工作场所采样技术
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工作场所空气中有害物质监测的采样规范GBZ159-2004
工作场所空气中有害物质监测的采样规范GBZ159-2004C52GBZ中华人民共和国国家职业卫生标准GBZ 159－2004-------------------------------------------------------------------------------------------------工作场所空气中有害物质监测的采样规范Specifications of air samplingfor hazardous substances monitoring in the workplace发布实施中华人民共和国卫生部发布GBZ 159-2004前言为贯彻执行《中华人民共和国职业病防治法》，与《工业企业设计卫生标准》（GBZ 1—2002）和《工作3场所有害因素职业接触限值》（GBZ 2—2002）相配套，特制定本标准。
本标准将《车间空气中有毒物质监测采样规范》（WS 1－1996）和《作业场所空气中金属样品采集方法》（WS/T 16－1996）修改合并为一个规范；涵盖了有毒物质和粉尘监测的采样方法，适用于时间加权平均容许浓度、短时间接触容许浓度和最高容许浓度的监测。
本标准的附录A、B是资料性附录。
本标准从2004年12月1日起实施，同时代替WS1－1996和WS/T16－1996。
本标准首次发布于1996年，本次是第一次修订。
本标准由全国职业卫生标准委员会提出。
本标准由中华人民共和国卫生部批准。
本标准起草单位：中国疾病预防控制中心职业卫生与中毒控制所、湖北省疾病预防控制中心。
本标准主要起草人：徐伯洪、闫慧4芳和梁禄。
5GBZ 159－2004工作场所空气中有害物质监测的采样规范1 范围本标准规定了工作场所空气中有害物质（有毒物质和粉尘）监测的采样方法和技术要求。
本标准适用于工作场所空气中有害物质（有毒物质和粉尘）的空气样品采集。
2 规范性引用文件下列文件中的条款，通过本标准的引用而成为本标准的条款。
工作场所空气有害物质采样技术-12
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气态和蒸气态化合物的采集：
注射器（100mL） 注射器的使用 气密性检查：将注射器垂直架起， 芯子应能自由下落；当吸人空气 至满刻度并封闭进气口后，朝下 垂直放置24h，芯子自由下落不 得超过原体积的20％。
缺点：易碎、体积小 GBZ/T160系列方法中约有16种化合物 可采用这种方式
采样的操作：反复抽吸待测气体 多次后再充满密封保存
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气态和蒸气态化合物的采集：
铝箔采气袋
铝箔采气袋的使用
气密性检查：当采气袋充满空气后， 浸没在水中，不应冒气泡。 采样：与双连球联用
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双连球与采气袋联用
将双连球与采气袋进气口气密连接，旋 开采气袋开关，反复挤压双连球，即可 将周围环境气体充满采气袋。充满后先 旋紧开关，再取下双连球。 GBZ/T160系列方法中有磷化氢采用这 种方式。 因其采气量灵活，不易损坏，将来可能 取代注射器作为主要的直接采样容器。
生产工艺过程中 产生的有害因素
为主要来源，与生产工艺水品及设备水品紧密相关
物理因素
化学因素
生物因素
异常气象条件：高温、低温、高 湿；高气压、低气压；噪声、振 动；非电离辐射如紫外线、红外 线、激光、射频辐射；X射线等。
生产性无机毒物，如铅、汞等 生产性有机毒物，如苯系物、醇 生产性粉尘，如矽尘、煤尘
空气样品采集规范
应用及实践
GBZ 159-2004《工作 场所空气中有害物质监 测的采样规范》
粉尘（滤膜） 碳氧化物（直接采样） 硫化氢（吸收管串联）
氮氧化物（吸收管并联）
苯（吸附管）
真实性、代表性；采样点及数目的确定原则 MAC、STEL、TWA对应的采样方法 粉尘、COX、硫化氢、NOX 、苯
