1.3　樣品采集與常用采樣儀器

1.3.1　水樣的采集與常用水樣采集器

（1）水樣的類型

①瞬時(shí)水樣　瞬時(shí)水樣是指在某一時(shí)間和地點(diǎn)從水體中隨機(jī)采集的分散水樣。當(dāng)水體水質(zhì)穩(wěn)定，或其組分在相當(dāng)長的時(shí)間或相當(dāng)大的空間范圍內(nèi)變化不大時(shí)，瞬時(shí)水樣具有很好的代表性；當(dāng)水體組分及含量隨時(shí)間和空間變化時(shí)，就應(yīng)隔時(shí)、多點(diǎn)采集瞬時(shí)水樣，分別進(jìn)行分析，摸清水質(zhì)的變化規(guī)律。

②混合水樣　混合水樣是指在同一采樣點(diǎn)于不同時(shí)間所采集的瞬時(shí)水樣的混合水樣，有時(shí)稱“時(shí)間混合水樣”，以與其他混合水樣相區(qū)別。這種水樣在觀察平均濃度時(shí)非常有用，但不適用于被測組分在貯存過程中發(fā)生明顯變化的水樣。如果水的流量隨時(shí)間變化，必須采集流量比例混合樣，即在不同時(shí)間依照流量大小按比例采集的混合樣。可使用專用流量比例采樣器采集這種水樣。

③綜合水樣　把不同采樣點(diǎn)同時(shí)采集的各個(gè)瞬時(shí)水樣混合后所得到的樣品稱綜合水樣。這種水樣在某些情況下更具有實(shí)際意義。例如，當(dāng)為幾條排污河、渠建立綜合處理廠時(shí)，以綜合水樣取得的水質(zhì)參數(shù)作為設(shè)計(jì)的依據(jù)更為合理。

（2）地表水樣的采集

①采樣前的準(zhǔn)備　采樣前，要根據(jù)檢測項(xiàng)目的性質(zhì)和采樣方法的要求，選擇適宜材質(zhì)的盛水容器和采樣器，并清洗干凈。此外，還需準(zhǔn)備好交通工具。交通工具常使用船只。對采樣器具的材質(zhì)要求化學(xué)性能穩(wěn)定，大小和形狀適宜，不吸附欲測組分，容易清洗并可反復(fù)使用。

②采樣方法和采樣器（或采水器）　在河流、湖泊、水庫、海洋中采樣，常乘檢測船或采樣船、手劃船等交通工具到采樣點(diǎn)采集，也可涉水或在橋上采集。采集表層水水樣時(shí)，可用適當(dāng)?shù)娜萜魅缢芰贤驳戎苯硬扇　２杉顚铀畼訒r(shí)，可用簡易采水器、深層采水器、采水泵、自動(dòng)采水器等。

（3）地下水樣的采集

①井水　從檢測井中采集水樣常利用抽水機(jī)設(shè)備。啟動(dòng)后，先放水?dāng)?shù)分鐘，將積留在管道內(nèi)的陳舊水排出，然后用采樣容器（已預(yù)先洗凈）接取水樣。對于無抽水設(shè)備的水井，可選擇適合的采水器采集水樣，如深層采水器、自動(dòng)采水器等。

②泉水、自來水　對于自噴泉水，在涌水口處直接采樣。對于不自噴泉水，用采集井水水樣的方法采樣。對于自來水，先將水龍頭完全打開，將積存在管道中的陳舊水排出后再采樣。地下水的水質(zhì)比較穩(wěn)定，一般采集瞬時(shí)水樣即能有較好的代表性。

（4）廢（污）水樣的采集

①淺層廢（污）水　從淺埋排水管、溝道中采樣，用采樣容器直接采集，也可用長把塑料勺采集。

②深層廢（污）水　對埋層較深的排水管、溝道，可用深層采水器或固定在負(fù)重架內(nèi)的采樣容器，沉入檢測井內(nèi)采樣。

③自動(dòng)采樣　采用自動(dòng)采水器可自動(dòng)采集瞬時(shí)水樣和混合水樣。當(dāng)廢（污）水排放量和水質(zhì)較穩(wěn)定時(shí)，可采集瞬時(shí)水樣；當(dāng)排放量較穩(wěn)定，水質(zhì)不穩(wěn)定時(shí)，可采集時(shí)間等比例水樣；當(dāng)二者都不穩(wěn)定時(shí)，必須采集流量等比例水樣。

（5）采集水樣注意事項(xiàng)

①測定懸浮物、pH、溶解氧、生化需氧量、油類、硫化物、余氯、放射性、微生物等項(xiàng)目需要單獨(dú)采樣。其中，測定溶解氧、生化需氧量和有機(jī)污染物等項(xiàng)目的水樣必須充滿容器；pH、電導(dǎo)率、溶解氧等項(xiàng)目宜在現(xiàn)場測定。另外，采樣時(shí)還需同步測量水文參數(shù)和氣象參數(shù)。

②采樣時(shí)必須認(rèn)真填寫采樣登記表；每個(gè)水樣瓶都應(yīng)貼上標(biāo)簽（填寫采樣點(diǎn)編號、采樣日期和時(shí)間、測定項(xiàng)目等）；要塞緊瓶塞，必要時(shí)還要密封。

（6）水樣的運(yùn)輸與保存

水樣采集后，必須盡快送回實(shí)驗(yàn)室。根據(jù)采樣點(diǎn)的地理位置和測定項(xiàng)目最長可保存時(shí)間，選用適當(dāng)?shù)倪\(yùn)輸方式，并做到以下兩點(diǎn)：為避免水樣在運(yùn)輸過程中震動(dòng)、碰撞導(dǎo)致?lián)p失或沾污，將其裝箱，并用泡沫塑料或紙條擠緊，在箱頂貼上標(biāo)記；需冷藏的樣品，應(yīng)采取制冷保存措施；冬季應(yīng)采取保溫措施，以免凍裂樣品瓶。

各種水質(zhì)的水樣，從采集到分析測定這段時(shí)間內(nèi)，由于環(huán)境條件的改變，微生物新陳代謝活動(dòng)和化學(xué)作用的影響，會(huì)引起水樣某些物理參數(shù)及化學(xué)組分的變化，不能及時(shí)運(yùn)輸或盡快分析時(shí)，則應(yīng)根據(jù)不同檢測項(xiàng)目的要求，放在性能穩(wěn)定的材料制作的容器中，采取適宜的保存措施。

①冷藏或冷凍法　冷藏或冷凍的作用是抑制微生物活動(dòng)，減緩物理揮發(fā)和化學(xué)反應(yīng)速率。

②加入化學(xué)試劑保存法

a.加入生物抑制劑。如在測定氨氮、硝酸鹽氮、化學(xué)需氧量的水樣中加入HgCl2，可抑制生物的氧化還原作用；對測定酚的水樣，用H3PO4調(diào)至pH為4時(shí)，加入適量CuSO4，即可抑制苯酚菌的分解活動(dòng)。

b.調(diào)節(jié)pH值。測定金屬離子的水樣常用HNO3酸化至pH為1～2，既可防止重金屬離子水解沉淀，又可避免金屬被器壁吸附；測定氰化物或揮發(fā)性酚的水樣加入NaOH調(diào)至pH為12時(shí)，可使之生成穩(wěn)定的酚鹽等。

c.加入氧化劑或還原劑。測定汞的水樣需加入HNO3（至pH<1）和K2Cr2O7（0.05%），使汞保持高價(jià)態(tài)；測定硫化物的水樣，加入抗壞血酸，可以防止被氧化；測定溶解氧的水樣則需加入少量硫酸錳和碘化鉀固定溶解氧（還原）等。

應(yīng)當(dāng)注意，加入的保存劑不能干擾以后的測定；保存劑的純度最好是優(yōu)級純的，還應(yīng)作相應(yīng)的空白試驗(yàn)，對測定結(jié)果進(jìn)行校正。水樣的保存期限與多種因素有關(guān)，如組分的穩(wěn)定性、濃度、水樣的污染程度等。表1-4列出了我國現(xiàn)行水樣保存方法和保存期。

注：G為硬質(zhì)玻璃瓶；P為聚乙烯瓶（桶）。

③水樣的過濾或離心分離　如欲測定水樣中某組分的含量，采樣后立即加入保存劑，分析測定時(shí)充分搖勻后再取樣。如果測定可濾（溶解）態(tài)組分含量，所采水樣應(yīng)用0.45μm微孔濾膜過濾，除去藻類和細(xì)菌，提高水樣的穩(wěn)定性，有利于保存。如果測定不可過濾的金屬時(shí)，應(yīng)保留過濾水樣用的濾膜備用。對于泥沙型水樣，可用離心方法處理。對含有機(jī)質(zhì)多的水樣，可用濾紙或砂芯漏斗過濾。用自然沉降后取上清液測定可濾態(tài)組分是不恰當(dāng)?shù)摹?/p>

