空氣樣品的采集

張亞玲

關鍵詞 空氣;樣品;采集

隨著工農業生產和消費活動的迅速發展，空氣質量受到越來越嚴重的威脅。空氣質量問題已成為當今世界面臨的重大現實課題之一。在工農業生產中，不可避免地逸散出一些有害物質，污染空氣、衣物和皮膚等。盡管人們與這些有害物質的接觸時間短，對有些有害物質的吸人量很小，但已具有重要的衛生學意義。檢測目的在于了解和評價生產場所、工作環境的衛生條件，有害因素產生的原因。在不影響生活的前提下，提出改善勞動條件的措施、原則及衛生要求，控制或消除有害因素的產生，及時采取措施保障大眾健康。

空氣中有毒物質的形態有氣體、霧、煙及粉塵等，它們在空氣中的濃度及分布情況，受氣象條件、生產工藝等因素的影響而經常發生變化。因此，要正確反映生產場所空氣的污染程度和機體所受有毒物質的影響，除選擇合適的分析方法外，還必須掌握采樣的基本原則和操作技術，否則，用任何靈敏、精密、準確的分析方法所測得的結果，也不能反映真實情況。

空氣采樣的基本原則

選擇合適的采樣方法：了解生產環境和操作過程中所有的毒物品種及其在空氣中的存在形態和它的逸散情況（是連續性的或是間歇性的），以便確定合適的分析方法。

采樣點的選擇：應根據測定目的來確定。為了摸清工作環境污染程度，闡明人員接觸毒物的情況，采樣點應選擇在人員經常操作和活動的地點，選擇在呼吸帶相近位置，一般在離地面1.5m左右。如工作地點不固定，有時還需手持采樣器隨勞動者操作移動采樣。如此采得的樣品，才能反映人們所吸入空氣中有毒物質的濃度。為了解有毒物質的影響范圍，有時還需在有毒物質發生源的不同方向、不同距離，如噴灑農藥時的下風向及其左右范圍，人們的休息地點、鄰近場所或辦公室等地點進行采樣。為了對排毒通風裝置等衛生防護措施進行評價，除在操作點呼吸帶在使用和停止通風時分別進行采樣作對比外，有時還需在有毒物質的排出口、密閉裝置的內外及可能逸散有毒物質的間隙口附近選點采樣。

采樣時機和采樣持續時間：采集空氣樣品要能反映其在整個工作中所接觸有毒物質濃度的變化情況，必須選擇恰當的時機進行采樣。采樣的持續時間取決于毒物的排出情況，當生產過程中有毒物質的逸散是連續性的、微量的，采樣就需要持續較長的時間。如要測定在加料、出料瞬間所逸散的有毒物質濃度，就需要在此極短時間內完成采樣，測其瞬間濃度。

常用的空氣采樣方法

采集空氣樣品的方法，依有毒物質在空氣中存在的形態、濃度和分析方法的靈敏度而不同。常用的采樣方法為濃縮法，有時采用集氣法。

濃縮法：由于空氣中有毒物質的濃度一般都較低，為了使所采集樣品中的毒物能達到分析所需的濃度，常使一定體積的空氣通過盛有吸收液、吸附劑或裝有濾紙、濾膜的采集器，將空氣中的有毒物質吸收于吸附劑中;或吸收于吸附劑的表面;或阻留于濾紙、濾膜上，以達到濃縮的目的。此法測得的結果，是采樣期間空氣中有毒物質的平均濃度。濃縮法采樣所用的儀器，一般由吸附劑的采集器、吸收液、采樣動力裝置和氣體流量計組成：①吸收液和吸附劑的采集器：應根據有毒物質的性質和存在于空氣中的形態不同選擇吸收液和吸附劑的采集器。根據不同的采集器的結構，吸附劑對毒物吸收、殘留的效果大小，吸附能力來確定采氣速度。總要求是盡可能完全吸收毒物，達到吸附和阻留完全。②采氣動力：使空氣通過采樣器，需要有抽氣動力。在使用抽氣動力時，必須選擇抽氣力量符合所用采樣器的要求。常用的采氣動力裝置有雙抽氣瓶、手抽氣筒、電動抽氣機及壓縮空氣吸引器等。③空氣流量計：用電抽氣機和壓縮空氣吸引器采樣時，需用流量計來計量采樣體積。常用的流量計種類有濕式流量計、孔口流量計、轉子流量計和皂膜流量計等叫。

集氣法：本法是將被檢空氣充滿容器中，再帶回實驗室分析。當分析方法靈敏度較高，或空氣中有毒物質濃度較高，少量空氣（一般<1000mL）中被測物質的濃度已足夠直接分析時采用此法。用集氣法采樣測得的結果，為有毒物質的瞬間濃度。采集空氣用的容器有各種玻璃集氣瓶。每只集氣瓶的容量，應預先加以校正，也可用100mL注射器作集氣瓶。對某些不與橡皮或塑料起作用的氣體，如CO、CO2等，可用球膽或塑料袋作集氣容器，用大注射器或壓氣球（如血壓計用的壓氣球）將被檢空氣注入。

