第二章 空气样品的采集 广东药学院.

二、工作场所采样点的选择
（一）工作场所空气污染情况调查

工作场所指劳动者进行职业活动的全部地 点。
为正确选择采样点、采样对象、采样方法和 采样时机等，必须在采样前对工作场所进 行现场调查，必要时可进行预采样。
现场调查主要包括：
①工作过程中使用的原料、辅料、生产的产 品、副产品和中间产物等的种类、数量、 纯度、杂质及其理化性质等。 ②了解工作流程包括原料投入方式、生产工 艺、加热温度和时间、生产方式和设备的 完好程度等。
表2-1 风向频率和烟污强度系数
指标 北 东 北 8 3 2.7 12 东 7 3 2.3 10 东 南 12 4 3.0 13 南 14 5 2.8 12 西 南 17 6 2.8 12 西 15 6 2.5 11 西 北 13 6 2.1 9
风向频率，％ 14 平均风速， m/s 3
烟污强度系数 4.7 烟污强度系数 21 百分比
为增强所采集样品的代表性，可以采取两种 方式：

一是增加采样频率，
即每隔一定时间采样测定一次，取多个试样 测定结果的平均值为代表值。这种方法适 用于人工采样测定的情况，是目前我国大 气污染常规监测和环境质量评价监测所采 用的方法。若采样频率安排合理、适当积 累足够多的数据，则具有较好的代表性。

本章内容

本章将根据检测目的不同，按大气、工作 场所和室内环境分别阐述空气样品采样点 的选择；根据待测物在空气中的存在状态， 按空气中气态、气溶胶和两种状态共存的 污染物分别介绍空气样品的采集方法和原 理以及最小采气量和采样效率等基本概念。
第一节 采样点的选择

采集空气样品的地点称为采样点（sampling site）。采样点的选择是否正确，直接关系 到所采集样品的代表性和真实性。根据空 气理化检验目的不同，选择的采样点也不 相同。本节将分别从大气、工作场所空气 和室内空气三方面阐述空气样品采样点的 选择。
（一）大气污染采样调查

大气污染是由固定污染源和流动污染源排放的污染物扩 散造成的，而污染物的扩散又直接与排放量、时间和空 间有关，受气象、季节、地形等因素的影响极大。

对所检测区域的污染源、主要污染物等情况进行全面调 查；了解采样地区的功能、人口分布及流行性疾病等资 料；掌握该地区所处的地理位置、气象条件（包括风向、 风速、气温、温度变化和温度的垂直分布）、和地形情 况。综合考虑上述因素的影响，正确选择空气样品的采 样点，使采集的样品具有代表性和真实性。
风向、风速和污染物排放高度的影响

由于风向、风速和污染物排放高度的不同， 大气污染物对其周围区域的空气污染程度 影响很大，因此选择采样点时应首先考虑 到这些因素的影响。
1．风向和风速的影响

风向通常被分为北、东北、东、东南、南、 西南、西和西北八个方位。在长期观测风 向的记录中，从某个方位吹来的风的重复 次数与各个方位吹来的风的总次数的百分 比，称为风向频率。根据风向频率绘制成 风向频率图（见图2-1）。
5．采样高度根据监测目的而定。研究大气污 染对人体健康的危害，采样点应在离地面 1.5～2 m处；连续采样例行监测，采样口高 度应距地面3~15 m；若置于屋顶采样，采 样点的相对高度在1.5 m以上， 以减小扬尘 的影响。各采样点应该容易接近、安全， 并能提供可靠的电源，设置条件要尽可能 一致或标准化，使获得的监测数据具有可 比性。
立体网点


为了掌握污染物的垂直分布情况，对于建 筑物沿山坡层层分布的城市，除了设置水 平采样点外，还需设置一些垂直采样点， 以形成圆柱形或方柱形立体网点。 综合布点 在实际工作中，应因地制宜， 往往采用以一种布点方法为主，兼用其他 方法的综合布点，使采样网点布设更完善 合理。
自动监测系统