1.3.2　空氣樣品采集與空氣采樣器

采集空氣樣品的方法可歸納為直接采樣法和富集（濃縮）采樣法兩類。

1.3.2.1　直接采樣法

當(dāng)空氣中的被測組分濃度較高，或者檢測方法靈敏度高時(shí)，直接采集少量氣樣即可滿足檢測分析要求。例如，用非色散紅外吸收法測定空氣中的一氧化碳；用紫外熒光法測定空氣中的二氧化硫等都用直接采樣法。這種方法測得的結(jié)果是瞬時(shí)濃度或短時(shí)間內(nèi)的平均濃度，能較快地測知結(jié)果。常用的采樣容器有注射器、塑料袋、真空瓶（管）等。

①注射器采樣　常用100mL注射器采集有機(jī)蒸氣樣品。采樣時(shí)，先用現(xiàn)場氣體抽洗2～3次，然后抽取100mL，密封進(jìn)氣口，帶回實(shí)驗(yàn)室分析。樣品存放時(shí)間不宜長，一般應(yīng)當(dāng)天分析完。

②塑料袋采樣　應(yīng)選擇與氣樣中污染組分既不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，也不吸附、不滲漏的塑料袋。常用的有聚四氟乙烯袋、聚乙烯袋及聚酯袋等。為減小對被測組分的吸附，可在袋的內(nèi)壁襯銀、鋁等金屬膜。采樣時(shí)，先用二聯(lián)球打進(jìn)現(xiàn)場氣體沖洗2～3次，再充滿氣樣，夾封進(jìn)氣口，帶回盡快分析。

③采氣管采樣　采氣管是兩端具有旋塞的管式玻璃容器，其容積為100～500mL。采樣時(shí)，打開兩端旋塞，將二聯(lián)球或抽氣泵接在管的一端，迅速抽進(jìn)比采氣管容積大6～10倍的欲采氣體，使采氣管中原有氣體被完全置換出，關(guān)上兩端旋塞，采氣體積即為采氣管的容積。

④真空瓶采樣　真空瓶是一種用耐壓玻璃制成的固定容器，容積為500～1000mL。采樣前，先用抽真空裝置將采氣瓶（瓶外套有安全保護(hù)套）內(nèi)抽至剩余壓力達(dá)1.33kPa左右；如瓶內(nèi)預(yù)先裝入吸收液，可抽至溶液冒泡為止，關(guān)閉旋塞。采樣時(shí)，打開旋塞，被采空氣即充入瓶內(nèi)，關(guān)閉旋塞，則采樣體積為真空采氣瓶的容積。如果采氣瓶內(nèi)真空度達(dá)不到1.33kPa，實(shí)際采樣體積應(yīng)根據(jù)剩余壓力進(jìn)行計(jì)算。

1.3.2.2　富集（濃縮）采樣法

空氣中的污染物質(zhì)濃度一般都比較低（10-9～10-6數(shù)量級），直接采樣法往往不能滿足分析方法檢測限的要求，故需要用富集采樣法對空氣中的污染物進(jìn)行濃縮。富集采樣時(shí)間一般比較長，測得的結(jié)果代表采樣時(shí)段的平均濃度，更能反映空氣污染的真實(shí)情況。這類采樣方法有溶液吸收法、固體阻留法、低溫冷凝法、擴(kuò)散（或滲透）法及自然沉降法等。

（1）溶液吸收法

該方法是采集空氣中氣態(tài)、蒸氣態(tài)及某些氣溶膠態(tài)污染物質(zhì)的常用方法。采樣時(shí)，用抽氣裝置將欲測空氣以一定流量抽入裝有吸收液的吸收管（瓶）。采樣結(jié)束后，倒出吸收液進(jìn)行測定，根據(jù)測得結(jié)果及采樣體積計(jì)算空氣中污染物的濃度。

溶液吸收法的吸收效率主要決定于吸收速度和樣氣與吸收液的接觸面積。欲提高吸收速度，必須根據(jù)被吸收污染物的性質(zhì)選擇效能好的吸收液。常用的吸收液有水、水溶液和有機(jī)溶劑等。按照它們的吸收原理可分為兩種類型。一種是氣體分子溶解于溶液中的物理作用，如用水吸收空氣中的氯化氫、甲醛，用5%的甲醇吸收有機(jī)農(nóng)藥，用10%乙醇吸收硝基苯等。另一種吸收原理是基于發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，例如，用氫氧化鈉溶液吸收空氣中的硫化氫基于中和反應(yīng)，用四氯汞鉀溶液吸收SO2基于絡(luò)合反應(yīng)等。理論和實(shí)踐證明，伴有化學(xué)反應(yīng)的吸收液的吸收速度比單靠溶解作用的吸收液吸收速度快得多。因此，除采集溶解度非常大的氣態(tài)物質(zhì)外，一般都選用伴有化學(xué)反應(yīng)的吸收液。

吸收液的選擇原則是：

①與被采集的污染物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)快或?qū)ζ淙芙舛却螅?/p>

②污染物質(zhì)被吸收液吸收后要有足夠的穩(wěn)定時(shí)間，以滿足分析測定所需時(shí)間的要求；

③污染物質(zhì)被吸收后，應(yīng)有利于下一步分析測定，最好能直接用于測定；

④吸收液毒性小、價(jià)格低、易于購買，且盡可能回收利用。

增大被采氣體與吸收液接觸面積的有效措施是選用結(jié)構(gòu)適宜的吸收管（瓶）。常用吸收管（瓶）有：氣泡吸收管、沖擊式吸收管、多孔篩板吸收管（瓶）等。

（2）填充柱阻留法

填充柱是用一根長6～10cm、內(nèi)徑3～5mm的玻璃管或塑料管，內(nèi)裝顆粒狀或纖維狀填充劑制成的。采樣時(shí)，讓氣樣以一定流速通過填充柱，則欲測組分因吸附、溶解或化學(xué)反應(yīng)等作用被阻留在填充劑上，達(dá)到濃縮采樣的目的。采樣后，通過解吸或溶劑洗脫，使被測組分從填充劑上釋放出來進(jìn)行測定。根據(jù)填充劑阻留作用的原理，可分為吸附型、分配型和反應(yīng)型三種類型。

①吸附型填充柱　這種柱的填充劑是顆粒狀固體吸附劑，如活性炭、硅膠、分子篩、高分子多孔微球等。它們都是多孔性物質(zhì)，比表面積大，對氣體和蒸氣有較強(qiáng)的吸附能力。有兩種表面吸附作用：一種是由于分子間引力引起的物理吸附，吸附力較弱；另一種是由于剩余價(jià)鍵力引起的化學(xué)吸附，吸附力較強(qiáng)。極性吸附劑如硅膠等，對極性化合物有較強(qiáng)的吸附能力；非極性吸附劑如活性炭等，對非極性化合物有較強(qiáng)的吸附能力。一般說來，吸附能力越強(qiáng)，采樣效率越高，但這往往會(huì)給解吸帶來困難。因此，在選擇吸附劑時(shí)，既要考慮吸附效率，又要考慮易于解吸。

②分配型填充柱　這種填充柱的填充劑是表面涂高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑（如異十三烷）的惰性多孔顆粒物（如硅藻土），類似于氣液色譜柱中的固定相，只是有機(jī)溶劑的用量比色譜固定相大。當(dāng)被采集氣樣通過填充柱時(shí)，在有機(jī)溶劑（固定液）中分配系數(shù)大的組分保留在填充劑上而被富集。例如，空氣中的有機(jī)氯農(nóng)藥（六六六、DDT等）和多氯聯(lián)苯（PCB）多以蒸氣或氣溶膠態(tài)存在，用溶液吸收法采樣效率低，但用涂漬5%甘油的硅酸鋁載體填充劑采樣，采集效率可達(dá)90%～100%。

③反應(yīng)型填充柱　這種柱的填充劑是由惰性多孔顆粒物（如石英砂、玻璃微球等）或纖維狀物（如濾紙、玻璃棉等）表面涂漬能與被測組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的試劑制成的。也可以用能和被測組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的純金屬（如Au、Ag、Cu等）絲毛或細(xì)粒作填充劑。氣樣通過填充柱時(shí)，被測組分在填充劑表面因發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而被阻留。采樣后，將反應(yīng)產(chǎn)物用適宜溶劑洗脫或加熱吹氣解吸下來進(jìn)行分析。例如，空氣中的微量氨可用裝有涂漬硫酸的石英砂填充柱富集。采樣后，用水洗脫下來測定即可。反應(yīng)型填充柱采樣量和采樣速度都比較大，富集物穩(wěn)定，對氣態(tài)、蒸氣態(tài)和氣溶膠態(tài)物質(zhì)都有較高的富集效率。

（3）濾料阻留法

該方法是將過濾材料（濾紙、濾膜等）放在采樣夾上，用抽氣裝置抽氣，則空氣中的顆粒物被阻留在過濾材料上，稱量過濾材料上富集的顆粒物質(zhì)量，根據(jù)采樣體積，即可計(jì)算出空氣中顆粒物的濃度。

