[物理]2 空气样品的采集.ppt

第二章 空气样品的采集 重点：作业环境中空气样品的采集方法、原理及误差分析。 难点：误差分析 本章主要内容 概述 集气采样法 富集采样 采样仪器 最小采气体积 采样效率 个体采样 采样误差 采样方案设计的原则 2.1 概述 一、气体浓度的表示方法 1、质量、体积混合表示方法 mg/m3 2、体积表示法 % /ppm、ppb、ppt 3、不同浓度表示方法的换算 4、标准状态与测试状态的体积转换 二、气样的采集方法 1、集气法 2、富集法 2.2 集气采样法 一、适用条件 当现场有害物质浓度较高或者所用的分析方法灵敏度很高，不需要将空气中的有害物质进行浓缩，直接采取少量空气样品就可供分析使用时，可采用集气法采样。 瞬间或短时间内的有害物质浓度。 二、采样方式 1、置换法 取双口的采气瓶或采气管，一端接上抽气动力，迅速抽取比采样体积大10~15倍的空气，使瓶中原有空气完全置换出来，先关闭瓶子与采气动力的活塞，然后关闭进空气的活塞。此时采样瓶中的容积即为实际采样体积。测定结果计算时应将此体识换算成标准状况下的体积。 2、真空法 采样前用真空泵将采气瓶中的空气抽出，使瓶中绝对压力在5～10mmHg。关闭活塞，带至采样地点。采样时将活塞慢慢打开，被测空气吸入瓶内，关好活塞带回实验室。 3、充气法 塑料袋或球胆采气时用充气法。即用大注射器、手抽气简或压气球(如血压计用的压气球)将被测空气注入塑料袋或球胆中。采样前应用现场空气清洗塑料袋或球胆3~4次。 三、注意事项 1、容器壁的吸附作用 2、有害物质与采样器器壁是否发生化学反应 3、渗透作用带来的误差 4、采样容器是否漏气 ２.３ 富集采样法 主要内容 各种富集采样的原理、方法、注意事项、适用条件及采样仪器 重点 各种富集采样的原理、方法 难点 采样仪器的介绍 一、富集采样的含义及分类 适用条件 当被测物质毒性较大，而现场浓度较低时通常采用富集采样。 1、含义 通过各种收集器，从大量空气样品中，将有害物质吸收、吸附或阻留下来，使原来在空气中浓度很低的物质得到浓缩。 富集采样测定结果实际上是采样时间内有害物质的平均浓度。 2、分类 二、溶液吸收法 1．原理 当空气通过吸收液时，其中的有害物质的分子在气泡和液体的界面上由于溶解作用或化学反应很快地进入吸收液中，与此同时气泡中的气体分子因本身运动速度极大，又迅速地扩散到气-液界面上，从而很快地完成了吸收过程。 溶解作用时遵循 式中，W——吸收速度； A——气-液接触面积； K——总的传质系数； ——吸收达到平衡时液相中有害气体浓度； ——吸收到溶液中的有害气体浓度。 当伴有化学反应时，扩散到气-液界面的气体分子立即与溶液反应，变成反应产物扩散到溶液中，因此吸收速度只受膜内气相扩散所支配，吸收速度 式中 ——有害气体分子在膜内的扩散系数； ——膜内有害气体的分压力。 由于伴有化学反应的吸收速度比只有物理吸收的效果好得多，因此除溶解度非常大的气体外，一般均选用伴有化学反应的吸收液。 2、选择吸收液时遵循的原则 吸收液对被采集的有害物质溶解度要大，化学反应速度快并能进行到底，以保证具有高的吸收效率。 有害物质被吸收到吸收液中后要有足够的稳定时间，应在其稳定时间内进行测定。 选择吸收液要考虑到下一步测定反应，应与后面的分析步骤紧密联系。如有机磷农药用甲醇吸收效果很好，但是用酶化学测定时，甲醇影响酶的活力，此时若将甲醇浓度降至5％，既可达到完全吸收有机磷农药，而又不影响后面的测定。 选择有机溶剂作吸收液时，尽量选择沸点较高、挥发性小的有机溶剂，以减少采样过程中吸收液的损失。采样后吸收液有明显损失时，必须添加该有机溶剂至原有量，再取出分析。 三、颗粒吸附法 1、吸附作用机理/原理 一种是物理吸附——靠分子间的作用力，这种吸附比较弱，容易在物理作用的影响下，使吸附的物质分子脱附； 另一种是化学吸附，是靠化学亲和力(原子价力)的作用，吸附较强，不易在物理作用下脱附。 脱附——解吸 2、要求 理想的颗粒吸附剂应具有良好的机械强度、稳定的理化性质、较强的吸附能力和容易解吸等性能。 解吸 1）热解吸法 是将颗粒状采样管装在解吸炉上加热至一定温度，并通入化学惰性气体将有害物质吹到一定容积的容器中待分析或直接通入分析仪器中测定有害物质含量。 由于被吸附物质的沸点不同，所以解吸温度不同。例如氯乙烯在100～150℃时，可以从活性炭上定量解吸；苯在200℃以上才能从活性炭上定量解吸。 2）溶剂解吸