工作场所空气中采样技术规范
采 样（Sampled） ：指从大量同类实物中 抽取一部分做样品。
采样点（Sampled site）指根据监测需要和 工作场所状况，选定具有代表性的、用于空气 样品采集的工作地点。
一、空气样品采集的重要性
1、空气样品采集是检测工作的源头，是首要 且十分重要的一步，它决定检测结果的真实性、 准确性和可靠性，为采取相应的防护措施提供 依据的正确性。
二、空气样品的采集技术
缺点：①吸收管易坏，携带不便②不适用 于个体采样和长时间采样，需要空气采样 泵。
注意事项：①合理选用吸收管和吸收液② 流量正确③采样时间准确④采样时间要短 ⑤吸收管和采样器连接正确⑥密闭，防破 碎⑦清洗吸收管。
二、空气样品的采集技术
液体吸收法的采集 吸收管与空气采样器的进气口和出气口的连接要正
空气采样器(Air sampler)指以一定的流量采集空 气样品的仪器，通常由抽气动力和流量调节装置 等组成。
无泵型采样器(Passive sampler)指利用有毒物质 分子扩散、渗透作用为原理设计制作的、不需要 抽气动力的空气采样器。
二、空气样品的采集技术
个体采样(Personal sampling)指将空气收集器 佩带在采样对象的前胸上部，其进气口尽量接 近呼吸带所进行的采样。
和液态两种粒子的凝集性气溶胶也称为烟， 粒径在1 μ m以下。 尘：含固态分散性气溶胶，尘的粒径范围 较大，从1μ m到10μ m。
物质形态 存在状态
采样方法
┌—直接采样法---注射器和采气袋
│
┌—液体吸收法 ┌ 活性炭
│
├—固体吸附剂法- ┼ 硅胶
气体 ---- → 气态 ----- ├—有泵型采样法┼—浸渍滤料法 ├高分子微球
采样点（Sampled site）指根据监测需要和 工作场所状况，选定具有代表性的、用于空气 样品采集的工作地点。
一、空气样品采集的重要性
1、空气样品采集是检测工作的源头，是首要 且十分重要的一步，它决定检测结果的真实性、 准确性和可靠性，为采取相应的防护措施提供 依据的正确性。
二、空气样品的采集技术
缺点：①吸收管易坏，携带不便②不适用 于个体采样和长时间采样，需要空气采样 泵。
注意事项：①合理选用吸收管和吸收液② 流量正确③采样时间准确④采样时间要短 ⑤吸收管和采样器连接正确⑥密闭，防破 碎⑦清洗吸收管。
二、空气样品的采集技术
液体吸收法的采集 吸收管与空气采样器的进气口和出气口的连接要正
空气采样器(Air sampler)指以一定的流量采集空 气样品的仪器，通常由抽气动力和流量调节装置 等组成。
无泵型采样器(Passive sampler)指利用有毒物质 分子扩散、渗透作用为原理设计制作的、不需要 抽气动力的空气采样器。
二、空气样品的采集技术
个体采样(Personal sampling)指将空气收集器 佩带在采样对象的前胸上部，其进气口尽量接 近呼吸带所进行的采样。
和液态两种粒子的凝集性气溶胶也称为烟， 粒径在1 μ m以下。 尘：含固态分散性气溶胶，尘的粒径范围 较大，从1μ m到10μ m。
物质形态 存在状态
采样方法
┌—直接采样法---注射器和采气袋
│
┌—液体吸收法 ┌ 活性炭
│
├—固体吸附剂法- ┼ 硅胶
气体 ---- → 气态 ----- ├—有泵型采样法┼—浸渍滤料法 ├高分子微球
7、工作场所空气中采样技术规范解析
一、空气样品采集的重要性
2、空气样品的采集过程受较多因素的影响， 尤其是环境因素和人为因素的影响很大，采样 现场情况复杂，控制起来比较困难，注重样品 采集的每一个环节是非常必要的。 3、空气样品的采集容易使结果产生很大的误 差，甚至错误，导致检测工作的失败，造成自 身人、财、物浪费的同时，也给被检测单位/ 劳动者带来了损失，甚至使客户对自身的检测 能力产生了怀疑。
二、空气样品的采集技术
气溶胶可分成 雾：含液态的分散性气溶胶和凝集性气溶 胶。雾的粒径通常较大，在 10μ m以上。 烟：含固态凝集性气溶胶，同时含有固态 和液态两种粒子的凝集性气溶胶也称为烟， 粒径在1 μ m以下。 尘：含固态分散性气溶胶，尘的粒径范围 较大，从1μ m到10μ m。
