气体污染物采样器是什么？

    据实际测试表明，室内空气污染物的浓度，在一般情况下都是很低的(t上g／m3～m9／m3级)，但国家环境和卫生标准所规定的最高容许浓度比较严。随着科学技术的进步，虽然目前的测试技术有很大进展，出现了许多高灵敏度的自动测定仪器，但对于很多室内空气中的污染物来说，直接取样仍远远不能满足分析的要求，需要用空气采样器．将大量空气样品进行浓缩，使污染物浓度满足分析方法最低检测限的要求。气体污染物的空气采样器主要可分为：有动力空气采样器和被动式空气采样器。
    (一)有动力空气采样器
    1．采样器基本结构
    有动力采样器是用一个抽气泵，将空气样品通过收集器中的吸收介质，使气体污染物浓缩在吸收介质中，从而达到浓缩采样的目的。图6—4是有动力采样器的结构示意，它主要由收集器、流量计或体积测量和抽气泵三个主要部件构成。
    收集器也称为浓缩器。根据所用吸收介质不同可分为两类。吸收介质为液体时，用气体吸收管作收集器，称为溶液吸收采样方法；吸收介质为颗粒状或多孔固体吸附剂时，用填充柱作收集器，称为填充柱采样方法。在实际使用时，可根据污染物的性能和其在空气中存在状态以及所用的分析方法进行选择。
    有动力采样器中的流量计种类很多，用于空气采样的流量计，常见的有孔口流量计、转子流量计、湿式流量计、皂膜流量计、质量流量计等。
    有动力采样器中的抽气泵，是指具备一进一出的抽气嘴、排气嘴各一个，并且在进口处能够持续形成真空或负压；在排气嘴处形成微正’．压；这种抽气泵工作介质主要为气体的一种仪器，常称为微型抽气泵或微型真空泵。
    2．溶液吸收采样法
   溶液吸收采样法是指在气体采样管内装有吸收液，后面接有抽气泵，以一定流量通过吸收管抽人空气样品。空气在通过吸收液时，被测组分的分子被吸收在溶液中。采样结束后，分析吸收液中被测物的含量，计算空气中污染物浓度，这种方法称为液体吸收法，是空气中气体污染物最常用的检测方法。
    常用的气体吸收管有：气泡吸收管、多孔玻璃板吸收管、多孔玻璃柱吸收管、多孔玻璃板吸收瓶、冲击式吸收管等。溶液吸收采样法常用的吸收液有：水、水溶液和有机溶液等，在选择吸收液时应注意以下方面：①吸收液应对被采集的物质溶解度大，化学反应速度快；②污染物质在吸收液中要有足够的稳定时间；③选择吸收液还要考虑下一步化学反应，应与以后的分析步骤紧密衔接起来。
    3．填充柱采样法
   填充柱采样法是指利用空气样品以0.1～0.5L／mi n流速被抽通过填充柱时，空气中被测组分因吸附、溶解或化学反应等作用，而被阻留在填充剂上，从而达到浓缩的目的，采样后再通过解吸或洗脱供测定用。固体填充剂是具有较大比表面积的多孔物质，对空气中多种气态或蒸气态污染物有较强的吸附能力，这种吸附作用通常包括物理吸附和化学吸附。颗粒状的填充吸附剂可用于气体、蒸气和气溶胶的采样，应根据采样和分析的需要，选择合适的固体吸附剂。
    填充柱采样管为内径3~5mm、长60～100mm的玻璃管，或直径5mm、长l78mm内壁抛光的不锈钢管，内有颗粒状或纤维状固体填充剂构成。如果填充柱后流出气中发现被测组分浓度等于进气浓度的5％时，通过采样管的总体积称为填充柱的安全采样体积。影响填充柱的安全采样体积的因素主要有：填充剂性质、流量、温度、气体浓度、水、二氧化碳等。
    填充柱采样法关键的环节在于选择填充剂，应根据气相色谱法中选择色谱柱的原则进行。对于沸点较低的污染物，可用气一固吸附剂类的填充剂；对于一些高沸点的污染物，可用气一液色谱柱的填充剂；对于一些能进行气一固反应的污染物，可选用固体化学试剂作为填充剂。如果将填充柱采样管放在低温冷阱中采样，浓缩效果会更好。
    4．填充柱采样法的优点
    填充柱采样法与溶液吸收采样法相比，主要具有以下优点。
    (1)填充柱采样法可以进行长时间的采样，适用于大气污染组分的日平均浓度的测定。
    (2)克服了溶液吸收采样法在采样过程中，出现待测物的蒸发、挥发等损失和采样时间短等缺点。
    (3)采用适当的固体填充剂，对气体、蒸气和气溶胶均有较高的采样效率，而溶液吸收采样法对烟、尘等气溶胶的采集效率不高。
    (4)填充柱采样法在现场采样时，固体填充剂采样管携带非常方便。采集在固体填充剂上的待测污染物比溶液中稳定，可以存放几天甚至数周。
    (二)被动式采样器
    被动式采样器是基于分子扩散原理或渗透原理，采集溶媒中气态或蒸汽态污染物的一种采样仪器，与主动式采样器相比，其主要特点在于不需要任何电源和抽气动力，因此又称为无泵采样器，这种采样器具有体积小，质量轻，操作简便，易维护，安全可靠的特点，可以用作动态观察，作为个体接触量评价的检测，也可以放在待测地点。连续采样。作为环境质量的检测评价，充分体现了采样过程简单化，快速化的发展趋势。
    1．被动式采样器的分类方法
    被动式采样器的种类繁多，具体说来有3种分类方法。
    (1)按照分子进入吸收层途径的不同分类  可以分为扩散型被动式采样器和渗透型被动式采样器两类，这是一种最常见的分类方法。
    (2)按照被动式采样器形状的不同分类  可以分为管式被动式采样器和徽章式被动式采样器两类。
    (3)按照采样的样品种类不同进行分类  可以分为气体被动式采样器、液体被动式采样器、固体被动式采
样器三类，这三类采样器分别适用于采集气体、液体和固体中的污染物。
    2．被动式采样器的工作原理
    空气中气体污染物通过扩散或渗透作用，穿过挡风层进人扩散腔，传质到吸收层而被采集。扩散型采样器
的挡风层除让气体分子可以自由通过外，主要是阻挡较大风速，而避免扩散腔中涡轮的形成，以保证在扩散腔
中的气体扩散处于一种静态分子扩散状态，这时气体污染物在扩散腔中的传质过程可用费克扩散定律来描述。
    扩散型被动式采样器和渗透型被动式采样器的基本原理是根据费克扩散定律，物质分子在空气中沿着浓度
梯度而运动，即由高浓度向低浓度扩散，其质量传递速度与物质的浓度梯度、分子扩散系数及扩散层的截面积成正比，与扩散层的长度成反比。
    3．被动式采样器的性能评价
    被动式采样器的主要性能评价指标包括采样速率、热环境参数、干扰物、响应时间、最大采样时间、最小采样时间、空白值、样品有效寿命、精密度和准确度等。