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常用的空气微生物采样方法有四种:沉降法、固体撞击法、液体撞击法、滤过法。
最常用的是平板沉降法,其采集步骤是:在采样前先用紫外线对所要采样的房间照30分钟,使室内处于相对清洁、静止状态,然后将及时领取的新鲜营养琼脂平板,置室内四角及中央各一个,将平板盖打开扣于无菌巾羡拦上,暴露20分钟,加盖及时送检,以防污染。
1.2 采样方法
在0.33hm2左右的采样区域内,按15m×15m的面积划分为12个样方。1998年6月在每个样方中分别确定猜圆生长水平中等的Ⅰ度(1年生)、Ⅱ度(3年生)、Ⅲ度(5年生)竹各3株,分别在毛竹基部挖开,顺竹蔸取连在根上粒径小于1cm土壤作为根区土壤,并分别将Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ度各3株竹的根区土样混合成一个样品,作为该样方Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ度竹的根区土样。同时在每个样方的竹林中多点采集和根区土深度一致的林间土样1个,采集时尽量避开竹鞭,各点均离竹鞭5厘米以上。
1.3 分析方法
土样带回室内后分成两份,1份鲜样分析土壤微生物三大类;另1份风干、去杂、过筛后测定土壤各类酶活性。土壤微生物计数采用平板法[12],细菌采用牛肉蛋白胨培养基;真菌采用马丁氏琼脂培养基穗派塌;放线菌采用高泽1号琼脂培养基。土壤过氧化氢酶采用容量法;蔗糖酶采用二硝基水杨酸比色法;脲酶采用苯酚——次氯酸比色法;蛋白酶采用茚三酮比色法;磷酸酶采用磷酸苯二钠比色法。〔13〕
空气污染,又称为大气污染,按照国际标准化组织(ISO)的定义,空气污染通常是指:由于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中,呈现出足够的浓度,达到足够的时间,并因此危害了人类的舒适、健康和福利或环境的现象。换言之,只要是某一种物质其存在的量、性质及时间足够对人类或其他生物、财物产生影响者,我们就可以称其为空气污染物神丛;而其存在造成的现象,就是空气污染。
基于尘埃粒子在光束中产生的散射现象为原理的光学尘埃粒子计数器,因其可以实时测量空气中尘埃粒子的尺寸和颗粒数浓度,所以在洁净环境洁净度检测、空气悬浮颗粒物监测、气溶胶研游稿樱究等方面得到广泛的应用。随着工业技术的发展,工业生产对生产环境洁净度的要求越来越高,特别是微电子行业,空气中尘埃粒子直接影响芯片的成品率;同时,医疗、食品、化妆品、生物制品等部门越来越多地采用这一专业环境检测仪器,以提高产品质量。
为了满足用户实时实地测量的要求,国内自主研制微型化激光尘埃粒子计数器变得十分迫切。深圳市赛纳威环境科技有限公司是一家专业从事环境检测仪器及环境监测治理开发和制造的高科技企业,公司早期开发的净化车间专用尘埃粒子计数器系列产品和气体检测仪器系列产品已经在国内外市场上占据了较高的市场份额。
CW-HPC300三通道高精度手持式激光尘埃粒子计数器是依据国际标准ISO14644-1和GMP设计,有中英文版本可供选择,能同时对三个粒径档(用户可任意设定待测粒径)进行检测,并能通过USB接口高速,可广泛应用于电子工业和制药工业中的无尘车间环境检测、室内环境检测、过滤器效率分析测试、检查污染源分析、粒径分布分析等。
CW-PPC300三通道台式激光尘埃粒子计数器是按照国际标准ISO14644-1和GMP设计、按照国家计量总局颁布的JJG546-88计量规范要求标定。中/英文双语显示,采用微电脑控制实时监测,测量精度高、速度快、直接打印检测结果等功能。主要用于检测洁净室或无尘车间的空气尘埃颗粒浓度,以及分布状况,是确定环境洁净等级的专用测量仪器。广泛应用于电子工业和制药工业中检测净化环境、净化室、无尘室洁净级别。
