2026年空气采样重金属采集复习题及答案

2026年空气采样重金属采集复习题及答案一、单项选择题1.空气中重金属污染物的主要存在形态是A.气态B.气溶胶态C.液态D.以上都不是答案：B解析：环境空气和废气中常见的重金属如铅、镉、铬、镍等，绝大多数吸附在不同粒径的颗粒物表面，以气溶胶态存在；仅有汞、部分砷等存在少量气态或蒸气态形态，因此重金属采集的核心对象是气溶胶态重金属，B选项正确。2.根据我国《环境空气质量手工监测技术规范》（HJ194-2017）要求，环境空气中铅的累积采样时间最低要求为A.12hB.24hC.48hD.72h答案：B解析：为满足重金属分析的检出限要求，保证采集的重金属量能够实现准确定量，环境空气中铅等重金属的手工累积采样时间不得低于24h，若区域重金属浓度较低，可适当延长采样时间，因此B选项正确。3.大流量采样法采集环境空气中重金属颗粒物，为降低滤膜本身重金属本底对测定的干扰，目前优先选用的滤膜类型是A.玻璃纤维滤膜B.石英纤维滤膜C.醋酸纤维素滤膜D.有机微孔滤膜答案：B解析：普通玻璃纤维滤膜生产过程中会引入铅、镉等重金属杂质，本底值普遍较高，难以满足低浓度环境空气重金属采样的要求；石英纤维滤膜纯度高、重金属本底低、耐高温性能好、采样阻力小，适合大流量长时间采样，是目前环境空气重金属采集的首选滤膜；醋酸纤维素滤膜和有机微孔滤膜机械强度差，仅适用于小流量或中流量采样，不适合大流量长时间采样，因此B选项正确。4.无组织排放中重金属气溶胶采集使用中流量采样器，其常规采样流量范围是A.10L/min以下B.50~100L/minC.100~150L/minD.200~1000L/min答案：B解析：空气采样按流量分为小流量（10L/min以下）、中流量（50~100L/min）、大流量（1000L/min左右）三个等级，无组织排放重金属手工采样多采用中流量采样器，流量范围符合50~100L/min的要求，因此B选项正确。5.滤膜采集空气重金属样品后，正确的保存条件是A.室温下密封避光保存B.4℃密封冷藏保存C.-20℃密封冷冻保存D.敞口室温放置答案：A解析：重金属元素性质稳定，不会在室温下发生降解或挥发损失，采集后的滤膜装入洁净无重金属污染的滤膜盒中，密封避光室温保存即可，无需冷藏冷冻，只要避免外界扬尘污染和滤膜破损即可，因此A选项正确。6.固定污染源废气重金属采集要求采用等速采样，核心原因是A.防止颗粒物损失B.保证采样流量稳定C.保证样品代表性，避免粒径偏差导致结果误差D.方便浓度计算答案：C解析：固定污染源排气中重金属随颗粒物运动，不同粒径颗粒物的惯性不同，只有当采样流速等于烟气流速（即等速采样）时，采集到的颗粒物浓度和粒径组成才与排气实际一致；若采样流速大于烟气流速，小颗粒物会因惯性偏离采样嘴，大颗粒物持续进入，导致测定结果偏高，反之则结果偏低，因此等速采样的核心目的是保证样品代表性，C选项正确。7.采集空气中汞蒸气，以下哪种方法无法有效捕集汞A.金丝吸附剂吸附B.酸性高锰酸钾溶液吸收C.活性炭吸附D.纯水吸收答案：D解析：汞蒸气在纯水中溶解度极低，无法实现有效捕集；目前常用的汞采集方法包括金丝富集吸附法、酸性高锰酸钾氧化吸收法、活性炭吸附法等，因此D选项符合题意。8.采用冲击式吸收管采集重金属气溶胶时，采样流量过高会引发哪类问题A.吸收液发泡溢出B.颗粒物穿透损失增加C.吸收效率提升D.采样时间延长答案：B解析：冲击式吸收管依靠气流冲击作用将颗粒物截留在吸收液中，若采样流量过高，气流速度过快，颗粒物来不及被吸收液截留就会穿透吸收液流出采样体系，导致采样损失，最终测定结果偏低，因此B选项正确。