常用有害因素 二氧化硫 甲醛 氨 氮氧化物 硫化氢 汞 磷化氢 臭氧 氯化氢 氯气 TDI MDI 二甲基甲酰胺 吸收液名称 二氧化硫吸收液 甲醛吸收液 氨吸收液 氮氧化物吸收液 硫化氢吸收液 汞吸收液 磷化氢吸收液 臭氧吸收液 氯化氢吸收液 氯气吸收液 TDI 吸收液 MDI吸收液 二甲基甲酰胺吸收液 吸收液种类 甲醛 - 邻苯二甲酸氢钾 - 水 （实验室的甲醛液） 水 0.005 mol/L硫酸溶液 冰乙酸-水-对氨基苯磺酸二盐酸-1-萘乙二胺 亚砷酸钠－碳酸铵的水溶 液 酸性高锰酸钾溶液 硫酸高锰酸钾溶液 水 氢氧化钠 酸性甲基橙 盐酸+冰醋酸 盐酸+冰醋酸 水
二、空气样品的采集技术
缺点：①吸收管易坏，携带不便②不适用 于个体采样和长时间采样，需要空气采样 泵。
注意事项：①合理选用吸收管和吸收液② 流量正确③采样时间准确④采样时间要短 ⑤吸收管和采样器连接正确⑥密闭，防破 碎⑦清洗吸收管。
工作场所空气中有害物质采样技术
二、空气样品的代表性
代表性主要体现在两个方面 一是要满足卫生标准的要求。必须选择在有害 物质浓度最高的工作地点及有害物质浓度最高 的工作时段进行采样检测，测得的有害物质浓 度用于职业卫生状况的评价，这样才符合卫生 标准的要求； 二是要满足检测的目的。必须选择能够反映工 作场所劳动者接触空气中有害物质真实浓度的 采样点。
气体、蒸气和气溶胶
（一）气体和蒸气
气态：常温下是气体的有害物质如氯气、一氧
化碳等，通常以气态存在于空气中。
蒸气态：常温下是液体的有害物质如苯、丙酮
等，以不同的挥发性呈蒸气态存在于空气中。常
温下是固体的有害物质如酚、三氧化二砷等，也 有一定的挥发性，特别在温度高的工作场所，也 可以蒸气状态存在。
一、工作场所空气样品的特征
影响空气中有害物质状况的因素多
气象因素对空气样品的影响比较显著。气温、 气压和湿度等气象因素不仅影响空气样品的体 积，而且影响有害物质在空气中的存在状态和 扩散速度。此外风向、风速等气象因素，工作 现场的环境条件、生产状况和人员行为等因素 也均可以对作业场所空气中有害因素的浓度或 强度产生影响。
（一）气体和蒸气
气体和蒸气的特点
都以分子状态存在（汞除外）。
能迅速扩散，其扩散情况与它们的密度和扩散系 数有关。 密度小者（如甲烷等）向上飘浮，密度大者（如 汞蒸气）就向下沉降；
扩散系数大的，能迅速分散于空气中，基本上不 受重力的影响，能随气流以相等速度流动。
（二）气溶胶
定义：以液体或固体为分散相，分散在气体
三、空气样品的真实性
真实性，即采样检测结果反映的是工作场所空
工作场所空气中有害物质定点采样方法
1.戊烷、己烷和庚烷的热解吸－气相色谱法：现场采样按照GBZ 159执行。
短时间采样：在采样点，打开活性碳管两端，以200ml/min 流量采集15min空气样品。
长时间采样：在采样点，打开活性碳管两端，以50ml/min 流量采集2～8h 空气样品。
个体采样：打开活性碳管两端，佩戴在采样对象的前胸上部，尽量接近呼吸带，以50ml/min 流量采集2～8h 空气样品。
采样后，立即封闭活性碳管两端，置清洁的容器内运输和保存。
样品在室温下可保存8d，置冰箱内可保存更长时间。
2.辛烷溶剂解析－气相色谱法：现场采样按照GBZ 159执行。
短时间采样：在采样点，打开活性碳管两端，以300ml/min 流量采集15min 空气样品。
长时间采样：在采样点，打开活性碳管两端，以50ml/min 流量采集2～8h 空气样品。
个体采样：打开活性碳管两端，佩戴在采样对象的前胸上部，尽量接近呼吸带，以50ml/min 流量采集2～8h 空气样品。
采样后，立即封闭活性碳管两端，置清洁的容器内运输和保存。
样品在室温下可保存10d，置冰箱内可保存更长时间。
3.溶剂汽油和非甲烷总烃的热解吸－气相色谱法：现场采样按照GBZ 159执行。
短时间采样：在采样点，打开活性炭管两端，以100ml/min 流量采集15min 空气样品。
长时间采样：在采样点，打开活性炭管两端，以50ml/min 流量采集2～8h 空气样品。
个体采样：在采样点，打开活性炭管，佩戴在监测对象的前胸上部，进气口向上，尽量接近呼吸带以50ml /min 流量采集2～8h 空气样品。
