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BS EN 13528——环境空气质量扩散采样器测定气体和蒸气浓度标准系列
Ambient Air Quality — Diffusive Samplers for the Determination of Concentrations of Gases and Vapours (Requirements, Test Methods and Use Guide)
🌍 BS EN 13528 是由 CEN 制定的欧洲标准，经 BSI 采纳为英国国家标准，属于 ICS 13.040.20（环境空气）领域。该系列规定了在环境空气中测定气体和蒸气浓度的扩散式采样器（diffusive samplers，又称被动采样器 passive samplers）的要求与试验方法，并提供了选择、使用与维护的实用指南。与主动（泵吸式）采样相比，扩散采样器无需电源与流量控制装置，结构紧凑、成本低廉、便于多点位布设，已成为大规模环境空气质量调查和室内外污染物时空分布评估的重要工具。本系列共 3 份文件，分别从总要求、专用要求与试验方法、选用维护指南三个层面构成为一套完整的技术体系。
💡 扩散采样器以费克（Fick）扩散定律为基础，污染物分子通过采样器的扩散路径到达吸附/吸收介质并被捕获，采样量正比于环境浓度与暴露时间的乘积，从而实现对时间加权平均浓度的测量。
一、系列概述与体系构成 📌
BS EN 13528 系列由英国技术委员会 EH/2（空气质量）下属分委会 EH/2/3（环境大气）主持编制，是环境空气监测标准体系的重要组成部分。整个系列围绕”扩散采样器测定气体和蒸气浓度”这一主题，将通用技术要求、定量试验方法与应用指南分开编写，形成了”总则—方法—指南”三层结构：
| 标准编号 | 主题 | 发布/确认年份 | 主要内容 |
|---|---|---|---|
| BS EN 13528-1:2002 | 第 1 部分：总要求 | 2002 | 术语定义、采样器分类、结构与设计的一般要求、标识与包装 |
| BS EN 13528-2:2002 | 第 2 部分：专用要求与试验方法 | 2002 | 采样速率、容量、空白值、精密度与偏差、环境条件影响（风速、温度、湿度）的试验方法 |
| BS EN 13528-3:2003 | 第 3 部分：选择、使用与维护指南 | 2003（2008 确认） | 采样器选型、现场布点、暴露、运输、储存与分析全流程操作指导 |
值得注意的是，第 3 部分于 2008 年 2 月被 BSI 确认继续有效，表明该指南内容经过多年实践检验仍具适用性。三份文件相互配合：制造商依据第 1、2 部分设计并验证产品性能，监测机构依据第 3 部分正确使用产品，从而保证数据的可比性与质量。
二、第 1 部分：总要求 🔬
BS EN 13528-1:2002（General requirements）为整个系列奠定基础，规定了扩散式采样器的一般要求，包括：
- 术语与定义：统一”扩散采样器””采样速率（sampling rate）””吸附剂””空白值（blank value）”等核心概念，为后续条款和用户沟通提供共同语言。
- 采样器分类：按照扩散路径形式、吸附介质类型等进行分类，例如管式（tube-type）与徽章式（badge-type）采样器、扩散管（diffusion tubes）等。
- 结构与设计的要求：扩散路径几何尺寸应稳定可测，介质装填应均匀，外壳应能防止意外污染与损坏；采样器应便于携带、暴露、密封和运输。
- 标识与包装：每只采样器应有可追溯标识，注明有效期、批号等信息；包装应保证运输与储存期间性能不劣化。
⚠️ 总要求强调”可追溯性”：扩散采样器是消耗品，其吸附介质的批次一致性直接影响测量质量。采购和验收时应核查批次证书，并按规定条件储存，避免介质受潮或受污染。
三、第 2 部分：专用要求与试验方法 🧪
BS EN 13528-2:2002（Specific requirements and test methods）规定了对扩散采样器进行型式验证的定量方法与验收准则，其核心包括以下几个方面：
- 采样速率（sampling rate）的测定：在受控条件下，通过对比法（与参考方法或已知浓度标准气）确定采样器每单位时间捕获污染物的量，是浓度计算的关键参数。
- 容量与吸附能力：验证在典型暴露周期内吸附介质不发生穿透（breakthrough），保证采样量与环境浓度成正比。