9.滤膜采集重金属颗粒物后，消解前将滤膜置于干燥器中平衡24h的主要目的是A.去除滤膜吸附的水分，保证称量准确B.降低滤膜湿度，加快消解速度C.促进重金属均匀分布D.杀灭微生物，防止重金属形态转化答案：A解析：采集后的滤膜会吸附环境空气中的水分，直接称量会导致颗粒物质量测定偏差，也会影响消解体系的酸度，因此需要在干燥器中平衡至恒重，去除吸附水分后再进行称量和消解，核心目的是保证称量准确，A选项正确。10.《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）规定的现有污染源铅及其化合物最高允许排放浓度为A.0.5mg/m³B.0.7mg/m³C.1.0mg/m³D.1.7mg/m³答案：B解析：该标准中现有污染源铅排放限值为0.7mg/m³，新污染源铅排放限值为0.5mg/m³，因此B选项正确。二、多项选择题1.目前我国大气污染防控中，需要重点监测的空气重金属污染物包括A.铅B.镉C.六价铬D.汞E.砷答案：ABCDE解析：我国《环境空气质量标准》（GB3095-2012）中明确规定了铅的浓度限值，在重金属污染综合防治、重点行业排放监测中，镉、铬、汞、砷都被列入重点监控的有毒重金属污染物，因此全部选项正确。2.以下选项中，属于影响空气重金属采集效率的因素有A.采样流量B.滤膜孔径与材质C.采样温度D.采样时间E.滤膜重金属本底答案：ABCD解析：采样流量过大容易导致颗粒物穿透，过小无法满足采样体积要求，直接影响采集效率；滤膜孔径过大会导致小颗粒物穿透，材质影响颗粒物截留能力，直接影响采集效率；采样温度过高会导致挥发性重金属（如汞、硒）挥发损失，降低采集效率；采样时间不足会导致采集的重金属总量低于方法检出限，属于有效采集效率的影响因素；滤膜本底影响最终测定结果的准确度，不影响采集过程本身的效率，因此不选E，正确选项为ABCD。3.固定污染源废气重金属采样系统的主要组成部分包括A.采样嘴B.加热保温采样管C.捕集滤筒D.气态重金属吸收瓶E.抽气泵与流量校准装置答案：ABCDE解析：固定污染源废气重金属采集一般采用“滤筒捕集颗粒物+吸收液捕集气态”的组合方式，采样系统从前端到后端依次为：适配流量的采样嘴、加热保温采样管（防止烟气水分冷凝造成重金属吸附损失）、捕集颗粒物的石英或玻璃纤维滤筒、串联在后端捕集气态重金属的吸收瓶、后端连接抽气泵和流量校准装置，用于稳定和计量采样流量，因此全部选项正确。4.以下关于重金属采集滤膜预处理的说法，正确的有A.新购置的石英纤维滤膜使用前需要经马弗炉烘烤，去除有机杂质、降低本底B.新的玻璃纤维滤膜无需处理可直接使用C.烘烤处理后的滤膜需要在干燥器中平衡24h后才能使用D.处理好的滤膜需要密封保存在洁净聚乙烯容器中，避免外界污染答案：ACD解析：新购置的玻璃纤维滤膜本身含有较高的重金属本底，需要经优级纯稀硝酸浸泡24h，再用去离子水冲洗至中性、烘干后才能使用，因此B选项错误；石英滤膜使用前经450℃~500℃马弗炉烘烤3~4h，可去除表面有机污染物和易挥发杂质，有效降低重金属本底，A选项正确；烘烤后的滤膜需要在干燥器中平衡至恒重，消除湿度对称量的影响，才能用于采样，C选项正确；处理好的滤膜需要密封保存，避免环境中扬尘携带的重金属污染滤膜，因此D选项正确。5.无组织排放重金属监测采样的布点原则包括A.监测点设置在排放源下风向1m~1000m范围内，采样口距离地面高度1.5m左右B.在排放源上风向设置背景对照点C.