採樣效率

採樣方法或採樣器的採樣效率是指在規定的採樣條件（如採樣流量、污染物濃度範圍、採樣時間等）下所採集到的污染物量佔其總量的百分數。換言之，如果我們能夠知道採集的樣品中污染物含量與實際大氣中此污染物含量的比值大小，即可把採集到的樣品中污染物含量除以這個比值，就可以得到大氣中此污染物含量。這個比值就是採樣率。

吸收效率的影響因素是多方面的，在採樣過程中要想得到理想的採樣效率，必須考慮以下因素。

對於一個待測物質的採樣效率的高低，十分重要的一環是選擇合適的收集器及吸收劑。根據有害物質在空氣中的存在狀態、理化性質、測定方法的靈敏度、現場條件及收集器與吸收劑的性能綜合地選擇。

（1）根據有害物質的存在狀態

以氣態或蒸氣態存在的有害物質，呈分子狀態分散於空氣中，若用濾紙或濾膜採集，則阻留率很低，如用氣泡吸收管或多孔玻板吸管則可得到較高的採樣效率。以氣溶膠存在的有害物質，膠體顆粒是分子的集合體，不易被氣泡吸收管的吸收液吸收或阻留，而選用濾料採樣則可得到較高的採樣效率。

（2）根據有害物質的理化性質

根據有害物質的理化性質來選擇合適的吸收液或固體吸附劑。一般選用對空氣中有害物質溶解度較大的或與 有害物質能迅速起化學反應的溶液作吸收液，採樣效率的高低，在很大程度上取決於有害物在吸收液中溶解度的大小，或與吸收液起化學反應速度的快慢，所以在選擇吸收液時，最好選擇與有害物質能迅速起化學反應的。因 單純利用溶解作用，在採樣過程中已被吸收的有害物質還有可能從吸收液中揮發。選擇吸收液還必須不妨礙以後 的分離和測定。所以在選擇吸收液或固體吸附劑時，除考慮採樣效率外還必須考慮採樣後應用的分析方法。

（3）根據測定方法的靈敏度

測定方法的靈敏度決定採樣體積的大小，一般測定要求能測到最高允許濃度以下或接近最高允許濃度。測定方法靈敏度越高，所需被測物質的量越少，採樣體積越小。相反靈敏度越低，採樣體積就越大，所以，在現場採樣以前必須計算一下最小採樣體積。測定方法的靈敏度低，物質的最高允許濃度低時，需要採集大量空氣，而各種收集器都有一定的採樣速度範圍，若單純為了滿足大量空氣的採集，使用超過收集器所能承受的採樣速度。就會降低採樣效率。在測定方法靈敏度低，最高允許濃度也低的情況下，宜選擇採樣速度大的收集器。

（4）根據現場條件

現場條件是選擇收集器及吸收劑的重要根據，所以應對現場情況如工藝流程、生產情況及氣象條件等做全面細緻地調查，估計測定地點有害物質濃度的高低，如超過最高允許濃度幾十或幾百倍，應採集少量空氣即可滿足分析。現場的氣象條件對選擇吸收劑有很大關係，測定地點温度很高時不能用過氯乙烯濾膜採樣，因過氯乙烯濾膜受熱變形，不能保證採樣效率，現場温度低時，對吸收液應考慮防凍問題，因某些化學反應速度在低温下顯著變慢，同樣影響採樣效率。

一般對氣態和蒸氣態物質採樣速越慢，氣體分子與吸收液的接觸時間越 長，吸收效率越高。但如果採樣速度太慢，所需時間太長，應取一合適的速度即可。

採樣速度對氣溶膠，特別是粉塵狀物必須有一定的抽氣速度，才能保證高的採樣效率。因為粉塵的顆較大小不一，受重力的作用緩慢沉降，顆粒大沉降快，由於氣流的影響使粒塵不是垂直沉降，它的沉降途徑及速度決定於顆位的重量及氣流的大小和方向，所以採樣速度應大於顆粒的運動速度，否則可能有部分顆拉因下落而不能進入收集器中。對於霧和煙，採樣速度要求並不嚴，一般以高速度為好，但應注意在高速度下的採佯效率因有害物質的漏失和反彈現象的增加而下降，採樣速度適當降低有利於擴散作用，並防止漏失。總之在選定了收集器和吸收液或吸附劑後，控制一定的採樣速度是提高採樣效率的關鍵，不能任意改變。

綜上所述，空氣樣品的採集是一項複雜、細緻科學性極強的工作，要獲得滿意的採樣，必須在現場調查的基礎上，確保採樣效率和採樣的真實性。儘量減少和避免採樣的誤差，才能保證所採集樣品的準確性和代表性 ^[1]  。

（1）絕對比較法

精確配製一個已知濃度為c₀ 的標準氣體，用所選用的採樣方法採集，測定被採集的污染物濃度（c₁），其採樣效率（K）為：

用這種方法評價採樣效率雖然比較理想，但因配製已知濃度的標準氣有一定困難，往往在實際應用時受到限制。

（2）相對比較法

配製一個恆定的但不要求知道待測污染物準確濃度的氣體樣品，用2~3個採樣管串聯起來，採集所配製的樣品。採樣結束後，分別測定各採樣管中污染物的濃度，其採樣效率（K）為：

式中：c_1、c_2、c₃———分別為第一、第二和第三個採樣管中污染物的實測濃度。

用此法計算採樣效率時，要求第二管和第三管的濃度之和與第一管比較是極小的，這樣三個管濃度之和就近似於所配製的氣樣濃度。

對顆粒物的採集效率有兩種表示方法：一種是用採集顆粒數效率表示，即所採集到的顆粒物粒數佔總顆粒物粒數的百分數；另一種是質量採樣效率，即所採集到的顆粒物質量佔顆粒物總質量的百分數。只有全部顆粒物的大小相同時，這兩種採樣效率在數值上才相等，但是，實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總是佔大部分，而按質量計算卻只佔很小部分，故質量採樣效率總是大於顆粒數採樣效率。在空氣監測中，評價採集顆粒物方法的採樣效率多用質量採樣效率表示。

評價採集顆粒物方法的效率與評價採集氣態和蒸氣態物質採樣效率的方法有很大不同。一是配製已知顆粒物濃度的氣體在技術上比配製氣態和蒸氣態物質標準氣體要複雜得多，而且顆粒物粒度範圍很大，很難在實驗室模擬現場存在的各種氣溶膠狀態。二是濾料採樣就像濾篩一樣，能漏過第一張濾料的細小顆粒物，也有可能會漏過第二張或第三張濾料，因此用相對比較法評價顆粒物的採樣效率就有困難。為此，評價濾紙或濾膜的採樣效率一般用另一個已知採樣效率高的方法同時採樣，或串聯在它的後面進行比較得知 ^[2]  。

1、從理論上講，大采氣效率是吸收液、吸附劑或採樣管、夾等對大氣中某污染物採集的百分率，而測定時則與具體採用的分析方法有關，因而實際測定或應用的採樣效率K，巳包括了方法的測定誤差，故實際應用的採樣效率K的大小與所選用的分析方法有關。

2、應控制採集和分析測定大氣樣品的操作條件和採集、分析測定採樣效率K時的條件完全一致，這樣採樣效率K的數據才可用 ^[3]  。