第一节
直接采样法

直接采样法就是直接采集工作场所空气的采样方法，即将工作场所空气直接采集在合适的收集器内，把收集器带回实验室，再根据分析方法要求进行分析检测。

该法主要适用于采集气体和蒸气状态的有害物质或不易被吸收液吸收以及被固体吸附剂所阻留的物质，适用于：

1.空气中挥发性强、吸附力小的有害物质。

2.气体有害物质浓度较高。

3.分析方法灵敏度较高。

4.不适宜使用动力采样的现场（如需要防爆的工作场所）的采样。用直接采样法所得的样品采样后应尽快分析。

直接采样法方法简单、能较快测知结果，多数直接采样法因采集的气体体积有限，检测结果多是很短时间内的平均浓度或者瞬时浓度，不符合我国现行职业接触限值的要求，因此现行工作场所空气有毒物质测定标准中，使用很少，若使用大体积的容器，也可以满足职业接触限值的要求，但运输、储存不便。但是，在易燃易爆、职业卫生应急等工作场所，不失为很好的采样方法，因此简要介绍。

根据所用收集器和操作方法的不同，直接采样法又可分为注射器采样法、采气袋采样法和真空罐采样法。

一、注射器采样法

该方法用50ml或100ml医用气密型注射器（图4-1）作为收集器。在采样现场，先抽取工作场所空气将注射器清洗3～5次，再采集现场工作场所空气，然后将进气端密闭。在运输过程中，应将进气端朝下，注射器活塞在上方，保持近垂直位置。利用注射器活塞本身的重量，使注射器内空气样品处于正压状态，以避免外界空气渗入注射器，影响空气样品的浓度或使其被污染。采样时间最好不少于5分钟，即用大于5分钟的时间完成100ml空气的采集；一般要求当天检测分析采集的样品，存放时间不宜超过24小时。

注射器采样法优点：操作简易、快速，不需空气采样动力，可反复使用，成本和费用低，适用于短时间的采样。

注射器采样法缺点：采样体积有限，注射器易破碎，携带不方便；样品保存时间短，采样后必须尽快分析；不适用于采集易吸附、对玻璃有腐蚀作用的气体有害物质样品，不能进行长时间采样。

使用注射器采样的注意事项：应选用气密性好的注射器；采样时保持腔内干燥，用现场空气抽洗3次后再采样；采样后应立即封闭进气口，封闭进气口用的材料应是惰性的，即不与待采集的气体有害物质起任何反应（化学反应或吸附作用等）；运输、保存期间注射器垂直放置，注射器活塞在上方；要防止玻璃注射器破碎。

二、采气袋采样法

该法用塑料袋（图4-2）作为采样收集容器。要求塑料袋既不吸附工作场所空气中气体有害物质，也不能解吸出所采集的气体有害物质，还不与所采集的气体有害物质发生化学反应。

使用前应检查采气袋的气密性，检查方法：充足气后，密封进气口，将其置于水中，不应冒气泡。并对气体有害物质在塑料采样袋中的稳定性进行试验。

通常使用50～1000ml铝箔复合塑料袋、聚乙烯袋、聚氯乙烯袋、聚四氟乙烯袋和聚酯树脂袋采气袋。有些使用金属薄膜衬里的袋子，对样品的稳定性有好处，如聚氯乙烯袋，对一氧化碳和非甲烷碳氢化物，只能放置10～15小时，而铝箔复合塑料袋可以保存100小时而无损失。

现场采样，除塑料袋外，还需要二连球（图4-3）或大注射器或手抽气筒。二连球是由橡皮制握球和空气储球连接起来的两个橡皮球，储球一端接橡皮管，握球有一个只进气不能出气的活动阀膜。一些对橡皮有腐蚀的活泼性气体，不能用二连球采样。

在现场采样时，用二连球或大注射器或手抽气筒将现场空气吸入或注入塑料袋内，然后用手轻轻挤压塑料袋，排尽袋内空气，这样重复3～5次，再吸入或注入现场空气，密封袋口，带回实验室分析。

采气袋采样优点：重量轻、不易破碎，可重复使用；样品保存时间比注射器长；采气袋采样法适应于工作场所空气中一氧化碳、二氧化碳、六氟化硫、丁烯、四氟乙烯、液化石油气、氯甲烷、二氯甲烷、环氧乙烷、环氧丙烷，以及应急采样。

可根据所需采样体积选择不同大小的采气袋。最高接触浓度（C _ME ）采样、瞬时采样，可选用1L以内采样袋，以0.5L/min的流量采集几十秒；短时间接触浓度（C _STE ）采样，可选用大一点采样袋，如3L采样袋，以0.1～0.2L/min的流量采集15分钟；若长时间采样，可选用5～10L采样袋，以20ml/min的流量采集4～8小时。

采气袋采样缺点：与注射器采样法相比需要空气采样器或其他采气动力；采样量有一定限制；对挥发性小的气体有害物质可能发生吸附，影响气体有害物质的浓度。

使用采气袋采样的注意事项：应有使用方便的采气和取气装置，并能反复使用；采气袋的死体积不能大于其总体积的5%；采样前应用现场空气抽洗3～4次；为了减少或防止吸附，可将采样袋保存在适当的温度下；采样后，应尽快分析；避免接触尖锐物件，造成破损。

三、真空采样法

采样容器为耐压玻璃或不锈钢制成的真空采气瓶（500～1000ml）（图4-4）。采样前，先用真空泵将采样容器抽真空（图4-5），使瓶内剩余压力小于133Pa，在采样点将活塞慢慢打开，待现场空气充满采气瓶后，关闭活塞，带回实验室尽快分析。