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CW-RPC300远程遥测激光尘埃粒子计数器是智能多点净化检测的终端设备。为用户提供实时准确地远程测量所监控环境的微粒数量和净化等级。根据不同需要增加或减少控制终端,可实现7*24实时远程自动监测,通过RJ45网络接口、WiFi、敬渗485(moudbus)等,将数据送给PC终端,显示当前监测环境的洁净状况。该粒子计数器按照国际标准ISO14644-1,GMP和日本工业标准(JIS)要求标定,专业应用于电子行业、制药车间、半导体、光学或精密机械加工等洁净室环境自动监测。
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Ann Sofie Olesen等学者在2017年研究ASFV传播途径发现,从病猪身上脱落的传染性病毒可以通过气溶胶短距离传播。除了病毒气溶胶,微生物气溶还包括细菌气溶胶、真菌气溶胶等。
微生物气溶胶能导致人类及动植物疾病的传播、导致工农业产品污染变质,直接威胁到人类的健康和经济发展。因做世此,准确采样和检测环境微生物气溶胶,是评价环境卫生质量及控制污染措施的关键环节。
微生物气溶胶采样常见方法:
被动式
代表方法:自然沉降法采样机制:测定区域空气中的微生物气溶胶颗粒由于重力作用,在一定时间内沉降到带有培养介质平板内的一种采样方法。
存在的问题:①待检测空气中许多小粒子比较稳定,呈悬浮状态,沉降速度相当缓慢;②采样精准度较差,不适合在有气流干扰的环境使用;③一般只能采集到>8 μm的微生物气溶胶,对于传播疾病最危险的5 μm以下颗粒采集效率低下。
主动式
代表方法一:固体撞击式典型代表:Andersen采样器
采样机制:空气中的微生物气溶胶,获得足够惯性后,撞击在收集板(培养基)表面,具有足够动量的颗粒被截获。存在的问题:①一部分带菌小粒子由于惯性小,在气流的夹携下跟随流体闹凯沿流线运动,出现滑脱或逃逸现象;②当采样器引导的流速过高时,可能会损伤一些脆微生物;③延长采样时间会相应的导致液胡唤培养基干燥、微生物脱水,从而影响微生物活性;④环境中广泛存在着活着但不可培养微生物(霍乱弧菌和大肠埃希菌等),应用Andersen采样法,对特定区域内这类空气微生物含量及其变化状况的研究会受到限制。
代表方法二:液体冲击式典型代表:BioSampler采样器
采样机制:利用喷射气流将空气中的微生物粒子冲击到容器底部的液体中,由于液体粘性,将微生物粒子捕获。存在的问题:①当气温低于5℃以下使用时,喷嘴容易结冰堵塞;②采样流量小(6~12.5 L/min),从而存在采样液中微生物粒子浓度偏低、难以检出的问题,从而也不适合低浓度微生物气溶胶采样;③该类采样器多由玻璃制成,携带不便。
代表方法三:湿壁气旋式典型代表:朗司医疗ASE-100采样器
采样机制:利用气流在旋风机的圆锥部分高速旋转时的惯性,使气流中的微生物粒子分离出来。
存在的问题:主要是采集杯内壁上的粒子存在反弹又被气流带走的损耗可能,其他问题待观察朗司优化方案:设计特制的采集液来包裹保护,降低小粒子逃逸、二次气溶胶化的可能性。
(一)大气样
大气样品的采集方法可归纳为直接采样法和富集采样法两类。
1.直接采样法
适用于大气中被测组分浓度较高或监测方法灵敏度高的情况,这时不必浓缩,只需用仪器直接采集少量样品进行分析测定即可。此法测得的结果为瞬时浓度或短时间内的平均浓度。
常用容器有注射器、塑料袋、采气管、真空瓶等。
1)注射器采样;常用100mL注射器采集有机蒸汽样品。采样时,先用现场气体抽洗2~3次,然后抽取100mL,密封进气口,带回实验室分析。样品存放时间不宜长,一般当天分析完。气相色谱分析法常采用此法取样。取样后,应将注射器进气口朝下,垂直放置,以使注射器内压略大于外压。
2)塑料袋采样:应选不吸附、不渗漏,也不与样气中污染组分发生化学反应的塑料袋,如聚四氟乙烯袋、聚乙烯袋、聚氯乙烯袋和聚酯袋等,还有用金属薄膜作衬里(如衬银,衬铝)的塑料袋。采样时,先用二联球打进现场气体冲洗2~3次,再充满样气,夹封进气口,带回实验室尽快分析。
3)采气管采样:采气管容积一般为100~1000mL。采样时,打开两端旋塞,用二联球或抽气泵接在管的一端,迅速抽进为采气管容积6~10倍的欲采气体,使采气管中原有气体被完全置换出,关上旋塞,采气管体积即为采气体积。