采样后，封闭活性炭管两端，置清洁的容器内运输和保存。
在室温下样品至少可保存7d，低温下可延长保存时间。
4.石蜡烟的溶剂提取称量法：现场采样按照GBZ 159执行。
短时间采样：在采样点，将装好玻璃纤维滤纸的采样夹，以25L/min 流量采集15min 空气样品。
长时间采样：在采样点，将装好玻璃纤维滤纸的小型塑料采样夹，以2L /min 流量采集2～8h 空气样品。
工作场所空气有害物质采样技术12
气泡吸收管图示
P2ag1e 21
气泡吸收管与采样泵的连接
将气泡吸收管的内管通过附加软胶管与 采样泵气密连接，中间可加一安全瓶防 止流量过大时，吸收液吸入采样泵造成 损坏。
气流的方向：内管进，外管出 GBZ/T160系列方法中约有16种化合
物可采用这种方式。
P2ag2e 22
气态和蒸气态化合物的采集：
有害物质：主要指化学物质，也称 有毒物质（如GBZ/T160系列标准）
工作场所职业病危害因素来源
生产工艺过程中 产生的有害因素
为主要来源，与生产工艺水品及设备水品紧密相关
物理因素
化学因素
生物因素
异常气象条件：高温、低温、高 湿；高气压、低气压；噪声、振 动；非电离辐射如紫外线、红外 线、激光、射频辐射；X射线等。
合物采用这种方式。
P2ag4e 24
冲击式吸收管图示
气态和蒸气态化合物的采集：
吸收管的串联
方法：前一个吸收管的出气端与后一个吸 收管的进气端用软胶管连接后，后一个吸 收管的出气端再与采样泵用软胶管连接
氨，GBZ/T 160.29-2004《工作场所空 气有毒物质测定 无机含氮化合物-纳氏试 剂分光光度孔径和厚度应均匀； 当管内装5mL水，以0.5L/min的流量抽 气时，产生的气泡应均匀，不应有特大的 气泡；气泡上升高度为40～50mm，阻 力为4～5kPa。
气密性检查：同气泡吸收管。 气流方向：小管进，大球出 使用：与采气泵的连接与气泡吸收管相同。 GBZ/T160系列方法中约有34种化合物
可采用这种方式。
多孔玻板吸收管图示
P2ag3e 23
气态和蒸气态化合物的采集：
冲击式吸收管
性能要求：内管和外管的接口应是标准磨 口；内管应垂直于外管管底，出气口的内 径为1.0mm±0.1mm，管尖距外管底 5.0mm±0.1mm；固定小突应牢固。
职业卫生工作场所采样技术
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气溶胶对人体的危害程度与其粒径有关，粒径 大的颗粒既不能在空气中长期悬浮，也不易于被吸 人呼吸道。一般认为，5～15 µm的颗粒易被阻留在 上呼吸道，而无法进入体内，对人体危害较小；粒 径小于5µm 的颗粒则容易进入支气管和肺泡，被机 体吸收，危害较大。
由于气溶胶颗粒会受重力作用下沉，特别是密 度大、粒径大的颗粒，下沉速度会更快。因此，在 采样时，需要一定的采样流量，才能克服重力的影 响，有效地将气溶胶颗粒采入收集器内。
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(2)烟
烟属于固态凝集性气溶胶，同时含有固态和液态 两种粒子的凝聚性气溶胶也称为烟。如铅烟、铜烟 等。烟的粒径通常比雾小，在1µm以下。
(3)粉尘
能够较长时间悬浮于空气中的固体微粒。粉尘 属于固态分散性气溶胶，如铅尘等。尘的粒径范围 较大，从1µm到数十µm。
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标准采样体积：气温20℃，大气压101.3 kPa
当空气温度低于5℃和高于35℃、大气压低于98.8 kPa和高于103.4 kPa，在计算空气中有毒物质浓度 之前，必先将采集的空气体积换算为“标准采样体 积”。
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换算公式如下：
P0V0 PtVt
T0
Tt
V0
Vt
293 273 t
1.气态和蒸气态
气态：常温下是气体的有害物质如氯气、一氧化 碳等，通常以气态存在于空气中。
