采样体积 工业废水：适当增加水样量 三、食品样品的采集 液体、半流体食品 大桶（罐）装： 植物油、鲜乳、酒或其他饮料，先行充分混匀 →采样管采样 小包装： 按批号取样： 250g以上 ≮ 3件， 250g以下 6件 混匀后用采样管分取至采样量 。