濾料采集空氣中氣溶膠顆粒物基于直接阻截、慣性碰撞、擴(kuò)散沉降、靜電引力和重力沉降等作用。濾料的采集效率除與自身性質(zhì)有關(guān)外，還與采樣速度、顆粒物的大小等因素有關(guān)。低速采樣，以擴(kuò)散沉降為主，對細(xì)小顆粒物的采集效率高；高速采樣，以慣性碰撞作用為主，對較大顆粒物的采集效率高。空氣中的大小顆粒物是同時(shí)并存的，當(dāng)采樣速度一定時(shí)，就可能使一部分粒徑小的顆粒物采集效率偏低。此外，在采樣過程中，還可能發(fā)生顆粒物從濾料上彈回或吹走現(xiàn)象，特別是采樣速度大的情況下，顆粒大、質(zhì)量重的粒子易發(fā)生彈回現(xiàn)象，顆粒小的粒子易穿過濾料被吹走，這些情況都是造成采集效率偏低的原因。

常用的濾料有：纖維狀濾料，如濾紙、玻璃纖維濾膜、過氯乙烯濾膜等；篩孔狀濾料，如微孔濾膜、核孔濾膜、銀薄膜等。濾紙的孔隙不規(guī)則且較少，適用于金屬塵粒的采集。因?yàn)V紙吸水性較強(qiáng)，不宜用重量法測定顆粒物濃度。玻璃纖維濾膜吸濕性小，耐高溫，耐腐蝕，通氣阻力小，采集效率高，常用于采集懸浮顆粒物，但其機(jī)械強(qiáng)度差，某些元素含量較高。聚氯乙烯或聚苯乙烯等合成纖維膜通氣阻力小，并可用有機(jī)溶劑溶解成透明溶液，便于進(jìn)行顆粒物分散度及顆粒物中化學(xué)組分的分析。微孔濾膜是由硝酸（或醋酸）纖維素制成的多孔性薄膜，孔徑細(xì)小、均勻，質(zhì)量輕，金屬雜質(zhì)含量極微，溶于多種有機(jī)溶劑，尤其適用于采集分析金屬的氣溶膠。核孔濾膜是將聚碳酸酯薄膜覆蓋在鈾箔上，用中子流轟擊，使鈾核分裂產(chǎn)生的碎片穿過薄膜形成微孔，再經(jīng)化學(xué)腐蝕處理制成的。這種膜薄而光滑，機(jī)械強(qiáng)度好，孔徑均勻，不親水，適用于精密的重量分析，但因微孔呈圓柱狀，采樣效率較微孔濾膜低。銀薄膜由微細(xì)的銀粒燒結(jié)制成，具有與微孔濾膜相似的結(jié)構(gòu)，它能耐400℃高溫，抗化學(xué)腐蝕性強(qiáng)，適用于采集酸、堿氣溶膠及含煤焦油、瀝青等揮發(fā)性有機(jī)物的氣樣。

（4）低溫冷凝法

空氣中某些沸點(diǎn)比較低的氣態(tài)污染物質(zhì)，如烯烴類、醛類等，在常溫下用固體填充劑等方法富集效果不好，而低溫冷凝法可提高采集效率。低溫冷凝采樣法是將U形或蛇形采樣管插入冷阱中，當(dāng)空氣流經(jīng)采樣管時(shí)，被測組分因冷凝而凝結(jié)在采樣管底部。如用氣相色譜法測定，可將采樣管儀器進(jìn)氣口連接，移去冷阱，在常溫或加熱情況下汽化，進(jìn)入儀器測定。

制冷的方法有半導(dǎo)體制冷器法和制冷劑法。常用制冷劑有冰（0℃）、冰-鹽水（-10℃）、干冰-乙醇（-72℃）、干冰（-78.5℃）、液氧（-183℃）、液氮（-196℃）等。

低溫冷凝采樣法具有效果好、采樣量大、利于組分穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，但空氣中的水蒸氣、二氧化碳，甚至氧也會(huì)同時(shí)冷凝下來，在汽化時(shí)，這些組分也會(huì)汽化，增大了氣體總體積，從而降低濃縮效果，甚至干擾測定。為此，應(yīng)在采樣管的進(jìn)氣端裝置選擇性過濾器（內(nèi)裝過氯酸鎂、堿石棉、氯化鈣等），以除去空氣中的水蒸氣和二氧化碳等。但所用干燥劑和凈化劑不能與被測組分發(fā)生作用，以免引起被測組分損失。

（5）靜電沉降法

空氣樣品通過12000～20000V電場時(shí)，氣體分子電離，所產(chǎn)生的離子附著在氣溶膠顆粒上，使顆粒帶電，并在電場作用下沉降到收集極上，然后將收集極表面的沉降物洗下，供分析用。這種采樣方法不能用于易燃、易爆的場合。

（6）擴(kuò)散法

也叫滲透法，用于在個(gè)體采樣器中，采集氣態(tài)和蒸氣態(tài)有害物質(zhì)。采樣時(shí)不需要抽氣動(dòng)力，而是利用被測污染物質(zhì)分子自身擴(kuò)散或滲透到達(dá)吸收層（吸收劑、吸附劑或反應(yīng)性材料）被吸附或吸收，又稱無動(dòng)力采樣法。這種采樣器體積小輕便，可以佩戴在人身上，跟蹤人的活動(dòng)，用作人體接觸有害物質(zhì)量的檢測。

（7）自然積集法

這種方法是利用物質(zhì)的自然重力、空氣動(dòng)力和濃差擴(kuò)散作用采集空氣中的被測物質(zhì)，如自然降塵量、硫酸鹽化速率、氟化物等空氣樣品的采集。采樣不需動(dòng)力設(shè)備，簡單易行，且采樣時(shí)間長，測定結(jié)果能較好地反映空氣污染情況。下面舉兩個(gè)實(shí)例。

①降塵試樣采集　采集空氣中降塵的方法分為濕法和干法兩種，其中，濕法應(yīng)用更為普遍。

濕法采樣是在一定大小的圓筒形玻璃（或塑料、瓷、不銹鋼）缸中加入一定量的水，放置在距地面5～12m高、附近無高大建筑物及局部污染源的地方（如空曠的屋頂上），采樣口距基礎(chǔ)面1～1.5m，以避免頂面揚(yáng)塵的影響。我國集塵缸的尺寸為內(nèi)徑15cm、高30cm，一般加水100～300mL（視蒸發(fā)量和降雨量而定）。為防止冰凍和抑制微生物及藻類的生長，保持缸底濕潤，需加入適量乙二醇。采樣時(shí)間為（30±2）d，多雨季節(jié)注意及時(shí)更換集塵缸，防止水滿溢出。各集塵缸采集的樣品合并后測定。干法采樣一般使用標(biāo)準(zhǔn)集塵器。夏季也需加除藻劑。

②硫酸鹽化速率試樣的采集　硫酸鹽化速率常用的采樣方法有二氧化鉛法和堿片法。二氧化鉛采樣法是將涂有二氧化鉛糊狀物的紗布繞貼在素瓷管上，制成二氧化鉛采樣管，將其放置在采樣點(diǎn)上，則空氣中的二氧化硫、硫酸霧等與二氧化鉛反應(yīng)生成硫酸鉛。堿片法是將用碳酸鉀溶液浸漬過的玻璃纖維濾膜置于采樣點(diǎn)上，則空氣中的二氧化硫、硫酸霧等與碳酸反應(yīng)生成硫酸鹽而被采集。

（8）綜合采樣法

空氣中的污染物并不是以單一狀態(tài)存在的，可采用不同采樣方法相結(jié)合的綜合采樣法，將不同狀態(tài)的污染物同時(shí)采集下來。例如，在濾料采樣夾后接上液體吸收管或填充柱采樣管，則顆粒物收集在濾料上，而氣體污染物收集在吸收管或填充柱中。又如，無機(jī)氟化物以氣態(tài)（HF、SiF4）和顆粒態(tài)（NaF、CaF2等）存在，兩種狀態(tài)毒性差別很大，需分別測定，此時(shí)可將兩層或三層濾料串聯(lián)起來采集。第一層用微孔濾膜，采集顆粒態(tài)氟化物；第二層用碳酸鈉浸漬的濾膜采集氣態(tài)氟化物。

1.3.2.3　采樣儀器

空氣污染物檢測多采用動(dòng)力采樣法，其采樣器主要由收集器、流量計(jì)和采樣動(dòng)力三部分組成。

（1）收集器

收集器是捕集空氣中欲測污染物的裝置。前面介紹的氣體吸收管（瓶）、填充柱、濾料、冷凝采樣管等都是收集器，需根據(jù)被捕集物質(zhì)的存在狀態(tài)、理化性質(zhì)等選用。

（2）流量計(jì)

流量計(jì)是測量氣體流量的儀器，而流量是計(jì)算采氣體積的參數(shù)。常用的流量計(jì)有皂膜流量計(jì)、孔口流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、臨界孔穩(wěn)流器和濕式流量計(jì)。

①皂膜流量計(jì)　一根標(biāo)有體積刻度的玻璃管，管的下端有一支管和裝滿肥皂水的橡皮球，當(dāng)擠壓橡皮球時(shí)，肥皂水液面上升，由支管進(jìn)來的氣體便吹起皂膜，并在玻璃管內(nèi)緩慢上升，準(zhǔn)確記錄通過一定體積氣體所需時(shí)間，即可得知流量。這種流量計(jì)常用于校正其他流量計(jì)，在很寬的流量范圍內(nèi)，誤差皆小于1%。

