第四節(jié)　大氣樣品的采集方法

一、氣溶膠（煙霧）的采集

環(huán)境中氣溶膠具有0.01～10.0μm的顆粒，有時(shí)甚至更大，這些氣溶膠的組成，通常與顆粒大小有關(guān)。批量采樣通常用過濾方法、碰撞或靜電吸附的方法來收集氣溶膠。選擇方法的主要依據(jù)是避免氣體顆粒在濾膜上轉(zhuǎn)化，避免樣品經(jīng)過空氣動(dòng)力學(xué)作用而損失，避免由過濾材料而引起的沾污。過濾是最常用的手段，可以使用高速采樣器（0.1～3m3·h-1）。濾膜的選擇非常重要，需要考慮顆粒的大小、收集效率及可能的沾污等。塑料纖維濾紙機(jī)械強(qiáng)度較差，使用纖維濾紙和石英濾紙是較好的選擇，而膜過濾適用性更為普遍，這種技術(shù)具有很好的收集效率和較低的微量元素背景，但具有較高的空氣流動(dòng)阻力。

用濾膜采樣器采集大氣中的汞、有機(jī)汞和其他易揮發(fā)的元素形態(tài)，如鉛、砷、硒等，存在一些問題，主要是濾膜表面的工作條件易于導(dǎo)致采集樣品的解吸和揮發(fā)。無論是高速或低速采樣裝置都面臨這一問題。對于高速采樣器，由于需要采樣面積更大的濾紙，表面流速與低速采樣器相似。

一些商用采樣器通常采用碰撞收集大氣顆粒，這些儀器具有按照不同大小組分采集氣溶膠的能力。靜電吸附在分析化學(xué)中使用較少，但具有很好的收集功能。用于職業(yè)健康調(diào)查研究中采集大氣中某種顆粒的商品儀器是比較多的，它們大多采用濾膜式并可以隨身攜帶。目前大氣中微量金屬研究主要集中在研究汞和鉛的化學(xué)行為，對于有機(jī)鉛化合物，研究它們在大氣中的存在及化學(xué)行為非常重要，雖然目前從總體上講，使用鉛作為汽油防爆劑的用量已明顯減少，但從冶煉廠中排放或輻射的有機(jī)鉛仍然相當(dāng)可觀。有機(jī)汞由于天然的和人為的排放而廣泛地存在于大氣中，其有害的化學(xué)性質(zhì)，成為重點(diǎn)研究的對象。對于這兩個(gè)元素，化學(xué)形態(tài)分析不僅在于它們在大氣中的存在和反應(yīng)的途徑，更重要的是研究吸入人體的毒性。這兩種元素可以作為揮發(fā)性氣體形態(tài)附著在顆粒物上，或自身作為離散的顆粒物存在。揮發(fā)性有機(jī)鉛，包括四乙基鉛、四甲基鉛和它們的降解產(chǎn)物，大約占城區(qū)中鉛總量的1％～4％。在含鉛物燃燒中，二氯乙烯或二溴乙烯的存在會(huì)導(dǎo)致大多數(shù)鉛化合物以氯化物或溴化物的形式排放。在硫酸鹽的作用下，這些鹵化物轉(zhuǎn)化成為PbSO4。冶煉過程中，排放的氣體中含有Pb、PbO、PbS、PbSO4等。

在周圍大氣中，元素汞蒸氣、HgCl2蒸氣、CH3HgCl蒸氣和（CH3）2Hg都已發(fā)現(xiàn)單獨(dú)存在或附著在其他顆粒物上。

大氣中有機(jī)鉛樣品的采集已有過許多的研究。玻璃纖維和膜過濾被廣泛地用于收集不揮發(fā)的無機(jī)鉛鹽，而空氣中存在的烷基鉛化合物則可以通過上述過濾器。一些吸附劑和萃取劑被大膽地用于有機(jī)鉛的收集和分離。氯化碘是一個(gè)有效的吸附劑，在EDTA的作用下，用四氯化碳萃取二烷基鉛的雙硫腙螯合物可以從無機(jī)鉛中區(qū)分有機(jī)鉛，無機(jī)鉛仍留在溶液中。另外，用色譜填料來分離有機(jī)鉛也是一種常用的選擇。

大氣中含汞樣品的采集，包括不同的氣體阱或吸附方法，使用不同的吸附劑可以選擇性地吸附汞的多種形態(tài)。如用硅烷化物的Chromosorb W吸附HgCl2；用0.5mol·L-1 NaOH處理的Chromosorb W可以吸附CH3HgCl；涂銀的玻璃珠可以吸附元素汞，而涂金的玻璃珠則可選擇性地吸附（CH3）2Hg。對于含量很低的大氣樣品的采集，使用快速采樣器按流速5～50m3·min-1計(jì)算，也需要幾個(gè)小時(shí)的時(shí)間，這種方法的缺點(diǎn)是存在吸附樣品解吸或揮發(fā)的可能性。而用低速采樣器，按流速在0.5～1.5m3·min-1計(jì)，有時(shí)需要幾天的時(shí)間。

二、大氣沉積物

大氣沉積物包括干的沉積物如灰塵顆粒等和濕的沉積物如雨后的顆粒。大氣顆粒的采集基本類似于氣溶膠，但濕的沉積物需在下雨時(shí)采集。