蒸气态：常温下是液体的有害物质如苯、丙酮等，
以不同的挥发性呈蒸气态存在于空气中。常温下是
固体的有害物质如酚、三氧化二砷等，也有一定的
挥发性，特别在温度高的工作场所，也可以蒸气状
态存在。
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气溶胶对人体的危害程度与其粒径有关，粒径 大的颗粒既不能在空气中长期悬浮，也不易于被吸 人呼吸道。一般认为，5～15 µm的颗粒易被阻留在 上呼吸道，而无法进入体内，对人体危害较小；粒 径小于5µm 的颗粒则容易进入支气管和肺泡，被机 体吸收，危害较大。
由于气溶胶颗粒会受重力作用下沉，特别是密 度大、粒径大的颗粒，下沉速度会更快。因此，在 采样时，需要一定的采样流量，才能克服重力的影 响，有效地将气溶胶颗粒采入收集器内。
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2.气溶胶
以液体或固体为分散相，分散在气体介质中的 溶胶物质，称为气溶胶。
按气溶胶形成方式和方法的不同，可分成固态 分散性气溶胶、固态凝集性气溶胶、液态分散性气 溶胶和液态凝集性气溶胶四种类型。
按气溶胶存在的形式可分成雾、烟和粉尘。 (1)雾
分散在空气中的液体微滴，多由蒸气冷凝或液 体喷散形成（液态分散性气溶胶或液态凝集性气溶 胶）。雾的粒径通常较大，在10µm上下。
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几种典型的呼吸性粉尘分离曲线
1—美国原子能委员会（AEC）曲线； 2—美国工业卫生学家协会
（ACGIH）曲线；3—英国医学委员会（BMRC）曲线；4—肺泡沉积
曲线。
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BMRC委员会不同空气动力学直径尘粒的沉积效率
捕集 率/%
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30
40
50
60
70
80
90 100
标准采样体积：气温20℃，大气压101.3 kPa
当空气温度低于5℃和高于35℃、大气压低于
98.8 kPa和高于103.4 kPa，在计算空气中有毒物质
浓度之前，必先将采集的空气体积换算为“标准采
样体积”。
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换算公式如下：
P0V0 PtVt
T0
Tt
V0
Vt
293 273
t
ห้องสมุดไป่ตู้p 101.3
检测结果的准确性： ➢ 测定数据的准确可靠； ➢ 所采样品的代表性和真实性。
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代表性
一是要满足卫生标准的要求。按照卫生标准的 要求，必须选择在有害物质浓度最高的工作地点及 有害物质浓度最高的工作时段进行采样检测，测得 的有害物质浓度用于职业卫生状况的评价，这样才 符合卫生标准的要求；二是要满足检测的目的。
2013年职业卫生技术服务机构专业技术人员培训
工作场所采样技术
讲师：孟超
首都经济贸易大学
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目录
一、空气样品采集的重要性 二、工作场所空气样品的特征 三、有害物质在空气中的存在状态 四、空气样品的采集方法 五、空气样品采集技术的重点内容
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一、空气样品采集的重要性
工作场所空气中化学物质检测包括空气样品的 采集和实验室检测两部分，其中空气样品的采集既 是首要的也是十分重要的，它决定了检测结果的真 实性、准确性和可靠性。
解：根据公式(1)
V0
Vt
293 273 t
p 101.3
1.08 60 293 105.0 273 37 101.3
470(L)
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三、有害物质在空气中的存在状态