②孔口流量計(jì)　有隔板式和毛細(xì)管式兩種。當(dāng)氣體通過隔板或毛細(xì)管小孔時(shí)，因阻力而產(chǎn)生壓力差；氣體流量越大，阻力越大，產(chǎn)生的壓力差也越大，由下部的U形管兩側(cè)的液柱差可直接讀出氣體的流量。

③轉(zhuǎn)子流量計(jì)　由一個(gè)上粗下細(xì)的錐形玻璃管和一個(gè)金屬制轉(zhuǎn)子組成。當(dāng)氣體由玻璃管下端進(jìn)入時(shí)，由于轉(zhuǎn)子下端的環(huán)形孔隙截面積大于轉(zhuǎn)子上端的環(huán)形孔隙截面積，所以轉(zhuǎn)子下端氣體的流速小于上端的流速，下端的壓力大于上端的壓力，使轉(zhuǎn)子上升，直到上、下兩端壓力差與轉(zhuǎn)子的重量相等時(shí)，轉(zhuǎn)子停止不動(dòng)。氣體流量越大，轉(zhuǎn)子升得越高，可直接從轉(zhuǎn)子上沿位置讀出流量。當(dāng)空氣濕度大時(shí)，需在進(jìn)氣口前連接一個(gè)干燥管，否則，轉(zhuǎn)子吸附水分后重量增加，影響測量結(jié)果。

④臨界孔　是一根長度一定的毛細(xì)管，當(dāng)空氣流通過毛細(xì)孔時(shí)，如果兩端維持足夠的壓力差，則通過小孔的氣流就能保持恒定，此時(shí)為臨界狀態(tài)流量，其大小取決于毛細(xì)管孔徑大小。這種流量計(jì)使用方便，廣泛用于空氣采樣器和自動(dòng)檢測儀器上控制流量。臨界孔可以用注射器針頭代替，其前面應(yīng)加除塵過濾器，防止小孔被堵塞。

（3）采樣動(dòng)力

采樣動(dòng)力為抽氣裝置，要根據(jù)所需采樣流量、收集器類型及采樣點(diǎn)的條件進(jìn)行選擇，并要求其抽氣流量穩(wěn)定、連續(xù)運(yùn)行能力強(qiáng)、噪聲小且能滿足抽氣速度要求。

注射器、連續(xù)抽氣筒、雙連球等手動(dòng)采樣動(dòng)力適用于采氣量小、無市電供給的情況。對于采樣時(shí)間較長和采樣速度要求較大的場合，需要使用電動(dòng)抽氣泵，如薄膜泵、電磁泵、刮板泵及真空泵等。

薄膜泵的工作原理是：用微電機(jī)通過偏心輪帶動(dòng)夾持在泵體上的橡皮膜進(jìn)行抽氣。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，橡皮膜就不斷地上下移動(dòng)；上移時(shí)，空氣經(jīng)過進(jìn)氣活門吸入，出氣活門關(guān)閉；下移時(shí)，進(jìn)氣活門關(guān)閉，空氣由出氣活門排出。薄膜泵是一種輕便的抽氣泵，采氣流量為0.5～3.0L/min，廣泛用于空氣采樣器和空氣自動(dòng)分析儀器上。

電磁泵是一種將電磁能量直接轉(zhuǎn)換成被輸送流體能量的小型抽氣泵，其工作原理是：由于電磁力的作用，使振動(dòng)桿帶動(dòng)橡皮泵室作往復(fù)振動(dòng)，不斷地開啟或關(guān)閉泵室內(nèi)的膜瓣，使泵室內(nèi)造成一定的真空或壓力，從而起到抽吸和壓送氣體的作用，其抽氣流量為0.5～1.0L/min。這種泵不用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，克服了電機(jī)電刷易磨損，線圈發(fā)熱等缺點(diǎn)，提高了連續(xù)運(yùn)行能力，廣泛用于抽氣阻力不大的采樣器和自動(dòng)分析儀器上。

刮板泵和真空泵用功率較大的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，抽氣速率大，常作為采集空氣中顆粒物的動(dòng)力。

（4）專用采樣器

將收集器、流量計(jì)、抽氣泵及氣樣預(yù)處理、流量調(diào)節(jié)、自動(dòng)定時(shí)控制等部件組裝在一起，就構(gòu)成專用采樣裝置。有多種型號的商品空氣采樣器出售，按其用途可分為空氣采樣器、顆粒物采樣器和個(gè)體采樣器。

①空氣采樣器用于采集空氣中氣態(tài)和蒸氣態(tài)物質(zhì)，采樣流量為0.5～2.0L/min，一般可用交流、直流兩種電源供電。

②顆粒物采樣器有總懸浮顆粒物（TSP）采樣器和可吸入顆粒物（PM10）采樣器。

a.總懸浮顆粒物采樣器。采樣器按其采氣流量大小分為大流量（1.1～1.7m3/min）、中流量（50～150L/min）和小流量（10～15L/min）三種類型。

大流量采樣器由濾料采樣夾、抽氣風(fēng)機(jī)、流量記錄儀、計(jì)時(shí)器及控制系統(tǒng)、殼體等組成。濾料夾可安裝（20×25）cm2的玻璃纖維濾膜，以1.1～1.7m3/min流量采樣8～24h。當(dāng)采氣量達(dá)1500～2000m3時(shí)，樣品濾膜可用于測定顆粒物中的金屬、無機(jī)鹽及有機(jī)污染物等組分。

中流量采樣器由采樣夾、流量計(jì)、采樣管及采樣泵等組成。這種采樣器的工作原理與大流量采樣器相似，只是采樣夾面積和采樣流量比大流量采樣器小。我國規(guī)定采樣夾有效直徑為80mm或100mm。當(dāng)用有效直徑80mm濾膜采樣時(shí)，采氣流量控制在7.2～9.6m3/h；用100mm濾膜采樣時(shí)，流量控制在11.3～15m3/h。

b.可吸入顆粒物采樣器。采集可吸入顆粒物（PM10）廣泛使用大流量采樣器。在連續(xù)自動(dòng)檢測儀器中，可采用靜電捕集法、β射線吸收法或光散射法直接測定PM10濃度。但不論哪種采樣器都裝有分離粒徑大于10μm顆粒物的裝置（稱為分塵器或切割器）。分塵器有旋風(fēng)式、向心式、撞擊式等多種。它們又分為二級式和多級式。前者用于采集粒徑10μm以下的顆粒物，后者可分級采集不同粒徑的顆粒物，用于測定顆粒物的粒度分布。

空氣以高速度沿180°漸開線進(jìn)入二級旋風(fēng)分塵器的圓筒內(nèi)，形成旋轉(zhuǎn)氣流，在離心力的作用下，將顆粒物甩到筒壁上并繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)。粗顆粒在不斷與筒壁撞擊中失去前進(jìn)的能量而落入大顆粒物收集器內(nèi)，細(xì)顆粒隨氣流沿氣體排出管上升，被過濾器的濾膜捕集，從而將粗、細(xì)顆粒物分開。

當(dāng)氣流從小孔高速噴出時(shí)，因所攜帶的顆粒物大小不同，慣性也不同，顆粒物質(zhì)量越大，慣性越大。不同粒徑的顆粒物各有一定的運(yùn)動(dòng)軌線，其中，質(zhì)量較大的顆粒物運(yùn)動(dòng)軌線接近中心軸線，最后進(jìn)入錐形收集器被底部的濾膜收集；小顆粒物慣性小，離中心軸線較遠(yuǎn)，偏離錐形收集器入口，隨氣流進(jìn)入下一級。第二級的噴嘴直徑和錐形收集器的入口孔徑變小，二者之間距離縮短，使小一些的顆粒物被收集。第三級的噴嘴直徑和錐形收集器的入口孔徑又比第二級小，其間距離更短，所收集的顆粒物更細(xì)。如此經(jīng)過多級分離，剩下的極細(xì)顆粒物到達(dá)最底部，被夾持的濾膜收集。

當(dāng)含顆粒物氣體以一定速度由噴嘴噴出后，顆粒獲得一定的動(dòng)能并且有一定的慣性。在同一噴射速度下，粒徑越大，慣性越大，因此，氣流從第一級噴嘴噴出后，慣性大的大顆粒難于改變運(yùn)動(dòng)方向，與第一塊捕集板碰撞被沉積下來，而慣性較小的顆粒則隨氣流繞過第一塊捕集板進(jìn)入第二級噴嘴。因第二級噴嘴較第一級小，故噴出顆粒動(dòng)能增加，速度增大，其中慣性較大的顆粒與第二塊捕集板碰撞而被沉積，而慣性較小的顆粒繼續(xù)向下級運(yùn)動(dòng)。如此一級一級地進(jìn)行下去，則氣流中的顆粒由大到小地被分開，沉積在不同的捕集板上，最末級捕集板用玻璃纖維濾膜代替，捕集更小的顆粒。這種采樣器可以設(shè)計(jì)為3～6級，也有8級的，稱為多級撞擊式采樣器。單噴嘴多級撞擊式采樣器采樣面積有限，不宜長時(shí)間連續(xù)采樣，否則會(huì)因捕集板上堆積顆粒物過多而造成損失。多級多噴嘴撞擊式采樣器捕集面積大，應(yīng)用較普遍的一種稱為安德森采樣器，由八級組成，每級200～400個(gè)噴嘴，最后一級也是用纖維濾膜代替捕集板捕集小顆粒物。安德森采樣器捕集顆粒物粒徑范圍為0.34～11μm。

