2.3　样品采集条件

2.3.1　采样点布置

本书根据哈尔滨市城市布局、能源结构及气候因素的特点，利用科学的方法在哈尔滨市典型区域内进行优化布点，市区内位置分别选择在道里区和南岗区。由于哈尔滨市常年盛行风向是西南风，考虑风力输送和扩散的影响，分别在上风向和下风向处布置采样点。

其中上风向处采样点考虑设置在道理区哈尔滨商业大学校园内，主要原因是该点位于道里区繁华地带，是居民和商业区比较集中的位置，对空气质量要求相对较高，该采集点的特点是附近没有大的工业污染源，主要以分散采暖锅炉、建筑扬尘以及交通排放等污染为主。

下风相处采样点设置在南岗开发区哈尔滨工业大学二校区校园内，主要原因是该点位于南岗开发区是近几年重点建设和开发的区域，同时也是体现哈市城市环境内容和风貌的重点示范区，所以良好的环境空气质量是重要考核指标之一，该采集点的特点是附近没有较大的工业污染源，主要以小的采暖锅炉、土壤扬尘及交通排放等污染为主。

此外，为了分析城市各污染源排放对环境空气质量的影响程度，在上风向采样点的上风向处设置了背景值采样点，此点位于哈市郊区机场路附近，距离市区大约三十多千米，该区特点是附近基本没有人为污染源，受城市污染源的影响非常小，可作为市区颗粒物浓度的背景值。

综上所述本书共设置3个采样点（见图2-10和图2-11），位置分别位为哈工大、哈商大和机场路。从图上来看，三个采样点基本在一条直线上，且与哈市的常年风向（西南向）相一致，这有利于探讨风力输送的影响。

三个采样点位置不同，所要执行的实验计划也不同：哈商大为综合监测点，负责例行采样和密集型采样的任务，例行采样包括逐月样品及日夜间样品，密集型采样包括灰霾、采暖、雨雪、沙尘暴等天气特征期样品的采集，且为做到数据间的可比性，每次采样TSP、PM10、PM2.5同步进行；哈工大为例行样品采集点，主要用于采集逐月分析样品（TSP、PM10、PM2.5），且与哈工大逐月例行采样同步进行；机场路由于采样条件限制只做季度采样，TSP、PM10、PM2.5同时采集，为例行采样季度分析做背景浓度。

2.3.2　样品采集时间

为更准确地评价哈市大气颗粒物污染的全年变化趋势，在哈商大和哈工大两采样点采取两年内逐月不间断例行采样，最后用平均值进行数据分析。采样时间为2008年7月～2010年6月，采样原则是在非雨雪天气且在雨雪天1～2d之后、风力小于3～4级、无特殊污染短期排放且处于该月份颗粒物浓度较为正常的环境下进行采样，每月采两次（每月的5日和20日开始采样），每次连续采3d（三组数据），每天采24h，若有特殊环境因素，采样时间可做适当调整，但两次间隔要在5d以上。

综合监测点日夜间采样采用一年内分析数据，采样时间为2009年1～12月，采样原则与例行采样相同，TSP、PM10、PM2.5同步进行，每月采两次，每次采2d（日夜间分别有两组数据），两次采样间隔为10d，日夜间每组样品均采12h，其中日间采样时间为当天的上午7：00到下午19：00，夜间采样为当天下午19：00到第二天上午7：00。

综合监测点特征天气时期采取及时密集型采样（如灰霾、雨雪和沙尘暴时期），即在天气预报的帮助下，准确判断特征天气出现的时间，并尽可能在特征天气出现前两天开始采样，采样采取全天24h连续采集，TSP、PM10、PM2.5同步进行，且一直持续到特征天气消退2d以后。由于特征天气出现几率不由人所控制，再加上实验条件等客观因素影响，采集样品数无法作估计，但会力争对每个特征期完成两次以上的采集。另外，对于采暖期主要根据哈市供暖时间特点进行样品的采集，一般情况下哈市供暖会于每年10中旬开始，一直持续到下一年的4月中旬，历时6个月，所以采暖期样品可与例行采样同步，当受采暖影响导致某段时间内污染程度发生巨大变化时，可采取及时密集型采样。

背景值采样点由于受实验人员及实验条件的限制，只做季度样品的采集。根据哈尔滨季节的特点，可将哈尔滨的四季划分为春季（3～5月）、夏季（6～8月）、秋季（9～10月）、冬季（11～次年2月），每个季节选取2个月进行采集，每月采3d，其中4月、7月、10月和1月为对应季节的特征月份，所以尽可能保证该月份样品的采集任务。背景值采样点同样要完成2年的采集任务，并将数据汇整后取季度平均值进入后期的数据对比和分析。

在整个样品采集过程中，由于受天气条件、实验条件等客观因素的限制，不能保证所有的实验计划都会按预期进行，因此将2010年7月～2011年6月作为样品数据补充阶段，主要针对采集失败样品、化学分析失败样品及数据有疑问样品进行重新采集，力争保证与原样品的天气条件、采集条件和其他环境条件相一致。

2.3.3　采样仪器及方法

颗粒物采集所用的采样仪器为武汉市天虹仪表有限责任公司生产的TH-150型智能中流量颗粒物采样器（见图2-12），该仪器可配置TSP-100、PH10-100、PH2.5-100型大气颗粒物切割器采样头（直径为90mm），分别用来采集TSP、PM10和PM2.5 大气颗粒物。仪器可自动记录采样时温度、压力、采样累积体积、标况体积以及采样时间等，采样流量调节范围为8～130L/min，准确度为±2.5%，其构造参数及采样精准度符合国家规定标准（GB 6921—86）。滤膜为美国PALL 公司生产的石英纤维滤膜，采用高纯度石英纤维（SiO2）精制而成，不含任何黏合剂，能耐1000℃的高温，具有极好的总量和结构的稳定性及低背景值。

采样器在采样点的摆放位置应根据国家规定的标准设置，采样高度以离地2～15m为原则，采样器的摆放不能受到周边其他建筑物、树木等障碍物的影响，且与主要障碍物之间的距离应为障碍物高度的10倍以上，采样点尽量要求水平45度之范围内，不要有任何阻隔物，以免影响悬浮颗粒的采集。采样点均设置在校园内二楼和三楼平台上，距离一楼地面6～10m之间，采样器周边有围墙，但离围墙较远，采样基本不受影响。图2-13为哈工大市政学院三楼平台采样点，三种粒径颗粒物同步采样时，采样器之间的距离为5m，此距离采样时采样器之间基本不受影响。

每次采样前，需用微流量校准仪或皂泡式流量计对采样器的气密性进行检查，同时清洗大气采样切割器，并用凡士林对切割器内部孔板进行涂抹，切勿涂抹到孔中。在滤纸方面应注意有使用前无破损、皱折等情形，同时考虑到采样前后滤膜的湿度会影响样品的称重质量及实验的准确性，在采样前后滤膜必须保存在干净的干燥箱内，并控制湿度为40%±5%，干燥平衡48h后认为滤膜已经达到恒重（精确至0.1mg）。采样结束后，记录仪器中显示的采样温度、压力、采样时间及采集的气体流量，另外为了保证滤膜不受污染，采集后的滤膜应立即放入塑封袋或密闭性较好的塑料盒中，带回实验室干燥保存，48h后进行称重和其他化学成分的分析。