各种有害物质由于其理化性质不同，同时受职 业现场环境及职业活动条件的影响，在工作场所空 气中存在气体、蒸气和气溶胶三种状态。
真实性
即采样检测结果反映的是工作场所空气中待测
物的“真实浓度”。“真实浓度”是指在正常工作 和生产条件下，在正常的气象条件和生产环境下， 存在于工作场所空气中待测物的浓度，是劳动者在 正常工作和生产状况下经常接触的浓度，而不是在 特殊情况下的待测物浓度。
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二、工作场所空气样品的特征
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(2)烟
烟属于固态凝集性气溶胶，同时含有固态和液 态两种粒子的凝聚性气溶胶也称为烟。如铅烟、铜 烟等。烟的粒径通常比雾小，在1µm以下。
(3)粉尘
能够较长时间悬浮于空气中的固体微粒。粉尘 属于固态分散性气溶胶，如铅尘等。尘的粒径范围 较大，从1µm到数十µm。
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粒径 2.2 3.2 3.9 4.5 5 5.5 5.9 6.3 6.9 7.1
/μm
英国医学研究委员会规定的呼吸性粉尘标准的尘粒最大 空气动力学直径为7.07μm，5μm粉尘沉积效率为50%。
将呼吸性粉尘分离曲线作为采样标准曲线，BMRC曲线的理 论模型是以粉尘的肺部沉积的主要机理为分离基础，并确定这 是导致尘肺病发生的主要原因。1967年召开的国际卫生组织会 议通过了BMRC曲线。目前，世界各国采用BMRC标准曲线的较多， 我国选取这一曲线也是与国际接轨。
1.有害物质种类多
据统计，现有化学物质约1000万种。我国职业 卫生限值标准中的化学物质有339种，粉尘47种。
在职业活动中使用或产生的原料、辅料、中间 产物、成品和副产品等，不论是固体、液体和气体， 都可能逸散到空气中来。
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2.空气中有害物质浓度变化大
我国制定的《工作场所有害因素职业接触限值》 标准中，70%以上的物质的接触限值≤10 mg/m3，最 低为0.0005 mg/m3，最高可达18 000 mg/m3。
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3.影响空气中有害物质状况的因素多
气象因素对空气样品的影响比较显著。气温、 气压和湿度等气象因素不仅影响空气样品的体积， 而且影响有害物质在空气中的存在状态和扩散速度。 此外风向、风速等气象因素，工作现场的环境条件、 生产状况和人员行为等因素也均可以对作业场所空 气中有害因素的浓度或强度产生影响。
（1）
式中
V0——标准采样体积，L； Vt——温度为t℃、大气压为p时的采样体积，L； t——采样点的气温，℃；
p——采样点的大气压，kPa。
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例题：
某工作场所空气检测采样，温度37.0℃，气 压105.0 kPa，采样流量1.00 L/min，采样时间8h。 问标准采样体积是多少？
1.气态和蒸气态
气态：常温下是气体的有害物质如氯气、一氧 化碳等，通常以气态存在于空气中。
蒸气态：常温下是液体的有害物质如苯、丙酮
等，以不同的挥发性呈蒸气态存在于空气中。常温
下是固体的有害物质如酚、三氧化二砷等，也有一
定的挥发性，特别在温度高的工作场所，也可以蒸
气状态存在。
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空气中的气态和蒸气态有害物质除汞以原子状 态存在外，都是以分子状态存在。空气中的原子和 分子能迅速扩散，其扩散情况与它们的密度和扩散 系数有关，密度小者（如甲烷等）向上飘浮，密度 大者（如汞蒸气）就向下沉降；扩散系数大的，能 迅速分散于空气中，基本上不受重力的影响，能随 气流以相等速度流动。