可吸入顆粒物采樣器必須用標(biāo)準(zhǔn)粒子發(fā)生器制備的標(biāo)準(zhǔn)粒子進(jìn)行校準(zhǔn)，要求在一定采樣流量時(shí)，采樣器的捕集效率在50%以上，截留點(diǎn)的粒徑（D50）為（10±1）μm。

③個(gè)體劑量器。主要用于研究空氣污染物對人體健康的危害。其特點(diǎn)是體積小、重量輕，佩戴在人體上可以隨人的活動(dòng)連續(xù)地采樣，反映人體實(shí)際吸入的污染物量。

擴(kuò)散法采樣劑量器由外殼、擴(kuò)散層和收集劑三部分組成，其工作原理是空氣通過劑量器外殼通氣孔進(jìn)入擴(kuò)散層，則被收集組分分子也隨之通過擴(kuò)散層到達(dá)收集劑表面被吸附或吸收。收集劑為吸附劑、化學(xué)試劑浸漬的惰性顆粒物質(zhì)或?yàn)V膜，如用嗎啉浸漬的濾膜可采集大氣中的SO2等。

滲透法采樣劑量器由外殼、滲透膜和收集劑組成。滲透膜為有機(jī)合成薄膜，如硅酮膜等；收集劑一般用吸收液或固體吸附劑，裝在具有滲透膜的盒內(nèi)。氣體分子通過滲透膜到達(dá)收集劑被收集，如空氣中的H2S通過二甲基硅酮膜滲透到含有乙二胺四乙酸二鈉的0.2mol/L氫氧化鈉溶液而被吸收。

1.3.2.4　采樣效率

采樣方法或采樣器的采樣效率是指在規(guī)定的采樣條件（如采樣流量、污染物濃度范圍、采樣時(shí)間等）下所采集到的污染物量占其總量的百分比。由于污染物的存在狀態(tài)不同，評價(jià)方法也不同。

①絕對比較法　精確配制一個(gè)已知濃度為c0的標(biāo)準(zhǔn)氣體，用所選用的采樣方法采集，測定被采集的污染物濃度（c1），其采樣效率（K）為：

用這種方法評價(jià)采樣效率雖然比較理想，但因配制已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體有一定困難，往往在實(shí)際應(yīng)用時(shí)受到限制。

②相對比較法　配制一個(gè)恒定的但不要求知道待測污染物準(zhǔn)確濃度的氣體樣品，用2～3個(gè)采樣管串聯(lián)起來，采集所配制的樣品。采樣結(jié)束后，分別測定各采樣管中污染物的濃度，其采樣效率（K）為：

式中　c1，c2，c3——分別為第一、第二和第三個(gè)采樣管中污染物的實(shí)測濃度。

用此法計(jì)算采樣效率時(shí)，要求第二管和第三管的濃度之和與第一管比較是極小的，這樣三個(gè)管濃度之和就近似于所配制的氣體濃度。

對顆粒物的采集效率有兩種表示方法。一種是用采集顆粒數(shù)效率表示，即所采集到的顆粒物粒數(shù)占總顆粒物粒數(shù)的百分比。另一種是質(zhì)量采樣效率，即所采集到的顆粒物質(zhì)量占顆粒物總質(zhì)量的百分比。只有全部顆粒物的大小相同時(shí)，這兩種采樣效率在數(shù)值上才相等，但是，實(shí)際上這種情況是不存在的，而粒徑幾微米以下的小顆粒物的顆粒數(shù)總是占大部分，而按質(zhì)量計(jì)算卻只占很小部分，故質(zhì)量采樣效率總是大于顆粒數(shù)采樣效率。在空氣檢測中，評價(jià)采集顆粒物方法的采樣效率多用質(zhì)量采樣效率表示。

評價(jià)采集顆粒物方法的效率與評價(jià)采集氣態(tài)和蒸氣態(tài)物質(zhì)采樣效率的方法有很大不同。一是配制已知顆粒物濃度的氣體在技術(shù)上比配制氣態(tài)和蒸氣態(tài)物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)氣體要復(fù)雜得多，而且顆粒物粒度范圍很大，很難在實(shí)驗(yàn)室模擬現(xiàn)場存在的氣溶膠各種狀態(tài)。二是濾料采樣就像濾篩一樣，能漏過第一張濾料的細(xì)小顆粒物，也有可能會(huì)漏過第二張或第三張濾料，因此用相對比較法評價(jià)顆粒物的采樣效率就有困難。為此，評價(jià)濾紙或?yàn)V膜的采樣效率一般用另一個(gè)已知采樣效率高的方法同時(shí)采樣，或串聯(lián)在它的后面進(jìn)行比較得知。

1.3.2.5　采樣記錄

采樣記錄與實(shí)驗(yàn)室分析測定記錄同等重要。不重視采樣記錄，往往會(huì)導(dǎo)致一大批檢測數(shù)據(jù)無法統(tǒng)計(jì)而報(bào)廢。采樣記錄的內(nèi)容有：被測污染物的名稱及編號；采樣地點(diǎn)和采樣時(shí)間；采樣流量和采樣體積；采樣時(shí)的溫度、大氣壓力和天氣情況；采樣儀器和所用吸收液；采樣者、審核者姓名。

1.3.3　土壤樣品采集

1.3.3.1　污染土壤樣品采集

（1）采樣布點(diǎn)

在調(diào)查研究基礎(chǔ)上，選擇一定數(shù)量能代表被調(diào)查地區(qū)的地塊作為采樣單元（0.13～0.2hm2），在每個(gè)采樣單元中，布設(shè)一定數(shù)量的采樣點(diǎn)。同時(shí)選擇對照采樣單元布設(shè)采樣點(diǎn)。

為減少土壤空間分布不均一性的影響，在一個(gè)采樣單元內(nèi)，應(yīng)在不同方位上進(jìn)行多點(diǎn)采樣，并且均勻混合成為具有代表性的土壤樣品。

對于大氣污染物引起的土壤污染，采樣點(diǎn)布設(shè)應(yīng)以污染源為中心，并根據(jù)當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)向、風(fēng)速及污染強(qiáng)度系數(shù)等選擇在某一方位或某幾個(gè)方位上進(jìn)行。采樣點(diǎn)的數(shù)量和間距依調(diào)查目的和條件而定，通常，在近污染源處采樣點(diǎn)間距小些，在遠(yuǎn)離污染源處間距大些。對照點(diǎn)應(yīng)設(shè)在遠(yuǎn)離污染源，不受其影響的地方。由城市污水或被污染的河水灌溉農(nóng)田引起的土壤污染，采樣點(diǎn)應(yīng)根據(jù)灌水流的路徑和距離等考慮。總之，采樣點(diǎn)的布設(shè)既應(yīng)盡量照顧到土壤的全面情況，又要視污染情況和檢測目的而定。下面介紹幾種常用采樣布點(diǎn)方法，見圖1-5。

①對角線布點(diǎn)法　見圖1-5（a）。該法適用于面積小、地勢平坦的污水灌溉或受污染河水灌溉的田塊。布點(diǎn)方法是由田塊進(jìn)水口向?qū)蔷€引一斜線，將此對角線三等分，在每等分的中間設(shè)一采樣點(diǎn)，即每一田塊設(shè)三個(gè)采樣點(diǎn)。根據(jù)調(diào)查目的、田塊面積和地形等條件可做變動(dòng)，多劃分幾個(gè)等分段，適當(dāng)增加采樣點(diǎn)。圖中記號“×”作為采樣點(diǎn)。

②梅花形布點(diǎn)法　見圖1-5（b）。該法適用于面積較小、地勢平坦、土壤較均勻的田塊，中心點(diǎn)設(shè)在兩對角線相交處，一般設(shè)5～10個(gè)采樣點(diǎn)。

③棋盤式布點(diǎn)法　見圖1-5（c）。這種布點(diǎn)方法適用于中等面積、地勢平坦、地形完整開闊、但土壤較不均勻的田塊，一般設(shè)10個(gè)以上采樣點(diǎn)。此法也適用于受固體廢物污染的土壤，因?yàn)楣腆w廢物分布不均勻，應(yīng)設(shè)20個(gè)以上采樣點(diǎn)。

④蛇形布點(diǎn)法　見圖1-5（d）。這種布點(diǎn)方法適用于面積較大，地勢不很平坦，土壤不夠均勻的田塊。布設(shè)采樣點(diǎn)數(shù)目較多。

