樣品的采集、制備和保存(三)
(4)靜電沉降法大氣樣品通過(1.2~2.O)×104V電壓的電場時,氣體分子被電離成的離子附著在氣溶膠粒子上,使粒子帶正電荷,并在電場的作用下沉降到收集電極上。將收集電極表面沉降的物質(zhì)洗脫即可進行分析測定。該法采樣效率高,操作簡便,速度快,適合于采集氣溶膠樣品。但儀器復雜,維護要求較高,當有易爆炸性氣體、蒸氣或粉塵存在時不能使用。
3、無動力采樣法
在用二氧化鉛法、堿片法采集大氣中硫化物,以測定大氣硫酸鹽化速率;用集塵器采樣測定降塵量;用石灰濾紙法采集大氣中微量氟化物等樣品時,都不需要動力設備,簡單易行。且由于取樣時間長,測定結(jié)果能較好反映大氣的污染情況。
(1)降塵試樣的采集:降塵的采樣有干法和濕法兩種,前者只是在集塵器中加除藻劑以預防藻類生長;后者除了加除藻劑外,還加一定量水以使降塵不致被風卷出。英國采用干法,美國、日本和我國采用濕法。我國的采樣方法是在集塵缸中加入300~500mL水,夏季常加入0.5mol/L的硫酸銅溶液2mL,以抑制微生物及藻類的生長,冰凍季節(jié)加入20%乙醇水溶液300mL代替水防止冰凍。
各國集塵器設計和規(guī)格差異很大。英國標準規(guī)定的降塵計(BG法)包括支架、防鳥網(wǎng)、直徑約30cm的收集漏斗、容積為10L的收集瓶等。澳大利亞的降塵采集裝置,是一個直徑為15cm玻璃漏斗放置在一個4.5L的玻璃瓶頸內(nèi),連瓶放在金屬容器里,并置于鐵架上。我國的集塵缸是一個內(nèi)徑15cm、高30cm的圓筒形玻璃缸或塑料缸、瓷缸。
(2)二氧化鉛法采集含硫污染物:各國普遍采用此法采集大氣中S02。SO2被二氧化鉛氧化為硫酸鉛,經(jīng)碳酸鈉溶液處理,使硫酸鉛轉(zhuǎn)化為碳酸鉛,釋放出的硫酸根離子,用重量法測定。
(3)堿片法采集氣態(tài)含硫污染物:經(jīng)碳酸鉀溶液浸漬過的玻璃纖維濾膜暴露于大氣中,可與氣態(tài)含硫化合物如SO2發(fā)生反應,生成硫酸鹽。用重量法或比濁法測定。
(4)石灰濾紙法:采集大氣中氟化物經(jīng)石灰懸濁液浸漬過的濾紙與大氣中的氟化物反應生成氟化鈣或氟硅酸鈣,被固定在濾紙上,用酸溶解后,采取氟離子電極測定。
(四)采樣儀器
大氣濃縮采樣的儀器主要由收集器、空氣流量計、抽氣動力三部分組成。
1、收集器
常用的收集器有吸收管和采樣夾等。根據(jù)污染物在大氣中的存在狀態(tài),選擇所需要的收集器。吸收管有多種類型,常用的吸收管如表3—1所示。
采樣夾適用于粉塵、煙等污染物的采樣。采樣時,將處理過的濾紙或濾膜墊上密封圈,夾持在接塵圈和過濾網(wǎng)之間。然后按采樣夾、流量計、緩沖瓶、抽氣泵的順序連接,開動抽氣泵,懸浮在大氣中的粉塵就會被阻留在濾料上,達到濃縮采樣的目的。
2、空氣流量計
空氣流量計是測量空氣流量的儀器。用采氣管、真空采氣瓶等采集少量空氣樣品,收集器本身就是容積計量器,不需要流量計。但是,用抽氣泵抽吸大量氣體樣品通過收集器的濃縮采樣法,則必須用流量計測量氣體流量,才能計算所采集的氣體體積。常用的流量計為轉(zhuǎn)子流量計。
3、抽氣動力
常用的抽氣動力設備有真空泵和隔膜泵。真空泵的抽氣量大,抽氣速度快,適用于采集氣量較多和收集器阻力較大的場合,但泵體重,不便搬動,只能在采樣現(xiàn)場有交流電源的條件下使用。隔膜泵較輕,交、直流電兩用,攜帶和使用方便。它是用微型電動機通過偏心輪帶動泵上的橡皮薄膜,當電動機旋轉(zhuǎn)時,橡皮薄膜就上下移動。膜向上移時,氣體由進氣活門吸人;膜向下移時,氣體由排氣活門排出。隔膜泵能克服的阻力較小,一般用于氣體和蒸氣的采樣。
(五)采樣效率
評價采樣方法的效率有兩種。
確配制一定濃度(cs)的標準氣,然后用選定的采樣方法采集,并測定標準氣濃度(cs)和實測濃度(c),按下式計算采樣效率K:
用這種評價方法雖然比較理想,但因難于配制一定濃度的標準氣,一般很少采用。
②配制一定濃度范圍的氣體,其濃度不要求很。串聯(lián)2個或3個采樣管采集所配的氣體,并測定各管中的含量,然后計算*管含量占總量的百分數(shù),則采樣效率為:
式中,c1、c2、c3分別為*、第二、第三管中待測組分的含量。若第二、第三管的含量所占比例愈小,采樣效率就愈高。若*管采樣效率低于90 9/6,就應串聯(lián)兩個采樣管。要想獲得高的采樣效率,應該選擇合適的收集器、吸收液、固體填充劑,并確定合適的抽氣速度。每種收集器的抽氣速度都有一定要求,采用氣泡吸收管時,氣速不宜過大;而采用濾紙和濾膜可在較高速度下采集飄塵。
二、水樣的采集與保存
(一)采樣布點
水樣采集和保存的主要原則是水樣必須具有足夠的代表性。水樣的代表性首先取決于采樣斷面和采樣點的代表性。為合理選擇采樣斷面和采樣點,應認真做好調(diào)查研究工作,收集水體的水文、氣候、地質(zhì)、地貌、城市分布、工業(yè)布局、污染源、交通情況、生物和沉積物等有關資料。例如對于水體的采樣,應事先了解流域范圍內(nèi)城市和工業(yè)的布局及廢水排放情況,農(nóng)業(yè)區(qū)化肥和農(nóng)藥的使用、污水灌溉情況以及河流的流量、河床寬度和深度等水文情況。對于工業(yè)廢水的采樣,則應事先了解工廠性質(zhì)、產(chǎn)品、原材料、工藝流程、物料衡算、下水管道的布局、排水規(guī)律以及廢水中污染物的時、空、量的變化等。下面介紹江河、湖泊、海域、地下水等的采樣布點。
1、海洋、江河的采樣點
海洋污染以河口、沿岸地段zui嚴重。因此,除在河口、沿岸設點外,還可以在江、河流入口的中心向外半徑10~30n mile區(qū)域內(nèi)設若干橫斷面及一個縱斷面采樣。海洋沿岸的采樣,可以在沿海設置大斷面,并在斷面上每10~15n mile設一個采樣點;在航線上可利用航行的船采樣。