一、大氣樣品的采集

(一)采樣點的布置

1、布點原則

大氣中的污染物具有時間分布、空間分布和擴散遷移的特點，它的濃度受到風向、風速、湍流、氣溫、氣壓、濕度和地形等因素的影響，因此應根據(jù)測定目的、污染物的理化學質(zhì)、污染物的排放現(xiàn)狀和當時的氣象條件等實際情況妥當選擇采樣點的數(shù)量和位置，使所得到的數(shù)據(jù)具有代表性與實用性。

大氣污染是大范圍的，隨時間空間變化，受氣象、季節(jié)、地形、地物等因素的強烈影響，因此，對大氣污染物的采集就必須在監(jiān)測區(qū)中同時進行多點布設，應包括該監(jiān)測區(qū)的高濃度、中濃度、低濃度樣品的采集，才能準確地代表這一監(jiān)測區(qū)的大氣污染現(xiàn)狀。在環(huán)境質(zhì)量評價中，對于一級評價項目，監(jiān)測點不應少于10個；對于二級評價項目，監(jiān)測點數(shù)不少于6個；對于三級評價項目，布置1～3個點即可。一般超標地區(qū)布點的數(shù)目要多些，郊區(qū)農(nóng)標地區(qū)布點則可少一些；工業(yè)企業(yè)較集中的城區(qū)、工礦區(qū)和交通頻繁區(qū)布點要多些，郊區(qū)農(nóng)村布點則可少些；人口稠密的地區(qū)，布點多些，人口密度小的地方，布點則可少些；當污染源較集中，主導風向較明顯時，在污染源主導風向下風區(qū)方位布點可多一些，而在污染源上風向未受本源污染的地方布設對照點，布點可少些。

采樣位置應有較好的代表性，使監(jiān)測點測量值能反映一定地區(qū)范圍的大氣環(huán)境質(zhì)量或污染水平。采樣點宜設在開闊地帶，周圍沒有樹木、高大建筑物和其他掩蔽物的平坦地帶，離地面50～180cm高度采集沒有沉降作用的地方；采集降塵樣品時，一般應在離地面500cm以上的高度或在四周開闊的建筑物頂上采樣，不要靠近污染源、建筑工地和附近的大煙囪，避免風沙和地面灰塵等影響；采集煙氣樣品時，應采集氣流比較穩(wěn)定、煙塵濃度分布均勻的樣品，采樣位置應選擇在有電源、操作方便和氣流穩(wěn)定的垂直管段中，而不應該在彎曲、接頭、閥門和鼓風機前后采樣；采集汽車尾氣樣品時，采樣位置應選擇在汽車的排氣口；在室內(nèi)采樣時，應在工作人員的工作和休息場所，離地面150cm高度采集人的呼吸帶樣品。

2、布點方法

布點方法分幾何圖形布點法和功能分區(qū)布點法。

(1)幾何圖形布點法

①扇形布點法。此法適用于孤立源(點源)。以點源為頂點，煙流方向為軸線，在點源的下風方向劃出一個扇形區(qū)域作為布點范圍。扇形角大小與氣象條件有關(guān)。一般為45⁰或60⁰，也有90⁰。將采樣點布設在扇形平面內(nèi)距點源不同距離的若干條弧線上，每條弧線上布設三四個采樣點，一般相鄰兩采樣點之間的夾角為10⁰～20⁰。在布點時，應注意高架源的特點。如果不計“本底值”時，煙囪腳下污染物的濃度為零，隨著距離增加很快出現(xiàn)濃度zui大值。隨后，污染物濃度隨距離變化是按指數(shù)關(guān)系衰減，即距點源近的，濃度降低快；距離遠的，則濃度降低慢。因此，采樣點不宜按等距離分布，而是近點源的采樣點間距小些，可測定濃度的變化情況；遠離點源的采樣點間距大些，可減少不必要的工作量。

②同心圓多方位布點法。在污染源較為集中的情況下，以污染源為中心，分取半徑為4km、10km、20km和40km，劃出若干個同心圓，再從圓心向圓周引出若干條放射線，將圓分成8個方位或16個方位，圓周間距每0.5～2km處布設一個采樣點。采樣點數(shù)和間距根據(jù)污染源的排放量、排放方式和高度、污染源周圍的地形地勢和地方微小氣候和預測結(jié)果等因素決定。對常年主導風向下風方位可布點多些。

