大气颗粒物采样器
大气颗粒物采样器是环境监测中用于采集空气中悬浮颗粒物（如总悬浮颗粒物、PM10、PM2.5等）的关键设备。
主要分类
1.大流量采样器：流量大，采样时间长（通常为24小时），使用大尺寸滤膜。城市背景站、区域监测站。
2.中流量采样器：流量适中，便携性较好，使用中等尺寸滤膜。环境空气质量自动监测站、移动监测车。
3.小流量采样器：流量小，常用于实验室分析，滤膜较小。特定污染源监测、职业卫生监测。
4.个人采样器：佩戴式，体积小，流量低，模拟人体呼吸带。职业健康评估（如煤矿工人、化工厂工人）。
5.在线监测仪：连续自动监测，无需人工换膜，实时传输数据。国家或地方空气自动监测站。
工作原理
大多数现代大气颗粒物采样器基于等速采样或切割原理工作：
1.动力抽气：内置真空泵以恒定流量抽取环境空气。
2.粒径分级（切割）：利用物理结构（如撞击式切割头、旋风分离器）根据空气动力学直径，将不同大小的颗粒分离。
3.总悬浮颗粒物采样器：采集直径小于100微米的颗粒物。
4.PM10采样器：只允许直径小于10微米的颗粒进入，大于10微米的被阻挡。
5.PM2.5采样器：只允许直径小于2.5微米的颗粒进入。
6.捕集：分离后的细小颗粒物被吸附在特制的滤膜（如石英滤膜、聚四氟乙烯滤膜、玻璃纤维滤膜）上。
7.计量：流量计实时监测并记录抽取的空气体积，最终计算颗粒物浓度。
标准操作
1.准备工作
滤膜预处理：
将滤膜放入恒温恒湿室平衡至少24小时（通常温度20摄氏度左右，湿度50%左右）。
使用精密天平称重（去皮重），记录数据。
装入滤膜夹，确保密封良好，无褶皱。
仪器检查：
检查电池电量（若为便携式）或电源连接。
检查流量校准装置是否完好。
检查切割头是否清洁，无灰尘堵塞。
现场选址：
避开直接排风口、树木遮挡、建筑物死角。
进气口距地面高度通常为1.5米至15米（视标准而定）。
2.现场采样
安装：将装有滤膜的采样器固定在三脚架或支架上，保持水平。
开机校准：开启仪器，进行零点校准和流量校准，调整至标准流量。
开始采样：确认流量稳定后，启动采样程序，设定采样时间（通常为24小时）。
过程监控：
每日至少巡查一次，检查流量是否正常，是否有异常噪音。
如遇降雨，需检查防雨罩是否有效，防止雨水淋湿滤膜。
记录采样期间的天气状况（风向、风速、降水等）。
3.采样结束与回收
停机：到达设定时间后，仪器自动停止或手动关机。
拆卸：小心取出滤膜夹，用镊子夹住滤膜边缘，避免手指直接接触采样面。
封装：将滤膜放入专用的洁净样品袋（信封）中，密封并贴上标签（注明编号、日期、地点、流量、时间）。
运输：低温避光保存，尽快送回实验室（通常要求48小时内完成称量）。
4.实验室分析
再次平衡：滤膜需在实验室恒温恒湿条件下平衡24小时。
称重：使用百万分之一克精度的微量天平称重。
计算：浓度=(采样后重量-采样前重量)/标况下空气体积。
注意事项
1.质量控制
空白样：每批次必须携带“运输空白”和“现场空白”滤膜，用于扣除背景污染。
平行样：同一站点应定期设置平行采样（两台仪器同时运行），误差应在允许范围内（通常小于10%）。
流量校准：每次采样前后都必须进行流量校准，误差不得超过正负5%。
2.常见故障与排除
流量不稳定：
原因：滤膜堵塞、管路漏气、泵体磨损、电池电压不足。
对策：更换滤膜、检查密封圈、维修泵体、充电。
采样效率下降：
原因：切割头污染、进气口堵塞。
对策：清洗切割头（用无水乙醇或专用清洗剂），清理进气口。
数据异常偏高：
原因：滤膜受潮、称重环境湿度过大、采样点附近有局部污染源。
3.安全与维护
防爆：在易燃易爆气体环境中，必须使用防爆型采样器。
防雨防潮：户外采样时，仪器外壳必须有良好的防水性能，但进气口不能积水。
定期检定：每年需送至法定计量机构进行检定/校准，确保流量精度符合国家标准。
应用领域
1.环境空气质量监测
城市站点：环保局在市区设立固定监测站，实时监测PM2.5、PM10浓度，发布空气质量指数（AQI），指导公众出行和预警重污染天气。
区域背景站：在偏远地区或城市上风向设置站点，监测大范围的传输污染和本底浓度。
网格化监测：在城市街道、社区部署小型采样器，绘制高分辨率的污染分布图，精准定位污染源。
2.污染源排放监管
工业烟囱监测：监测电厂、水泥厂、钢铁厂等排放的烟尘浓度，确保达标排放。
扬尘治理：建筑工地、道路施工、堆场等场所的扬尘监测，用于评估防尘措施效果及执法依据。
交通源监测：在主要交通干道两侧监测机动车尾气排放产生的颗粒物。
3.职业健康与安全
矿山行业：煤矿、金属矿山的粉尘检测，预防尘肺病。
制造业：木工、纺织、陶瓷、化工等行业，监测工作场所空气中的有害粉尘浓度，保障工人健康。
建筑施工：隧道挖掘、拆除作业中的粉尘防护评估。
4.科学研究与教育
气候变化研究：分析黑碳、气溶胶对全球气候变暖的影响。
成分分析：采集样品后在实验室进行化学成分（重金属、多环芳烃等）和生物毒性分析。
气象学研究：研究颗粒物对能见度、云雾形成的影响。
5.应急监测
突发事故：化工厂爆炸、火灾、核泄漏等突发事件后的现场快速采样，评估污染物扩散范围。
沙尘暴/雾霾：极端天气过程中的高频次采样分析。