目前，监测大气污染最有效的方法是建立 大气污染自动监测系统，即在一个城市、 一个区域或一个国家设置监测网，由监测 中心站控制和指挥一系列的监测站，各监 测站与中心站之间保持自动的信息联系。 在一个监测区域内，采样点设置数目应根 据监测范围大小、污染物的空间分布特征、 人口分布及密度、气象条件、地形及经济 条件等因素综合考虑确定。
1．采样点的选择原则


工作场所中采样点应该选择有代表性的工 作地点，应包括空气中有害物质浓度最高、 劳动者接触时间最长的工作地点。在不影 响劳动者工作的情况下，采样点尽可能靠 近劳动者，空气收集器应尽量接近劳动者 工作时的呼吸带（一般离地面1.5m左右）。 采样点应设在工作地点的下风向，远离排 气口和可能产生涡流的地点。
（三）采样布点方法
1. 扇形布点法 适用于孤立的高架点源， 而且主导风向明 显的地区。以污染源所在位置为顶点，常 年主风向的下风向的扇形区域不同距离设 置采样点，同时在无污染区选择对照点。 扇形的角度一般为45º ，但不能超过90。
2．同心圆布点法

适用于受单一污染源或多个污染源构成一 个污染群所影响的地区布设采样点。即以 污染群的中心或特定的污染源为中心，在 污染源四周不同方位的不同距离地点设置 采样点。一般在八个方位作射线，作半径 为100~5000 m的同心圆，根据污染源、风 向频率、有害物质排出高度和排放量以及 人力、物力等情况，在不同方位一定范围 内设采样点。常年主导风向的下风向可以 多设一些采样点。
一、大气样品采样点的选择
通常大气污染监测的目的主要是： ①通过对大气环境中主要污染物进行定期或 连续地监测，判断大气质量是否符合我国 的大气质量标准，并对大气环境质量状况 作出评价。 ②研究大气质量的变化规律和发展趋势，为 开展大气污染的预测预报工作提供依据。 ③研究大气环境污染与人体健康的关系，为 修订大气环境质量标准提供基础资料和依 据。
某方位的风向频率 烟污强度系数 该方位的平均风速
烟污强度系数的百分比

某个方位烟污强度系数的大小，通常采用 烟污强度系数的百分比来表示。
某方位的烟污强度系数 烟污强度系数百分比（ % ） 100 各方位烟污强度系数的总和
烟污强度系数百分比是判断污染程度的指标。 根据烟污强度系数百分比绘制烟污强度系数 图，可以直观地表示在污染源周围的区域受 风向和风速的综合影响。

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由表2-1和图2-1可见，烟污强度系数百分比 最大的风向是北风，最小的是西北风，因 此受污染最严重的区域在污染源的南方， 污染源的东南方受污染最轻。
通常从污染源排出的废气受主风向影响最 大，主风向的上风向较远处为无污染区， 常选作无污染的清洁对照采样点。

2．废气排出高度的影响



废气排出高度是指烟囱的有效排出高度，即烟囱本 身的高度与烟气排出后上升高度之和。 在其它条件相同时，废气有效排出高度越高，烟波 接触地面时的截面越大，排出口的风速越大，烟气 中有害物质越容易扩散和稀释，当烟气中的污染物 接触地面时，距离烟囱越远，其浓度越低。反之， 烟气中有害物质越不易扩散和稀释，地面受到的污 染越严重。 因此，废气经烟囱排放时，烟波被推进一定距离后 才能接触地面，烟囱附近地面处废气浓度反而较低。 当废气由家用炉灶无组织排放时，废气中有害物质 沿地面扩散，随距离的增加其浓度降低。
二是使用自动采样仪器进行连续自动采样，
其监测结果能很好地反映污染物浓度的变化， 得到任何一段时间（如l小时、1天、1个月、 1个季度或1年）的代表值或平均值。

根据我国居住区大气的卫生标准，通常是 检测空气中有害物质的一次最高容许浓度 和日平均最高容许浓度。因此，对城镇空 气污染状况调查时，应选择每天适当时间 （包括夜间）多次采样。这样既可测得空 气污染物的一次最高浓度，也可得到其日 平均浓度。
（二）采样点的选择


工作场所采样点是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。 2004年我国制定了工作场所空气中有害物质 监测的采样规范（GBZ 159－2004），包括 了工作场所空气中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。