采用本法布點可全面了解污染物向四面八方擴散的情況，但工作量大，不經(jīng)濟。

③網(wǎng)格布點法。網(wǎng)格布點法又稱方格坐標布點法，常用于多個污染源且分布較均勻的情況。

將監(jiān)測區(qū)劃成許多面積為1～2km²的方格，采樣點設在方格的中心或縱橫兩線的交點上。網(wǎng)格大小和采樣點數(shù)目，可根據(jù)人力、物力而定。采樣時，若主導風向明顯時，則下風方向的采樣點應約占總采樣點數(shù)的60％，并要注意風向變動的影響，風向變動幅度越大，則在水平面上濃度變化越大，若不注意這一特性，會導致監(jiān)測的錯誤。采用網(wǎng)格布點法可系統(tǒng)觀察一個居民區(qū)受各種污染源綜合污染的情況，布法也較方便，但存在不經(jīng)濟的問題。

④配對布點法。該方法適用于線源污染的監(jiān)測。一般布置在交通道路的下風向，離道路0.5～1m處設點，同時在該點外沿lOOm處再設一點。

(2)功能分區(qū)布點法分區(qū)布點法是將監(jiān)測區(qū)按功能劃分為工業(yè)區(qū)、居民稠密區(qū)、商業(yè)繁華區(qū)、交通樞紐區(qū)、公園游覽區(qū)、文化區(qū)等。在各功能區(qū)內(nèi)設一定數(shù)量的監(jiān)測點。此法多用于區(qū)域性日常監(jiān)測，便于了解污染物對不同功能區(qū)的影響。

(二)采樣時間和頻率

1、采樣時間

采樣時間系指每次采樣從開始到結(jié)束所需的時間，亦稱采樣時段。采樣時間依據(jù)監(jiān)測目的、氣象因素對污染物濃度擴散影響和人力物力等情況，分為短期、間歇性和長期三種尺度。

(1)短期采樣：由于采樣時間短，試樣可能沒有足夠的代表性，測定結(jié)果不能反映污染變化規(guī)律。因此，短期采樣一般只適用于氣象條件極不利污染物擴散、事故引起的排出污染物濃度劇增及廣泛監(jiān)測之前的初步調(diào)查等情況。

(2)間歇性采樣：間歇性采樣系指每隔一定時間取樣測定一次，并從多次測定結(jié)果求出平均值。如每季度采樣，可在一個月或每6天采樣一天；而一天內(nèi)又間隔相等時間，以求出日平均值、季度平均值。這種采樣監(jiān)測可節(jié)省費用，尤其適合于用手工操作的采樣儀器。若采樣時間足夠長，積累足夠多的數(shù)據(jù)，則所測結(jié)果就具有一定的代表性，對大氣污染的趨勢分析和對控制污染方案進行評價都是有用的。

(3)長期采樣：長期采樣系指在一段較長時間范圍內(nèi)，連續(xù)自動采樣測定。長期采樣所得數(shù)據(jù)具有較好的代表性，能反映出污染物濃度隨時間變化的規(guī)律?？蛇M行遠期趨勢分析，這對于建立必要的大氣污染控制規(guī)劃，制定相應的法規(guī)是極其重要的。同時可以較方便地取得日平均值、月平均值、年平均值等監(jiān)測數(shù)據(jù)。但此法只有在采樣監(jiān)測儀器自動化條件下才能適用。

2、采樣頻率

采樣頻率系指一定時間范圍內(nèi)的采樣次數(shù)，如一天、一月或一季度內(nèi)的采樣次數(shù)。采樣頻率取決于污染物質(zhì)內(nèi)在的變異性(如晝夜變化，星期變化和季節(jié)變化)和評價大氣質(zhì)量所需數(shù)據(jù)的程度。顯然，污染物濃度隨時間變化顯著，數(shù)據(jù)程度高的，則采樣頻率也要高。采用連續(xù)自動采樣監(jiān)測儀器，其采樣頻率可以達到很高。若受人力、物力條件所限，使用間歇性采樣，則其采樣頻率就比較低。

如要測定晝夜變化，采樣時間應均勻分布，如每隔2～4h采樣一次，測出的日平均濃度尚能反映。同樣，如要通過逐日采樣以了解一周間的變化，在工作日及周末假日均應采樣。如果要測定年均值，則全年各種時候都要有等量的數(shù)據(jù)。當每季度的監(jiān)測量不少于全年觀測量的20％時，則可認為監(jiān)測工作計劃已足夠平衡。

對在不同采樣頻率條件下監(jiān)測數(shù)據(jù)平均值的正確性，有人曾做過理論計算，并經(jīng)受實踐檢驗證明：正確性隨采樣頻率的減少而降低。例如，每隔一天采樣，測定的數(shù)值與每天采樣所得年平均值相比，其誤差小于±2％；如每隔12天進行采樣，其結(jié)果與每天采樣所得的年均值相比，誤差在10％以內(nèi)。