环境空气和废气样品采集细节问题探讨

张翠菊

（山东省菏泽生态环境监测中心，山东 菏泽 274000）

环境监测工作是生态文明建设的主要保障。环境监测数据是客观评价环境质量现状和变化趋势的基础依据，也体现了环境污染管理的效果，保障了相关环境保护法律和标准的执行情况以及其他管理决策的实施。唯有提高对现场采样活动的科学性和合理性，关注实际情况并合理化掌握具体细节，才能保证对样本监测成果的准确性、有效性与可比性，而抽样过程中的检测误差，也是环境监测的薄弱环节。

1 污染源废气样品采集方法

1.1 直接采集法

直接采集法是指直接在气体采样器中收集空气样本，并对收集的气体样本加以检验或进行实验室分析。该方法需要较高探测器浓度和对仪器高灵敏度的蒸汽船或气体探测器，为准确分析收集的样本，通常并不采用现场自动采集的方法。直接采集法得到的监测数据仅是样本的瞬时或短期测定浓度，有以下几种方法：

1.1.1 注射器法

该方法的采集器通常使用体积为50～200 mL的气密注射器。用样气净化取样器现场取样，先取样气4～5次，最后密封进气口。在样品运输过程中，进气孔应向下，活塞应朝上，以使其尽可能直立。活塞重力用于将样品保持在探针中的正压力下，以避免空气渗入影响测试结果[1]。

1.1.2 气袋采样法

这种方法所使用的气体采集器是一种汽车气囊。选用塑料袋时要谨慎，尽可能选用不能吸收或阻碍试样的惰性材质以降低误差。而在现场收集试样时，首先应利用塑料采集器的吸入式气囊取样器泵送试模后，对气体采集袋冲洗4～5次再进行试样的收集工作。目前一般采用的气体采集袋包括1-10 L铝箔材质气体采集袋、PVC气体采集袋、PTFE气体采集袋等。

1.1.3 真空容器法

此方法用于不锈钢或玻璃瓶进行取样。采集样品前，必须清空容器，将压力保持在0.1 kPa以下。将供气头与取样点进行调节后，应打开活塞阀以采集样品。

1.2 浓缩采样法

浓缩采样法是指通过空气采集器吸收、吸附并储存检测样本中的化合物，并从采集器中富集检测样本。该方法通常用于日常检测，如《固定污染源排气中二氧化硫的测定碘量法》（HJ56-2000）中氨基磺酸铵水溶液吸收废气中二氧化硫、在《空气和废气颗粒物中铅等金属金属元素的测定电感耦合等离子体质谱法》（HJ657-2013）中用滤筒收集废气中的空气颗粒物。

2 环境空气和废气监测及主要流程分析

2.1 环境空气和废气监测及有关内容分析

大气对人类健康有重大影响。在污染方面，废气排放不仅导致大气污染，而且直接导致人体免疫力下降等诸多健康问题。因此，在污染源有效监测废气，加强废气监测的安全和质量控制，是促进污染控制和改善污染现状的有效措施。

其中，在对环境污染源中废气监测时，需要注意的主要内容如下：

（1）在监测污染源产生的废水废气时，尽管一些企业已采取有效的处理措施来消除废气造成的污染，但对废气中有害物质的处理尚未充分完成，因此有必要在现场监测中加强对废气中有害物质及其浓度的有效监测，并确保监测过程的安全性，以降低对监测人员的健康产生的危害。

（2）应使用适当的监测设备和工具对污染源进行废气监测。因此，有效监测和控制相关监测工具设备也是确保安全开展废气监测的关键因素。应注意的是，对于排气监测设备的处理不当，会威胁到排气管源头的正常工作以及相关人员的生命安全，导致安全事故的发生。

（3）由于污染源废气监测大多在高温等恶劣环境下进行，如果监测过程中无法确保控制人员的安全，也会导致监测人员死亡的事故，对促进污染源废气的有效监测和污染控制产生不利影响[2]。

2.2 环境空气和废气监测的流程

2.2.1 监测准备工作

准备工作是监测污染源的第一步。监测人员必须勘察和分析现场环境，通过详细分析了解整个区域的环境条件，更好地实施废气监测。在勘察期间，主要分析和总结了污染源的特征、排放源的设置和排放位置，以获取详细的信息。研究结果表明，还应根据测量数据对设备进行维修以确保设备能够在没有监督的情况下完成监测工作，从而促进监测工作的顺利进行。

2.2.2 采样点设置

采样点的设定是一个关键的工作，只有保证采样点的合理设定，才能提高监测成果的准确性。而根据我国《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》中相关内容的规定，在排放监测阶段，相关人员应当严格按照国家的具体规范，选择取样地点和计算排放点。在确定采样点时，尽量避开对监测人员的操作构成危险的地方，如大截面变化、弯头和烟雾，并尽量使用垂直管段。

2.2.3 样品采集

采样是污染源废气监测的重要环节之一。在样品采集、监测和分析过程中，样品的采集和处理应在采样点设置后进行。在进行污染源监测废气采样时，最常用的采样方法包括密度采集法和连续采集法。如果发射源的一次性发射时间小于1 h，则可连续采集样品。如果发射源的一次性发射时间超过1 h，则可通过适合的采集方法采集样品[3]。