4)真空瓶仔纯友采样:真空瓶是一种具有活塞的耐压玻璃瓶,容积一般为500~1000m L。采样前,先用抽真空装置把采气瓶内气体抽走,使瓶内真空度达到1.33KPa,之后念槐,便可打开旋塞采样,采完即关闭旋塞,则采样体积即为真空瓶体积。
2.富集采样法
富集采样法:原理是使大量的样气通过吸收液或固体吸收剂得到吸收或阻留,使原来浓度较小的污染物质得到浓缩,以利于分析测定。
适用于大气中污染物质浓度较低的情况。采样时间一般较长,测得结果可代表采样时段的平均浓度,更能反映大气污染的真实情况。
具体采样方法包括溶液吸收法、固体阻留法、液体冷凝法、自然积集法等。
(1)溶液吸收法
该法是采集大气中气态、蒸汽态及某些气溶胶态污染物质的常用方法。
采样时,用抽气装置将欲测空气以一定流量抽入装有吸收液的吸收管,使被测物质的分子阻留在吸收液中,以达到浓缩的目的。采样结束后,倒出吸收液进行测定,根据测得的结果及采样体积计算大气中污染物的浓度。
吸收效率主要决定于吸收速度和样气与吸收液的接触面积。
吸收液的选择原则:
1)与被采集的物质发生不可逆化学反应快或对其溶解度大;
2)污染物质被吸收液吸收后,要有足够的稳定时间,以满足分析测定所需时间的要求;
3)污染物质被吸收后,应有利于下一步分析测定,最好能直接用于测定;
4)吸收液毒性小,价格低,易于购买,并尽可能回收利用。
常用吸收管有气泡式吸收管、冲击式吸收管和多孔筛板吸收管(瓶)等。
(2)填充柱阻留法
填充柱是用一根6~10cm长,内径3~5mm的玻璃管或塑料管,内装颗粒状填充剂制成。采样时,让气样以一定流速通过填充柱,则欲测组分因吸附、溶解或化学反应而被阻留在填充剂上,达到浓缩采样的目的。采样后,通过加热解吸,吹气或溶剂洗脱,使被测组分从填充剂上释放出来测定。
根据填充剂阻留作用的原理,可分为吸附型、分配型和反应型三种类型。
1)吸附型填充柱:所用填充剂为颗粒状固体吸附剂,如活性炭、硅胶、分子筛、氧化铝、素烧陶瓷、高分子多孔微球等多孔性物质,对气体和蒸气吸附力强。
2)分配型填充剂:所用填充剂为表面涂有高沸点有机溶剂的惰性多孔颗粒物,适于对蒸气和气溶胶态物质的采集。气样通过采样管时,分配系数大的或溶解度大的组分阻留在填充裤闹柱表面的固定液上。
3)反应型填充柱:其填充柱是由惰性多孔颗粒物或纤维状物表面涂渍能与被测组分发生化学反应的试剂制成。也可用能与被测组分发生化学反应的纯金属(如金、银、铜等)丝毛或细粒作填充剂。采样后,将反应产物用适宜溶剂洗脱或加热吹气解吸下来进行分析。
(3)滤料阻留法
将过滤材料放在采样夹上,用抽气装置抽气,则空气中的颗粒物被阻留在过滤材料上,称量过滤材料上富集的颗粒物质量,根据采样体积,即可计算出空气中颗粒物的浓度。常用滤料:①纤维状滤料:如定量滤纸、玻璃纤维滤膜、氯乙烯滤膜等;②筛孔状滤料:如微孔滤膜、核孔滤膜、银薄膜等。各种滤料由不同的材料制成,性能不同,适用的气体范围也不同。
(4)低温冷凝法
借制冷剂的制冷作用使空气中某些低沸点气态物质被冷凝成液态物质,以达到浓缩的目的。适用于大气中某些沸点较低的气态污染物质,如烯烃类灌类等。
常用制冷剂:冰、干冰、冰-食盐、液氯-甲醇、干冰-二氯乙烯、干冰乙醇等。
(5)自然积集法
利用物质的自然重力、空气动力和浓差扩散作用采集大气中的被测物质,如自然降尘量、硫酸盐化速率、氟化物等大气样品的采集。
(二)水中溶解气体
1.逸出气体样品的采取
水中逸出气体样品的采取,一般用排水集气原理,如图7-3所示。将连接在集气管2上的玻璃漏斗沉入水中,待水面升到弹簧夹5以上时关闭弹簧夹5;再将注满水的下口瓶3提升,使水注入集气管2中。待集气管2充满水后(不得留有气泡),关闭弹簧夹4和6;再将下口瓶3注满水,并置于低于集气管2的位置:将漏斗1移至水底气体逸出处,打开弹簧夹4和5,气体即沿漏斗1进入集气管2内;待集气管2中的水被排尽后,关闭弹簧夹4和5。这样,集气管中便收集好待测气体,即可送实验室分析。
图7-3 排水集气法气体采样示意图