避开高大障碍物、局部扬尘源，保证气流通畅D.采样口迎向主导风向，与风向垂直答案：ABCD解析：根据《大气污染物无组织排放监测技术导则》（HJ/T55-2000）要求，无组织排放监测布点需设置在下风向排放源影响范围内，采样高度设置为1.5m左右的人群呼吸带高度，同时在上风向设置对照点消除背景浓度干扰，避开高大建筑、障碍物影响气流，采样口迎向风向，保证采样代表性，因此全部选项正确。三、判断题1.空气中所有重金属都以气溶胶态存在，仅用滤膜即可完成全部采集。答案：×解析：部分重金属如汞、砷、硒等存在一定比例的气态或蒸气态，仅用滤膜无法完全捕集，需要在滤膜后串联吸收瓶或吸附管，才能保证全部目标重金属被采集，因此该说法错误。2.大流量采样器采集环境空气铅时，标称流量为1.1m³/min，采样过程中流量波动范围允许不超过±10%。答案：√解析：根据《环境空气质量手工监测技术规范》要求，大流量采样器的流量波动控制在±10%以内即可保证采样体积的准确性，因此该说法正确。3.采集重金属的普通玻璃纤维滤筒无需处理本底即可直接使用。答案：×解析：普通玻璃纤维滤筒生产过程中会引入铅、镉等重金属杂质，本底值普遍较高，会导致测定结果偏高，因此使用前必须经过酸浸泡处理去除本底，或选用低本底石英滤筒，该说法错误。4.固定污染源采样时，若烟气温度高于露点温度、含湿量大于10%，需要对采样管进行加热保温，防止水分冷凝。答案：√解析：若烟气中的水分在采样管内壁冷凝，会导致部分重金属溶解吸附在管壁上，造成样品损失，使测定结果偏低，因此高温高湿烟气采样必须将采样管加热至露点温度以上，防止水分冷凝，该说法正确。5.空气重金属浓度计算时，仅需要计算采样体积，不需要对现场温度和大气压进行校正换算为标准状态体积。答案：×解析：现场采样得到的体积是工况体积，不同温度、大气压下气体体积差异较大，必须根据现场温度、大气压将工况体积换算为标准状态下的干采气体积，才能计算得到标准状态下的重金属浓度，保证结果可比，因此该说法错误。6.采样过程中滤膜出现轻微破损，只要破损面积小于10%，该样品仍然有效。答案：×解析：滤膜破损会导致已经采集的颗粒物脱落损失，同时采样过程中会有部分颗粒物未经截留直接穿透，得到的样品不具有代表性，因此只要滤膜破损，该样品必须作废，重新采样，该说法错误。四、简答题1.简述环境空气中重金属手工采集的基本流程。答案：环境空气中重金属手工采集可分为四个阶段：第一阶段为采样前准备，首先根据监测要求确定采样类型，选择大流量或中流量采样器，提前用标准流量计校准采样流量，保证流量误差在允许范围内；随后对滤膜进行预处理，石英滤膜经马弗炉烘烤去除本底和有机杂质，玻璃纤维滤膜经优级纯硝酸浸泡、去离子水冲洗去除本底，处理后的滤膜置于干燥器中平衡24h，称量恒重后记录初始质量，装入洁净无重金属污染的滤膜盒备用，同时准备好现场所需的温度计、气压计、采样记录表等工具。第二阶段为现场采样，到达采样点后按照布点要求安装采样器，取出预处理好的滤膜，用镊子装入采样头，检查采样系统气密性，确认无漏气后启动采样器，记录采样开始时间、现场温度、大气压、初始流量；采样过程中每间隔2h记录一次流量，保证流量稳定；达到要求的采样时间后停止采样，记录结束时间、终止流量，用镊子取出滤膜，将采样面向内对折，放入干净的滤膜盒中做好标记，密封保存。第三阶段为样品运输，运输过程中避免滤膜挤压、破损，避免暴晒和扬尘污染，尽快送回实验室。第四阶段为样品交接，核对样品信息与采样记录，移交实验室进行消解和分析。2.简述固定污染源废气重金属采样的主要注意事项。