3 环境空气和废气采样注意的细节问题

3.1 使用富集方法采样的细节问题

3.1.1 溶液吸收采样法

采样效果和吸取方法的溶解度都与吸取溶液中气泡的存在、气泡直径大小以及吸取瓶特性直接相关。而采样效果和溶解速度也决定于吸收瓶中气泡出现的时间，而吸取液在样品中的溶解度和稳定性也是必须解决的问题，由于吸取液与所采集的溶剂之间的稳定性不好，容易引起空气氧化。同时在日光、高温和相对湿度较高时也容易引起空气氧化。

3.1.2 固体吸附剂富集

用这种方法取样时，应注意确定取样量。当吸附剂确定时，还应限制采样的流量和持续时间，并使采样管中最后三分之一的吸收物质不到总数的百分之十（相应的样品体积称为渗透体积）。渗透体积主要与试样和吸附剂的特性、试样的浓度和共存特性、温度、环境湿度、取样流量等因素相关。

3.2 采样器具准备工作中的细节问题

3.2.1 检查采样器具

采样前后，必须采用溶液吸收法检查管路是否清洁完整并加以更换。检查使用的吸收杯是否满足阻力与吸收效果的要求，气泡扩散是否均匀。吸附管必须选择10%的样品进行空白和解吸效果试验，并及时更换过滤器防尘层和设备干燥器。一旦干燥泵中的有机硅变色，应予以更换。

3.2.2 检查取样装置与容器的空气密封性

选择适当数量的吸附管，必要时连接到取样装置上，并检查空气密封性。现场取样时，必须严格检查真空罐、气囊、注射罐等容器的气密性，以避免其他气体混入、试样丢失、气瓶泄漏等问题，并确保试样的有效性。

3.2.3 取样前后

取样系统的流量应由流量缺陷小于5%的标准认证流量计进行验证，并通过经校准的孔板流量计检测颗粒取样器流量变化。当流速指示器故障值大于采样流量变化的2%时，校正探头流量，宜采用经国家批准的气体温计检测反应器温度数值；当偏差达到±2 ℃时，应及时校正取样器，探头式气压传感器宜由合格的气压表进行检测，当偏差达到±2 ℃时，应对取样器压力进行适当校正。

3.2.4 取样工具和容器的选择

取样工具和容器应基于与分析部件相关的最可靠的试验结果进行选择，并且有必要仔细评估和验证取样工具部件（如管道、密封剂、金属或塑料部件）是否正确。应根据控制装置的要求选择装有取样设备和适当材料的容器。由于容器材料吸附到环境样品中的某些组分上而导致的取样组分损失是一个不容忽视的误差源。

4 环境空气和废气监测的安全防护与质量控制分析

结合对污染源和关键废气监测流程以及污染源废气安全保护质量控制相关问题的分析，监测并提高废气监测的安全性和质量，应从以下几方面进行控制和改善。

4.1 采样位置安排及其安全防护与质量控制分析

采样现场的安全和质量控制程序，不仅要求控制人员在进行监测之前要充分了解并严格控制其生产工艺流程和主要废气排放装置，以便有效锁定废气排放的浓度和程度，在采样点做出合理安排。在具体工作中，有必要对采样点进行全面详细地分析。鉴于对环境污染治理指标信息的监测以及对工艺流程的审查、了解，还应加强对污染现场监测水平和位置的详细研究。同时应注意对采样位置进行合理安排和分析，考虑管道的垂直截面，避免在某些部分（如截面和曲线）取样，但不得超过阀门尺寸的六倍。选择超过上封头直径三倍的曲线作为最合理的取样点，以确保取样位置的合理性，并确保废气监测的准确性、安全性和质量。

4.2 加强对工况排量的测定和控制分析

在污染源方面，涉及废气安全保护和质量控制的实时工作条件存在很大的不确定性，导致废气排放量发生变化，对废气监测的实施产生一定影响。此外，由于不同工作条件下的现场情况不同，排气材料的成分也不同。因此，有必要加强对废气排放的测量和控制，以避免对污染源排气管监测结果的影响。

4.3 加强滤筒使用的前期处理

通过污染源排放烟尘的过滤筒泵对废气进行监测，如捕集设备，主要由钢制翡翠滤芯和玻璃纤维过滤器组成。其中，过滤器的预处理和制备起着非常重要的作用，影响着污染源废气监测的安全和质量控制。

5 结论

就环境污染而言，废气污染是污染扩散的重要途径，控制废气污染是非常必要的。废气污染的处理离不开废气监测，在废气手动监测控制过程中，做好安全保障工作是保证监测人员生命健康的重要环节。因此，在监测之前，相关人员需要充分了解整个监测过程，并做好安全检测工作。其次，为了保证监测数据的准确度，要不断加强监测人员的监测技术，进一步加强对监测人员的监督，并通过讲座和训练，让他们逐渐意识到监测工作的必要性，从而促使他们越来越关注监测工作。