空氣中有毒物質濃度表示方法與換算

我國《工業企業設計衛生標準》規定的最高允許濃度，是以標準狀態下1m'空氣中含有毒物質的毫克數表示，即mg/m。對于氣體或蒸氣狀態的物質，有時也可用ppm表示。ppm是指100萬體積空氣中有毒氣體或蒸氣的體積數。

采樣體積的計算：由于采樣是在不同氣象條件下進行的，而氣體的體積隨壓力和溫度不同而變化，因此，采樣時應記錄采樣地點的溫度與氣壓，按下述公式將采樣體積換算為標準狀態下體積：式中Vo為標準狀態下的空氣體積（L）;V.為采樣時采集空氣的體積（L）;P為采樣時的大氣壓力（mmHg）;t為采樣點的溫度（C）。

不同濃度表示方法的換算ppm與mg/m3之間的互換公式：

式中M為被測物質的分子量。ppm本身的數值不受氣溫、氣壓的影響。ppm的1/1000為ppb，ppb的1/1000為ppt。英美文獻中所列濃度，其空氣體積是以氣溫25C及氣壓760mmHg為標準。因此，英美文獻中所指1mg/m2濃度，相當于我國標準的1.09mg/m'。

最大采氣量的意義與計算

在進行衛生調查工作中，當空氣中有毒物質測定結果低于最高容許濃度時，必須注意到，往往可由于采氣量不足造成假陰性的結果。此時有必要進一步了解采集空氣的量是否已達到最大采氣量的數值。最大采氣量是根據被測物質的最高容許濃度和分析方法的靈敏度來決定的。被測物質與分析方法和最大采氣量的關系舉例，其計算公式：

式中S為分析方法的靈敏度標準色列管最低檢出量（vg）;T為被測物質的最高容許濃度（mg/m）;a為吸收液總量（mL）;b為分析時吸收液的用量（mL）。被測物質與分析方法和最大采氣量的關系舉例，見表1。

當采集的空氣量已達到最大采氣量，且空氣中有毒物質的濃度等于最高容許濃度時，就測得陽性結果。如果采氣量已達到最大采氣量，而操作技術上又無差錯，分析結果為陰性時，則可肯定空氣中有毒物質的濃度是低于最高容許濃度的。一般沒有必要采集比最大采氣量還要多的氣體。除非要求算出低于最高容許濃度的具體數值時，才需超越最大采氣量。在實際工作中，如已知某采樣點空氣中有毒物質濃度較高時，則不受最大采樣量的限制，可相應減少采樣量，使分析時能得出陽性結果即可。一方面可節省采樣時間，同時還可避免樣品在分析時多次稀釋，影響測定結果的準確性。

分析方法的選擇，取決于方法的靈敏度、精密度和準確度。分析方法的靈敏度，是表示該方法在一定體積溶液中能測出毒物的最低量。以比色法為例，即比色管溶液中能顯出與空白液有顯著區別的最低毒物量。精密度是指同一方法相同濃度每次重復測定結果之間的偏差。精密度高，表示方法的重現性好。準確度是指測定結果與檢樣中毒物真實含量的差別。靈敏度高的方法不一定準確，準確度高的方法也不一定靈敏;因此，當測定要求必須有準確的數據時，就必須考慮選擇準確度高的分析方法。

采樣前對整套采樣裝置連接是否正確進行詳細檢查，特別注意吸收管和孔口流量計進出口位置的裝接順序。整套裝置應不漏氣。采集劇毒物質時，必要時應戴防毒面具以保安全。采樣時應采集平行樣品，平行樣品測定結果的偏差不應>20%，否則應重新采樣，平行管進氣口相距應為5～10cm。要詳細做好采樣記錄，例如：①編號：每一樣品都須編號。②采樣時間：年、月、日、時間。③采樣點：名稱、采樣位置與毒物發生處相隔距離和上下風向等。應事先在實驗室準備好吸收液，不應在采樣地點向吸收管中加注，以防污染。如吸收液易揮發，應于采樣時將吸收管在冷水或冰水中浸放，且在分析前應將吸收液補充至原有體積。吸收管的中心管內壁往往在采樣后有大量被測物質黏附，特別是煙、霧、蒸氣等類物質，應設法將其轉溶于吸收液中，否則會造成測定結果偏低。可用橡皮球（洗耳球）對準吸收管的出氣口輕輕按，使吸收液從中心管上升至管口（注意勿使吸收液溢出），然后放松橡皮球，使吸收液自然降落，重復2～3次，被采集的毒物即可完全溶于吸收液中。應及時進行分析，避免因放置過久引起變化。

參考文獻

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