（2）采樣深度

采樣深度視檢測目的而定。如果只是一般了解土壤污染狀況，只需取0～15cm或0～20cm表層（或耕層）土壤，使用土鏟采樣。如要了解土壤污染深度，則應(yīng)按土壤剖面層次分層采樣。土壤剖面指地面向下的垂直土體的切面。在垂直切面上可觀察到與地面大致平行的若干層具有不同的顏色、性狀。典型的自然土壤剖面分為A層（表層，腐殖質(zhì)淋溶層）、B層（亞層，淀積層）、C層（風(fēng)化母巖層、母質(zhì)層）和底巖層，見圖1-6。采集土壤剖面樣品時(shí)，需在特定采樣地點(diǎn)挖掘一個(gè)1m×1.5m左右的長方形土坑，深度約在2m以內(nèi)，一般要求達(dá)到母質(zhì)或潛水處即可。根據(jù)土壤剖面顏色、結(jié)構(gòu)、質(zhì)地、松緊度、溫度、植物根系分布等劃分土層，并進(jìn)行仔細(xì)觀察，將剖面形態(tài)、特征自上而下逐一記錄。隨后在各層最典型的中部自下而上逐層采樣，在各層內(nèi)分別用小土鏟切取一片片土壤樣，每個(gè)土壤剖面土層采樣點(diǎn)的取土深度和取樣量應(yīng)一致。根據(jù)檢測目的和要求可獲得分層試樣或混合樣。用于重金屬分析的樣品，應(yīng)將和金屬采樣器接觸部分的土樣棄去。

（3）采樣時(shí)間和采樣量

①采樣時(shí)間　為了解土壤污染狀況，可隨時(shí)采集樣品進(jìn)行測定。如需同時(shí)掌握在土壤上生長的作物受污染狀況，可依季節(jié)變化或作物收獲期采集。一年中在同一地點(diǎn)采樣兩次進(jìn)行對照。

②采樣量　由上述方法所得土壤樣品一般是多樣點(diǎn)均量混合而成的，取土量往往較大，而一般只需要1～2kg即可，因此對所得混合樣需反復(fù)按四分法棄取，最后留下所需的土量，裝入塑料袋或布袋內(nèi)。

（4）采樣注意事項(xiàng)

①采樣點(diǎn)不能設(shè)在田邊、溝邊、路邊或肥堆邊；

②將現(xiàn)場采樣點(diǎn)的具體情況，如土壤剖面形態(tài)特征等作詳細(xì)記錄；

③現(xiàn)場填寫標(biāo)簽兩張（地點(diǎn)、土壤深度、日期、采樣人姓名），一張放入樣品袋內(nèi)，一張?jiān)跇悠房诖稀?/p>

1.3.3.2　土壤背景值樣品采集

（1）布點(diǎn)原則

①采集土壤背景值樣品時(shí)，應(yīng)首先確定采樣單元。采樣單元的劃分應(yīng)根據(jù)研究目的、研究范圍及實(shí)際工作所具有的條件等綜合因素確定。我國各省、自治區(qū)土壤背景值研究中，采樣單元以土類和成土母質(zhì)類型為主，因?yàn)椴煌愋偷耐令惸纲|(zhì)其元素組成和含量相差較大。

②不在水土流失嚴(yán)重或表土被破壞處設(shè)置采樣點(diǎn)。

③采樣點(diǎn)遠(yuǎn)離鐵路、公路至少300m以上。

④選擇土壤類型特征明顯的地點(diǎn)挖掘土壤剖面，要求剖面發(fā)育完整、層次較清楚且無侵入體。

⑤在耕地上采樣，應(yīng)了解作物種植及農(nóng)藥使用情況，選擇不施或少施農(nóng)藥、肥料的地塊作為采樣單元，以盡量減少人為活動(dòng)的影響。

（2）樣品采集

①在每個(gè)采樣點(diǎn)均需挖掘土壤剖面進(jìn)行采樣。我國環(huán)境背景值研究協(xié)作組推薦，剖面規(guī)格一般為長1.5m、寬0.8m、深1.0m，每個(gè)剖面采集A、B、C三層土樣，過渡層（AB、BC）一般不采樣，見圖1-7、圖1-8。當(dāng)?shù)叵滤惠^高時(shí)，挖至地下水出露。現(xiàn)場記錄實(shí)際采樣深度，如0～20cm、50～65cm、80～100cm。在各層次典型中心部位自下而上采樣，切忌混淆層次、混合采樣。

②在山地土壤土層薄的地區(qū)，B層發(fā)育不完整時(shí)，只采A、C層樣。

③干旱地區(qū)剖面發(fā)育不完整的土壤，采集表層（0～20cm）、中土層（50cm）和底土層（100cm）附近的樣品。

（3）采樣點(diǎn)數(shù)的確定

通常，采樣點(diǎn)的數(shù)目與所研究地區(qū)范圍的大小、研究任務(wù)所設(shè)定的精密度等因素有關(guān)。在全國土壤背景值調(diào)查研究中，為使布點(diǎn)更趨合理，采樣點(diǎn)數(shù)依據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)原則確定，即在所選定的置信水平下，與所測項(xiàng)目測量值的標(biāo)準(zhǔn)差、要求達(dá)到的精度相關(guān)。每個(gè)采樣單元采樣點(diǎn)位數(shù)可按下式估算：

式中　n——每個(gè)采樣單元中所設(shè)最少采樣點(diǎn)位數(shù)；

t——置信因子（當(dāng)置信水平95%時(shí)，t取值1.96）；

s——樣本相對標(biāo)準(zhǔn)差；

d——允許偏差（若抽樣精度不低于80%時(shí)，d取值0.2）。

1.3.3.3　土壤樣品制備與保存

（1）土樣的風(fēng)干

除測定游離揮發(fā)酚、銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、低價(jià)鐵等不穩(wěn)定項(xiàng)目需要新鮮土樣外，多數(shù)項(xiàng)目需用風(fēng)干土樣。因?yàn)轱L(fēng)干土樣較易混合均勻，重復(fù)性、準(zhǔn)確性都比較好。從野外采集的土壤樣品運(yùn)到實(shí)驗(yàn)室后，為避免受微生物的作用引起發(fā)霉變質(zhì)，應(yīng)立即將全部樣品倒在塑料薄膜上或瓷盤內(nèi)進(jìn)行風(fēng)干。當(dāng)達(dá)半干狀態(tài)時(shí)把土塊壓碎，除去石塊、殘根等雜物后鋪成薄層，經(jīng)常翻動(dòng)，在陰涼處使其慢慢風(fēng)干，切忌陽光直接暴曬。樣品風(fēng)干處應(yīng)防止酸、堿等氣體及灰塵的污染。

（2）磨碎與過篩

進(jìn)行物理分析時(shí)，取風(fēng)干樣品100～200g，放在木板上用圓木棍輾碎，經(jīng)反復(fù)處理使土樣全部通過2mm孔徑的篩子，將土樣混勻貯于廣口瓶內(nèi)，用于土壤顆粒分析及物理性質(zhì)測定。1927年國際土壤學(xué)會(huì)規(guī)定通過2mm孔徑的土壤用作物理分析，通過1mm或0.5mm孔徑的土壤用作化學(xué)分析。

作化學(xué)分析時(shí)，根據(jù)分析項(xiàng)目不同而對土壤顆粒細(xì)度有不同要求。土壤檢測中，稱樣誤差主要取決于樣品混合的均勻程度和樣品顆粒的粗細(xì)程度，即使對于一個(gè)混合均勻的土樣，由于土粒的大小不同，其化學(xué)成分也不同，因此，稱樣量會(huì)對分析結(jié)果的準(zhǔn)確與否產(chǎn)生較大影響。一般常根據(jù)所測組分及稱樣量決定樣品細(xì)度。分析有機(jī)質(zhì)、全氮項(xiàng)目，應(yīng)取一部分已過2mm篩的土樣，用瑪瑙研缽繼續(xù)研細(xì)，使其全部通過60號篩（0.25mm）。用原子吸收光度法（AAS法）測Cd、Cu、Ni等重金屬時(shí)，土樣必須全部通過100號篩（尼龍篩）。研磨過篩后的樣品混勻、裝瓶、貼標(biāo)簽、編號、貯存。

網(wǎng)篩規(guī)格有兩種表達(dá)方法，一種以篩孔直徑的大小表示，如孔徑為2mm、1mm、0.5mm；另一種以每英寸長度上的孔數(shù)來表示，如每英寸長度上有40孔為40目篩（或稱40號篩），每英寸有80孔為80號篩等。孔數(shù)愈多，孔徑愈小。

（3）土樣保存

一般土壤樣品需保存半年至一年，以備必要時(shí)核查之用。環(huán)境檢測中用以進(jìn)行質(zhì)量控制的標(biāo)準(zhǔn)土樣或?qū)φ胀翗觿t需長期妥善保存。貯存樣品應(yīng)盡量避免日光、潮濕、高溫和酸堿氣體等的影響。

玻璃材質(zhì)容器是常用的優(yōu)質(zhì)貯器，聚乙烯塑料容器也屬美國環(huán)保局推薦容器之一，該類貯器性能良好、價(jià)格便宜且不易破損。