当用开管压力计测量采气瓶内的压强时，依据波义耳-马略特定律，在一定温度下，气体体积和其压强成反比。

则采样体积为：

式（4-1）中：

V _s ——实际采样体积，单位为毫升（ml）；

V _b ——集气瓶容积，单位为毫升（ml）；

P ₁ ——采样点采样时的大气压强，单位为千帕（kPa）；

P ₂ ——集气瓶内的测量压强，单位为千帕（kPa）。

当用闭管气压计测量采气瓶内的压强（ P ₂ ）时， P ₂ 表示集气瓶的剩余压强。则采样体积为：

式（4-2）中：

P ₂ ——集气瓶的剩余压强，单位为千帕（kPa）。

其余参数同式（4-1）。

抽真空时，应将采气瓶放于厚布袋中，以防采气瓶炸裂伤人。为防止漏气，活塞应涂渍耐真空油脂。

四、影响直接采样法准确度的因素

直接采样法的优点是方法简便，可在有爆炸危险的现场使用。但要特别注意防止收集容器内壁的吸附和解吸现象。收集器内壁的吸附作用可使所采集的气体有害物质浓度降低，例如，用塑料袋采集工作场所空气中含二氧化硫、氧化氮、苯系物、苯胺等气体有害物质时，内壁会吸附这些气体有害物质，应该选用聚四氟乙烯塑料收集器采集这些性质活泼的气体有害物质。有些收集器的内壁吸附气体有害物质后又会解吸附，释放吸附的气体有害物质，使气体有害物质浓度增加。因此，用直接采样法采集的工作场所空气样品应该尽快测定，减少收集器内壁的吸附、解吸作用。同时，采样现场温度和气压与实验室的温度和气压有差别，也一定程度地影响后期的检测结果。

（一）收集器内壁的吸附影响

用直接采样法采集工作场所空气中气体有害物质，特别是挥发性有机物气体时，收集器内壁的吸附作用对测定准确度有影响，而且在最初的一段时间内吸附速率最大，因此最重要的是缩短采样与仪器分析的时间间隔，研究表明聚四氟乙烯袋对有机物气体吸附小于塑料袋，气密性好的玻璃针筒对有机物气体吸附小于聚氯乙烯采样袋。

（二）收集器内壁的解吸影响

对于多次使用的采气袋，因收集器内壁的吸附作用，收集器内壁多少都会吸附上次采集气体有害物质，被吸附的气体有害物质，在下次采集样品时，因气温气压的变化，可能又解吸到采集的空气样品中，使气体有害物质浓度增加。

（三）温度的影响

温度有三个方面的影响：

1.温度加剧或减弱塑料袋内壁的吸附作用

收集器内壁对挥发性有机物气体有吸附作用，温度越低吸附越强，若在较高工作场所温度采集样品，而在较低温度下运输或保存样品，挥发性有机物气体在塑料袋内壁的吸附加剧；若在较低工作场所温度采集样品，而在较高温度下运输或保存样品，挥发性有机物气体在塑料袋内壁的吸附减弱。

2.温度影响有机物气体的凝聚或挥发

因有机物的饱和蒸气压，随着温度的升高而增大。当工作场所温度较高时，采集的空气中挥发性有机物气体浓度较高，在运输过程，环境温度降低，自然使采气袋的温度降低，可能导致挥发性有机物气体凝聚。当工作场所温度较低时，采集的空气中挥发性有机物气体浓度较低，但可能伴随有液滴，在运输过程，环境温度增高，自然使采气袋的温度增高，可能导致有机物液滴挥发为气体。

3.温度对采样体积的影响

依据查理定律，当压强保持固定时，气体体积与其温度成正比： ，所以当温度变化超出国家有关标准时应进行体积校正。

所以用直接采样法采集工作场所空气中挥发性有机物气体时，温度对挥发性有机物气体测试准确度的影响很大。在实际工作中，为了尽可能减少采气袋的吸附或有机物气体凝聚，有的实验室在测定前，对采气袋预热处理。在应急工作，可以携带便携式仪器，在测试现场直接完成样品的测试，省去样品保存环节，将采样误差降到最小的程度。

（四）气压的影响

依据盖·吕萨克定律，一定质量的气体，当其体积一定时，它的压强与温度成正比： ，所以当气压变化超出国家有关标准时应进行体积校正。

五、直接采样法收集器的性能要求

（一）注射器性能要求

1.气密性要求及检查方法

将玻璃注射器垂直架起，芯子应能自由下落；当抽入空气至满刻度，封闭进气口后，检查注射器芯的下落程度，下落越少，气密性能越佳。垂直架起24小时内，芯子自由下落不得超过满刻度的20%。使用塑料注射器时，将注射器内的空气全部排出，密封进气口，用力拉起芯子，并保持1～2分钟，然后放开，芯子应回到原处。

2.吸附性要求

不能吸附或释放被采集气体有害物质。

（二）采气袋性能要求

1.密封性：当采气袋充满空气后，浸没在水中，不应冒气泡。

2.具有使用方便的采气和取气装置，而且能反复多次使用。

3.采气袋的死体积不应大于其总体积的5%。

4.吸附性要求，不能吸附或释放被采集气体有害物质。

六、直接采样法在工作场所空气采样中的应用

依照GBZ/T 160和GBZ/T 300，表4-1列举了现行国家标准中气体有害物质的直接采样法。