答案：第一，采样前必须先测定烟气参数，准确测定烟气的温度、静压、动压、含湿量，计算烟气流速，再根据采样嘴内径计算准确的等速采样流量，保证采样流速与烟气流速偏差控制在±5%以内，保证样品代表性。第二，选择合适的采样器具，优先选择低本底石英滤筒，若使用普通玻璃纤维滤筒必须提前经酸浸泡处理去除本底，烘干后使用；采样嘴内径要根据流量选择，前缘倾角不超过45°，内壁光滑，减少颗粒物惯性损失。第三，做好采样系统加热保温，高温高湿烟气采样时，采样管加热温度要控制在120℃以上，保证采样管内温度高于烟气露点温度，防止水分冷凝造成重金属吸附损失。第四，针对同时存在气态和颗粒物态重金属的样品，不能仅用滤筒捕集，需要在滤筒后串联吸收瓶，根据目标重金属选择合适的吸收液，如汞用酸性高锰酸钾吸收液，砷用硝酸吸收液，保证气态重金属完全捕集；采样结束后需要用少量吸收液冲洗采样管和连接管内壁，冲洗液并入吸收瓶样品中，避免吸附损失。第五，做好质量控制，每批样品至少带一个现场空白，空白滤筒随样品一同存放运输、处理分析，最终测定时扣除空白本底。第六，做好现场安全防护，固定污染源采样平台通常高度较高，烟气有毒有害，需要佩戴防毒面具、安全帽等防护用具，遵守安全操作规范。3.简述什么是采样过程中的颗粒物穿透，以及影响穿透的主要因素。答案：空气重金属采样过程中的颗粒物穿透，指部分粒径较小的颗粒物没有被滤膜或滤筒截留，随气流流出采样体系，导致采集到的重金属量低于实际含量，最终造成测定结果偏低的现象。影响穿透的主要因素包括：一是滤膜/滤筒的孔径，孔径越大，小颗粒物越容易发生穿透，因此重金属采集通常选择孔径0.45μm或0.8μm的滤膜，既保证截留效率，又不会造成采样阻力过大。二是采样流量，采样流量越大，气流速度越快，颗粒物越容易穿透滤膜，因此采样流量必须控制在采样器规定范围内，不能随意调高流量。三是颗粒物粒径，粒径越小的颗粒物惯性越小，越容易随气流穿透滤膜，超细颗粒物的穿透概率远高于粗颗粒物，对于超细颗粒物重金属采集，需要采用双层滤膜串联采样提高截留效率。四是采样时间与负载，长时间采样会导致滤膜上颗粒物负载量不断增加，滤膜阻力升高，迫使采样流速加快，反而会增加穿透概率，因此低浓度区域长时间采样需要选用大流量采样器和大尺寸滤膜，避免穿透发生。4.简述滤膜本底污染对重金属测定的影响，以及本底污染的控制措施。答案：滤膜在生产、运输、储存过程中会引入一定量的目标重金属，即滤膜本底，若本底值过高，会导致测定结果偏高，当空气中重金属浓度较低，采集的重金属总量接近甚至低于本底值时，会带来极大的相对误差，甚至出现假阳性结果，严重影响数据准确性。控制本底污染的措施主要包括：一是选择低本底滤材，优先选择石英纤维滤膜/滤筒，其重金属本底远低于普通玻璃纤维制品，适合低浓度样品采集。二是提前进行预处理，石英滤膜在450~500℃马弗炉中烘烤3~5小时，去除有机杂质和易挥发重金属污染；玻璃纤维滤膜/滤筒用1:1优级纯硝酸浸泡24小时，再用去离子水冲洗至中性，烘干后使用，可有效去除可溶性重金属本底。三是操作过程防污染，处理好的滤膜保存在洁净聚乙烯容器中，操作过程使用塑料镊子夹取，禁止用手直接接触滤膜，避免人为引入重金属污染。四是设置空白对照，每批样品携带现场空白滤膜，空白与样品经过相同的运输、保存、处理、分析流程，最终计算结果时扣除空白本底，消除本底污染带来的系统误差。五、案例分析题某监测机构对某铅冶炼厂有组织排放废气的铅浓度进行手工监测，排除实验室分析误差后，手工测定结果比在线监测结果偏高30%，请分析采样过程中可能导致该结果的原因，并给出对应解决措施。答案：排除实验室分