將風(fēng)干土樣、沉積物或標(biāo)準(zhǔn)土樣等貯存于潔凈的玻璃或聚乙烯容器之內(nèi)。在常溫、陰涼、干燥、避陽光、密封（石蠟涂封）條件下保存30個(gè)月是可行的。

1.3.4　噪聲測量與噪聲測量儀器

1.3.4.1　噪聲

聲音的本質(zhì)是波動(dòng)。受作用的空氣發(fā)生振動(dòng)，當(dāng)振動(dòng)頻率在20～20000Hz時(shí)，作用于人的耳鼓膜而產(chǎn)生的感覺稱為聲音。聲源可以是固體的振動(dòng)，也可以是流體（液體和氣體）的振動(dòng)。聲音的傳媒介質(zhì)有空氣、水和固體，它們分別稱為空氣聲、水聲和固體聲等。噪聲檢測主要討論空氣聲。

噪聲主要危害是，損傷聽力，干擾工作，影響睡眠，誘發(fā)疾病，干擾語言交流，強(qiáng)噪聲還會(huì)影響設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)和損環(huán)建筑結(jié)構(gòu)。噪聲會(huì)使人聽力損失，這種損失是累積性的，在強(qiáng)噪聲下工作一天，只要噪聲不是過強(qiáng)（120dB以上），事后只產(chǎn)生暫時(shí)性的聽力損失，經(jīng)過休息可以恢復(fù)；但如果長期在強(qiáng)噪聲下工作，每天雖可以恢復(fù)，經(jīng)過一段時(shí)間后，就會(huì)產(chǎn)生永久性的聽力損失。過強(qiáng)的噪聲還能殺傷人體。

環(huán)境噪聲的來源有四種：一是交通噪聲，包括汽車、火車和飛機(jī)等所產(chǎn)生的噪聲；二是工廠噪聲，如鼓風(fēng)機(jī)、汽輪機(jī)、織布機(jī)和沖床等所產(chǎn)生的噪聲；三是建筑施工噪聲，像打樁機(jī)、挖土機(jī)和混凝土攪拌機(jī)等發(fā)出的聲音；四是社會(huì)生活噪聲，例如，高音喇叭、收錄機(jī)等發(fā)出的過強(qiáng)聲音。

1.3.4.2　噪聲測量儀器

噪聲測量儀器的測量內(nèi)容有噪聲的強(qiáng)度，主要是聲場中的聲壓，至于聲強(qiáng)、聲功率的直接測量較麻煩，故較少直接測量，只在研究中使用；此外還測量噪聲的特征，即聲壓的各種頻率組成成分。

噪聲測量儀器主要有：聲級計(jì)、聲頻頻譜儀、記錄儀、錄音機(jī)和實(shí)時(shí)分析儀器等。

（1）聲級計(jì)

聲級計(jì)又叫噪聲計(jì)，是一種按照一定的頻率計(jì)權(quán)和時(shí)間計(jì)權(quán)測量聲音的聲壓級和聲級的儀器，是聲學(xué)測量中最常用的基本儀器。它是一種電子儀器，但又不同于電壓表等客觀電子儀表。由于在把聲信號轉(zhuǎn)換成電信號時(shí)，可以模擬人耳對聲波反應(yīng)速率的時(shí)間特性，對高低頻有不同靈敏度的頻率特性以及不同響度時(shí)改變頻率特性的強(qiáng)度特性，因此，聲級計(jì)是一種主觀性的電子儀器。

聲級計(jì)可用于環(huán)境噪聲、機(jī)器噪聲、車輛噪聲以及其他各種噪聲的測量，也可用于電聲學(xué)、建筑聲學(xué)等測量。為了使世界各國生產(chǎn)的聲級計(jì)的測量結(jié)果互相可以比較，國際電工委員會(huì)（IEC）制定了聲級計(jì)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并推薦各國采用。1979年5月在斯德哥爾摩通過了IEC 651《聲級計(jì)》標(biāo)準(zhǔn)，我國有關(guān)聲級計(jì)的國家標(biāo)準(zhǔn)是GB 3785—83《聲級計(jì)電、聲性能及測試方法》。1984年IEC又通過了IEC 804《積分平均聲級計(jì)》國際標(biāo)準(zhǔn)，我國于1997年頒布了GB/T 17181—1997《積分平均聲級計(jì)》，與IEC標(biāo)準(zhǔn)的主要要求是一致的。2002年國際電工委員會(huì)（IEC）發(fā)布了IEC 61672—2002《聲級計(jì)》新的國際標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)代替原IEC 651—1979《聲級計(jì)》和IEC 804—1983《積分平均聲級計(jì)》，我國根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)制定了JJG 188—2002《聲級計(jì)檢定規(guī)程》。新的聲級計(jì)國際標(biāo)準(zhǔn)和國家檢定規(guī)程與老標(biāo)準(zhǔn)比較作了較大的修改。

①聲級計(jì)的工作原理　聲壓由傳聲器膜片接收后，將聲壓信號轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)前置放大器作阻抗變換后送到輸入衰減器，由于表頭指示范圍一般只有20dB，而聲音范圍變化可高達(dá)140dB，甚至更高，所以必須使用衰減器來衰減較強(qiáng)的信號。再由輸入放大器進(jìn)行定量放大。放大后的信號由計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行計(jì)權(quán)，它的設(shè)計(jì)模擬人耳對不同頻率有不同靈敏度的聽覺響應(yīng)。在計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)處可外接濾波器，這樣可作頻譜分析。輸出的信號由輸出衰減器減到額定值，隨即送到輸出放大器放大。使信號達(dá)到相應(yīng)的功率輸出，輸出信號經(jīng)RMS檢波后（均方根檢波電路）送出有效值電壓，推動(dòng)電表或數(shù)字顯示器，顯示所測的聲壓級分貝值。

②聲級計(jì)的分類　按其精度將聲級計(jì)分為1級和2級。兩種級別的聲級計(jì)的各種性能指標(biāo)具有同樣的中心值，僅僅是容許誤差不同，而且隨著級別數(shù)字的增大，容許誤差放寬。按體積大小可分為臺式聲級計(jì)、便攜式聲級計(jì)和袖珍式聲級計(jì)。按其指示方式可分為模擬指示聲級計(jì)（電表、聲級燈）和數(shù)字指示聲級計(jì)。根據(jù)IEC 651和國家標(biāo)準(zhǔn)，兩種聲級計(jì)在參考頻率、參考人射方向、參考聲壓級和基準(zhǔn)溫濕度等條件下，測量的準(zhǔn)確度（不考慮測量不確定度）如表1-5所示。

儀器上有阻尼開關(guān)能反映人耳聽覺動(dòng)態(tài)特性，快擋“F”用于測量起伏不大的穩(wěn)定噪聲。如噪聲起伏超過4dB可利用慢擋“S”，有的儀器還有讀取脈沖噪聲的“脈沖”擋。老式聲級計(jì)的示值采用表頭刻度方式，通常采用由-5（或-10）～0，以及0～10，跨度共15dB（或20dB）。現(xiàn)在使用的聲級計(jì)一般具有自動(dòng)加權(quán)處理數(shù)據(jù)的功能。

（2）其他噪聲測量儀器

①聲級頻譜儀　噪聲測量中如需進(jìn)行頻譜分析，通常在精密聲級配用倍頻程濾波器。根據(jù)規(guī)定需要使用十擋，即中心頻率為31.5Hz、63Hz、125Hz、250Hz、500Hz、1kHz、2kHz、4kHz、8kHz、16kHz。

②錄音機(jī)　有些噪聲現(xiàn)場，由于某些原因不能當(dāng)場進(jìn)行分析，需要貯備噪聲信號，然后帶回實(shí)驗(yàn)室分析，這就需要錄音機(jī)。供測量用的錄音機(jī)不同于家用錄音機(jī)，其性能要求高得多。它要求頻率范圍寬（一般為20～15000Hz），失真小（小于3%），信噪比大（35dB以上），此外，還要求頻響特性盡可能平直，動(dòng)態(tài)范圍大等。

③記錄儀　記錄儀將測量的噪聲聲頻信號隨時(shí)間變化記錄下來，從而對環(huán)境噪聲作出準(zhǔn)確評價(jià)，記錄儀能將交變的聲譜電信號作對數(shù)轉(zhuǎn)換，整流后將噪聲的峰值、均方根值（有效值）和平均值表示出來。

④實(shí)時(shí)分析儀　實(shí)時(shí)分析儀是一種數(shù)字式譜線顯示儀，能把測量范圍的輸入信號在短時(shí)間內(nèi)同時(shí)反映在一系列信號通道顯示屏上，通常用于較高要求的研究、測量。目前使用尚不普遍。

1.3.4.3　噪聲標(biāo)準(zhǔn)

噪聲對人的影響與聲源的物理特性、暴露時(shí)間和個(gè)體差異等因素有關(guān)。所以噪聲標(biāo)準(zhǔn)的制定是在大量實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的，主要考慮因素是保護(hù)聽力、噪聲對人體健康的影響、人們對噪聲的主觀煩惱度和目前的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)條件等方面。對不同的場所和時(shí)間分別加以限制，即同時(shí)考慮標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)性、先進(jìn)性和現(xiàn)實(shí)性。