1—玻璃漏斗;2—集气管;3—下口瓶;4、5、6—弹簧夹7—橡皮管
图7-4 大气量排水集气法气体采样示意图
1—玻璃漏斗;2、3—弹簧夹;4—玻璃瓶;5—橡皮塞;6、7—玻璃管;8—橡皮管
还可用另一种方法采集气体样品。选一带橡皮塞5的250m L的玻璃瓶4,配一玻璃漏斗1;在橡皮塞5上钻两个圆孔,分别插入末端带皮管及弹簧夹的两支玻璃管6、7,一支玻璃管与玻璃漏斗1相连(图7-4)。采样时,先将玻璃瓶4注满水(不得留有空气),夹上弹簧夹2、3;然后:将玻璃瓶4倒置于水中,并将玻璃漏斗1对准水底气体逸出处,打开弹簧夹2、3;待气体快要充满玻璃瓶时(瓶中要保留约10m L水样),关上弹簧夹2、3,拔去漏斗1,扎紧橡皮管,并立即用蜡密封瓶口;将玻璃瓶倒置于木箱中,送实验室分析。
2.溶解气体样品的采取与分离
溶解气体试样,一般在现场采用真空法分离采集。其取样分离装置如图7-5所示。取一个5L的大玻璃瓶2,配一两孔橡皮塞3,其中插有两根紫铜管8、9;一根紫铜管下端接有橡皮球胆1。在玻璃瓶2的3000m L处作一标记。在取样和分离溶解气体前,应检查玻璃瓶是否密封。其方法是:向瓶中注入40m L水样,塞紧瓶塞3,夹紫弹簧夹5,打开弹簧夹6,用真空泵抽尽球胆中的空气;再关闭弹簧夹6,打开弹簧夹5,将玻璃瓶内抽成真空(抽到瓶中水沸腾冒泡,直至不再冒泡为止);关闭弹簧夹5,将瓶倒置,如瓶子完全密闭,则无气泡逸出水面;反之,则表明漏气,须查明原因,重新抽真空。密闭性检查后,即可进行溶解气体的分离。将橡皮管10(管中应预先充满待取水样,以防空气进入真空瓶中)插入待取水源中,打开弹簧夹5将水样引人真空瓶2中;当水样体积达3000m L标记处时,关闭弹簧夹5,拔掉橡皮管10,同时接上事先已充满水样的集气管11等排水集气装置(图7-5);打开弹簧夹6,使大气进入球胆;此时,溶解气体集中于瓶颈处。打开弹簧夹5和集气管11的上、下旋塞,15、16(旋塞上应涂以高真空油脂),借助降低下口瓶12的位置,将瓶颈处的溶解气体引入集气管11中(集气管的体积应与水样中溶解气体的多少相匹配);待溶解气体完全抽出后,关闭弹簧夹5,及集气管上的旋塞15、16。进行上述一次操作,水中溶解气体尚不能完全分离。因此,须用真空泵再次将球胆抽成真空。此时,瓶中水样又恢复到3000m L标记处,瓶中再次形成低压;将球胆重新充入空气,仍用排水集气法将分离出的溶解气体收集在集气管中。如此反复分离3~5次,则可基本上分离完全。然后将集气管用石蜡密封,贴上标签,注明水温,大气温度、取样时气压、溶解气体体积及取样体积(m L),速送实验室分析。实验室只接收分离后的气样,不接收水样。
图7-5 真空法分离溶解气样采集方法
1—橡皮球胆;2—玻璃瓶;3—橡皮塞;4、10、13、14—橡皮管;5、6—弹簧夹;7—橡皮管接头;8、9—紫铜管;11—集气管;12—下口瓶;15、16 集气管旋塞
(三)土壤气体
土壤气体的测量主要指标为土壤CO2通量的测量。
首先在试验地中选定具有代表性的地点,把CO2采集钻钻至土壤中所要测定的深处,取出土钻,弃去填满土钻中的土壤,再将土钻插入孔中,然后将钻筒往上提两转,使钻头与钻孔间形成孔隙,然后压紧土钻周围的土壤(在测定之前,需先抽取土壤空气,以使橡皮管及钻杆中都充满土壤空气)。
然后用皮管将深层CO2抽气钻与CO2气体吸收器相连接,用压力抽气瓶将土壤空气抽入采集袋。
用墨水笔在现场填写《气体样品采样交接记录表》,字迹应端正、清晰、各栏内容填写齐全。
采样结束前,应核对采样计划、采样记录与样品,如有错误或者漏采,应立即重采或补采。
1、尘埃粒子计数器:检测洁净室内的粒子个数
2、定量采样机器人:检测集稿嫌中空调通风管道积尘量
3、六级筛孔撞击式微生物采样器:采集公共卫生场所中的微生物
4、空气微生物浓缩采样器:微生物气溶纯敬漏胶
5、浮游空气尘菌采样器:测浮游菌
6、风量罩:空调的风量
7、风速计:测风速
8、数字微压计:测压差
9、紫外照度计:测照度
10、ATP 荧光检测仪:洁具/无尘车间的洁做烂净度
11、生物安全柜/超净工作台:实验室基础仪器
12、粒度分析仪:粒度分析