第二章 空气样品的采集
样品的代表性和真实性

空气样品（Air sample）具有流动性和易变性， 空气中有害物质的存在状态、浓度及其分布 易受气象条件的影响而发生变化，因此要正 确地反映空气污染的程度、范围和动态变化 的情况，必须正确采集空气样品。 空气样品的采集原则是根据监测目的和检验 项目，采集具有代表性，能反映采样现场真 实情况的样品，以保证空气理化检验结果的 可靠性。
4．采样点的周围应开阔。应避免靠近污染源， 避免靠近高层建筑物，以免受高层建筑物 下旋流空气的影响，通常采样点与建筑物 的距离应大于建筑物高度的两倍。采样点 周围无局部污染源，还尽量避开表面有吸 附能力的物体（如建筑材料和树木），间 隔至少1 m。交通密集区的采样点应设在距 人行道边缘至少1.5 m。


为此，在对采样现场调查的基础上，应该选择好 采样点、采样时间和频率；根据待测物在空气中 的存在状态、理化性质、浓度和分析方法的灵敏 度选择合适的采样方法和采样量；正确使用采样 仪器，并建立相应的空气采样质量保证体系，在 采样过程中尽量避免采样误差，才能得到能反映 采样点真实情况，具有代表性的样品。在样品的 采集、运输、贮存、处理和分析等过程中应防止 空气样品中待测组分的理化性质改变，力求其稳 定，不变质，不受污染，并保证采集一定的样品 量，以满足分析方法的要求。
③了解工作地点即劳动者从事职业活动或进 行生产管理过程中经常或定时停留的地点， 劳动者的工作状况，人数、在工作地点停 留时间、工作方式、接触有害物质的程度、 频度及持续时间等。 ④工作地点空气中有害物质的产生和扩散规 律、存在状态、浓度等。 ⑤工作地点的卫生状况和环境条件、卫生防 护设施及其使用情况、个人防护设施及使 用状况等。

风向频率最大的风向称为主导风向，简称 主风向。若各方位的平均风速差异不大， 主风向的下风向受污染严重。 主导风向为西南风，主导风向的下风向 （东北）受污染严重，污染源的东北区域 是严重污染区。风向频率最小的东风的下 风向（西方）污染程度最小，是污染最轻 的区域。

烟污强度系数

如果各个方位的平均风速差异较大时，则 必须考虑风向和风速两个因素对污染源周 围区域的综合影响。可用烟污强度系数来 评价，受污染的程度与风向频率成正比， 与风速成反比。
3．网格布点法

是将监测区域的地面划分成若干均匀网状 方格，采样点设在两条直线的交点处或方 格中心。对于有多个污染源，且污染源分 布较均匀的地区常用此法布设采样点，它 能较好地反映污染物的空间分布。网格的 大小视污染程度、人口密度以及人力、物 力和财力条件而定。
4．功能分区布点法

将监测区域划分为工业区、商业区、居住 区、工业和居住混合区和商业繁华区、清 洁区等，再根据具体污染情况和人力、物 力条件，在各功能区设置一定数量的采样 点。清洁对照点一般设在无污染区或远郊 地区，一般在污染较集中的工业区和人口 较密集的居住区多设采样点。按功能区划 分布点法多用于区域性常规监测。
（四）采样时间和频率
采样时间 系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 系指在一定时间范围内的采样次数。

应根据监测目的和我国环境空气质量标准 （GB 3095-1996）所要求的监测项目、污 染物分布特征及人力、物力等因素决定。
短时间采样

一般短时间采样，空气样品缺乏代表性， 监测结果不能反映污染物浓度随时间的变 化，仅适用于突发污染事件、初步调查等 情况的应急监测。
（二）采样点选择的原则和要求
根据我国《环境监测技术规范》（大气和废气部分）采 样布点的原则和要求如下： 1．采样点应设在整个监测区域的高、中、低三种不同污 染物浓度的地方。 2．在污染源比较集中，主风向比较明显时，应将污染源 的下风向作为主要监测范围，布设较多的采样点，在 其上风向布设对照点。 3．工业较密集的城区和工矿区，人口密度及污染物超标 地区，要适当增设采样点；在郊区和农村，人口密度 小及污染物浓度低的地区，可酌情少设采样点。