從保護(hù)聽力而言，一般認(rèn)為每天8h長期工作在80dB以下聽力不會(huì)損失，而在聲級分別為85dB和90dB環(huán)境中工作30年，根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）的調(diào)查，耳聾的可能性分別為8%和18%。在聲級70dB環(huán)境中，談話就感到困難。而干擾睡眠和休息的噪聲級閾值白天為50dB，夜間為45dB，我國環(huán)境噪聲允許范圍見表1-6。

不同地區(qū)對基數(shù)的修正值見表1-7。室內(nèi)噪聲受室外噪聲影響的修正值見表1-8。環(huán)境噪聲等效聲級限值見表1-9。

按區(qū)域的使用功能特點(diǎn)和環(huán)境質(zhì)量要求，聲環(huán)境功能區(qū)分為以下五種類型。

①0類聲環(huán)境功能區(qū)　指康復(fù)療養(yǎng)區(qū)等特別需要安靜的區(qū)域。

②1類聲環(huán)境功能區(qū)　指以居民住宅、醫(yī)療衛(wèi)生、文化體育、科研設(shè)計(jì)、行政辦公為主要功能，需要保持安靜的區(qū)域。

③2類聲環(huán)境功能區(qū)　指以商業(yè)金融、集市貿(mào)易為主要功能，或者居住、商業(yè)、工業(yè)混雜，需要維護(hù)住宅安靜的區(qū)域。

④3類聲環(huán)境功能區(qū)　指以工業(yè)生產(chǎn)、倉儲(chǔ)物流為主要功能，需要防止工業(yè)噪聲對周圍環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重影響的區(qū)域。

⑤4類聲環(huán)境功能區(qū)　指交通干線兩側(cè)一定區(qū)域之內(nèi)，需要防止交通噪聲對周圍環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重影響的區(qū)域，包括4a類和4b類兩種類型。4a類為高速公路、一級公路、二級公路、城市快速路、城市主干路、城市次干路、城市軌道交通（地面段）、內(nèi)河航道兩側(cè)區(qū)域；4b類為鐵路干線兩側(cè)區(qū)域。

1.3.4.4　城市環(huán)境噪聲監(jiān)測方法

（1）監(jiān)測目的

評價(jià)不同聲環(huán)境功能區(qū)晝間、夜間的聲環(huán)境質(zhì)量，了解功能區(qū)環(huán)境噪聲時(shí)空分布特征。

（2）定點(diǎn)監(jiān)測法

①監(jiān)測要求　選擇能反映各類功能區(qū)聲環(huán)境質(zhì)量特征的監(jiān)測點(diǎn)1至若干個(gè)，進(jìn)行長期定點(diǎn)監(jiān)測，每次測量的位置、高度應(yīng)保持不變。

對于0類、1類、2類、3類聲環(huán)境功能區(qū)，該監(jiān)測點(diǎn)應(yīng)為戶外長期穩(wěn)定、距地面高度為聲場空間垂直分布的可能最大值處，其位置應(yīng)能避開反射面和附近的固定噪聲源；4類聲環(huán)境功能區(qū)監(jiān)測點(diǎn)設(shè)于4類區(qū)內(nèi)第一排敏感建筑物戶外交通噪聲空間垂直分布的可能最大處。

聲環(huán)境功能區(qū)監(jiān)測每次至少進(jìn)行一晝夜24小時(shí)的連續(xù)監(jiān)測，得出每小時(shí)及晝間、夜間的等效聲級Leq、Ld、Ln和最大聲級Lmax。用于噪聲分析的，可適當(dāng)增加監(jiān)測項(xiàng)目，如累積百分聲級L10、L50、L90等。監(jiān)測應(yīng)避開節(jié)假日和非正常工作日。

②監(jiān)測結(jié)果評價(jià)　各監(jiān)測點(diǎn)位監(jiān)測結(jié)果獨(dú)立評價(jià)，以晝夜等效聲級Ld和夜間等效聲級Ln作為評價(jià)各監(jiān)測點(diǎn)位聲環(huán)境質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)的基本依據(jù)。

一個(gè)功能區(qū)設(shè)有多個(gè)測點(diǎn)的，應(yīng)按點(diǎn)次分別統(tǒng)計(jì)晝間、夜間的達(dá)標(biāo)率。

③環(huán)境噪聲自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)　全國重點(diǎn)環(huán)保城市以及其他有條件的城市和地區(qū)宜設(shè)置環(huán)境噪聲自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)，進(jìn)行不同聲環(huán)境功能區(qū)監(jiān)測點(diǎn)的連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測。

環(huán)境噪聲自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)主要是由自動(dòng)監(jiān)測子站和中心站及通信系統(tǒng)組成，其中自動(dòng)監(jiān)測子站由全天候戶外傳聲器、智能噪聲自動(dòng)監(jiān)測儀器、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備等構(gòu)成。

（3）普查監(jiān)測法

①0～3類聲環(huán)境功能區(qū)普查監(jiān)測

a.監(jiān)測要求：將要普查監(jiān)測的某一聲環(huán)境功能區(qū)劃分成多個(gè)等大的正方格，網(wǎng)格要完全覆蓋住被普查的區(qū)域，且有效網(wǎng)格總數(shù)應(yīng)多于100個(gè)。測點(diǎn)應(yīng)設(shè)在每一個(gè)網(wǎng)格的中心，測點(diǎn)條件為一般戶外條件。

監(jiān)測分別在晝間工作時(shí)間和夜間22：00～24：00（時(shí)間不足可順延）進(jìn)行。在前述監(jiān)測時(shí)間內(nèi)，每次每個(gè)測點(diǎn)測量10min的等效聲級Leq，同時(shí)記錄噪聲主要來源。監(jiān)測應(yīng)避開節(jié)假日和非正常工作日。

b.監(jiān)測結(jié)果評價(jià)：將全部網(wǎng)格中心測點(diǎn)測量10min的等效聲級Leq做算術(shù)平均運(yùn)算，多得到的平均值代表某一聲環(huán)境功能區(qū)的總體環(huán)境噪聲水平，并計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差。根據(jù)每個(gè)網(wǎng)格中心的噪聲值及對應(yīng)的網(wǎng)格面積，統(tǒng)計(jì)不同噪聲影響水平下面積百分比，以及晝間、夜間的達(dá)標(biāo)面積比例。有條件可估算受影響人口。

②4類聲環(huán)境功能區(qū)普查監(jiān)測

a.監(jiān)測要求：以自然路段、站場、河段等為基礎(chǔ)，考慮交通運(yùn)行特征和兩側(cè)噪聲敏感建筑物分布情況，劃分典型路段（包括河段）。在每個(gè)典型路段對應(yīng)的4類區(qū)邊界上（指4類區(qū)內(nèi)無噪聲敏感建筑物存在時(shí)）或第一排噪聲敏感建筑物戶外（指4類區(qū)內(nèi)有敏感建筑物存在時(shí)）選擇1個(gè)測點(diǎn)進(jìn)行噪聲監(jiān)測。這些測點(diǎn)應(yīng)與站、場、碼頭、岔路口、河流匯入口等相隔一定的距離，避開這些地點(diǎn)的噪聲干擾。

監(jiān)測分晝、夜兩個(gè)時(shí)段進(jìn)行。分別測量如下規(guī)定時(shí)間內(nèi)的等效聲級Leq和交通流量，對鐵路、城市軌道交通線路（地面段），應(yīng)同時(shí)測量最大聲級Lmax，對道路交通噪聲應(yīng)同時(shí)測量累積百分聲級L10、L50、L90。

根據(jù)交通類型的差異，規(guī)定的測量時(shí)間為：

鐵路、城市軌道交通（地面段）、內(nèi)河航道兩側(cè)：晝、夜間各測量不低于平均運(yùn)行密度的1小時(shí)值，若城市軌道交通（地面段）的運(yùn)行車次密集，測量時(shí)間可縮短至20min。

高速公路、一級公路、二級公路、城市快速路、城市主干路、城市次干路兩側(cè)：晝、夜間各測量不低于平均運(yùn)行密度的20min值。

監(jiān)測應(yīng)避開節(jié)假日和非正常工作日。

b.監(jiān)測結(jié)果評價(jià)：將某條交通干線各典型路段測得的噪聲值，按路段長度進(jìn)行加權(quán)算術(shù)平均，以此得出某條交通干線兩側(cè)4類聲環(huán)境功能區(qū)的環(huán)境噪聲平均值。

也可以對某一區(qū)域內(nèi)的所有鐵路、確定為交通干線的道路、城市軌道交通（地面段）、內(nèi)河航道按前述方法進(jìn)行長度加權(quán)統(tǒng)計(jì)，得出針對某一區(qū)域某一交通類型的環(huán)境噪聲平均值。

根據(jù)每個(gè)典型路段的噪聲值及對應(yīng)的路段長度，統(tǒng)計(jì)不同噪聲影響水平下的路段百分比，以及晝間、夜間的達(dá)標(biāo)路段比例。有條件的可估算受影響人口。

對某條交通干線或某一區(qū)域某一交通類型采取抽樣測量的，應(yīng)統(tǒng)計(jì)抽樣路段比例。