- 空白值与检出能力：测定未暴露采样器的本底含量，评估空白值对低浓度测量结果的影响及最低检出限。
- 精密度与偏差：通过重复测定和标准比对评估采样器的重复性、再现性与系统偏差。
- 环境条件影响试验：考察风速、温度、湿度、污染物共存等实际环境因素对采样速率和测量结果的影响，必要时给出修正系数或使用限制。
✅ 正确的型式验证是数据可信的前提。建议监测实验室优先选用已按 BS EN 13528-2 完成全项试验并通过验收的产品，并在采购文件中要求提供型式试验报告。
四、第 3 部分：选择、使用与维护指南 🛠️
BS EN 13528-3:2003（Guide to selection, use and maintenance）面向最终用户，将技术条款转化为可操作的现场工作程序，主要包括：
- 采样器选择：根据目标污染物、预期浓度水平、暴露周期、环境要素（温度、湿度、风速）以及后续分析手段选择合适的采样器类型与吸附介质。
- 现场布点与暴露：确定采样高度、避开局部污染源与遮挡物、记录现场气象条件；暴露前启封、暴露后及时密封并低温保存。
- 运输与储存：遵循制造商的储存温度与期限要求，防止样品在运输途中损失或污染。
- 实验室分析与数据处理：按配套分析方法测定捕获量，结合采样速率与暴露时间计算时间加权平均浓度，并进行质量控制与结果审核。
- 维护与再验证：定期检查采样器批次的空白值与采样速率稳定性，必要时对分析流程进行能力验证。
⚠️ 多数扩散采样器对风速和湿度敏感。在露天强风或高湿环境下使用时，应选用有风罩（wind screen）设计的产品，并向制造商核实使用条件的适用范围，避免超出验证范围导致结果偏差。
五、工程实践要点 🏗️
- 🔍 测量目的匹配：扩散采样器给出的是较长时间（数小时至数周）的时间加权平均浓度，适合评估长期暴露水平，不适用于瞬态浓度峰值的测量。
- 🔧 与主动采样互补：在大规模网格布点时以扩散采样器为主，对超标点位再用泵吸式主动采样器或在线仪器进行复核，兼顾成本与精度。
- 📊 数据可比性：在法规符合性评估中，应采用与参考方法做过比对试验的采样器，并明确测量不确定度。
- 📋 记录完整：每一轮监测都应完整记录采样器批号、暴露起止时间与气象条件，作为数据审核与追溯的依据。
六、常见问题解答 ❓
❓ 问：扩散采样器与主动式采样器有何区别？
答：扩散采样器依靠分子扩散自然被动采集污染物，无需泵和流量控制，结构简单、成本低、可大批量布设；主动采样器用泵以恒定流量抽气，适用于需要短时或高时间分辨率数据的场合。两者测得的时间平均浓度原则上一致，但使用条件与适用场景不同。
答：扩散采样器依靠分子扩散自然被动采集污染物，无需泵和流量控制，结构简单、成本低、可大批量布设；主动采样器用泵以恒定流量抽气，适用于需要短时或高时间分辨率数据的场合。两者测得的时间平均浓度原则上一致，但使用条件与适用场景不同。
❓ 问：采样器测得的浓度如何计算？
答：通常按下式换算：质量载荷（仪器分析得到）除以采样速率再除以暴露时间，得到时间加权平均浓度。采样速率须来自该批次采样器的型式试验结果，并考虑温度、湿度等修正因素。
答：通常按下式换算：质量载荷（仪器分析得到）除以采样速率再除以暴露时间，得到时间加权平均浓度。采样速率须来自该批次采样器的型式试验结果，并考虑温度、湿度等修正因素。
❓ 问：风速和温度对结果有多大影响？
答：扩散采样器的有效采样速率随外部扩散阻力的变化而改变，强风可降低边界层阻力，高温高湿可能影响吸附介质性能。BS EN 13528 系列通过专用试验方法量化这些影响，用户应遵循产品验证范围内的使用条件以控制偏差。
答：扩散采样器的有效采样速率随外部扩散阻力的变化而改变，强风可降低边界层阻力，高温高湿可能影响吸附介质性能。BS EN 13528 系列通过专用试验方法量化这些影响，用户应遵循产品验证范围内的使用条件以控制偏差。
❓ 问：采样器暴露后应如何保存样品？
答：暴露结束后应立即旋紧密封帽或将采样器放入密封容器，并按制造商要求避光低温（通常 2～8 ℃）储存，尽量缩短储存时间，避免污染物迁移或介质劣化影响分析结果。
答：暴露结束后应立即旋紧密封帽或将采样器放入密封容器，并按制造商要求避光低温（通常 2～8 ℃）储存，尽量缩短储存时间，避免污染物迁移或介质劣化影响分析结果。
🔍 问：BS EN 13528 适用于哪些污染物？
答：该系列适用于环境中以气体或蒸气形态存在、可被吸附介质有效捕获的污染物，如氮氧化物、二氧化硫、氨、苯系物等挥发性有机物；对颗粒物或化学反应活性极强的物质需另行评估适用性。
答：该系列适用于环境中以气体或蒸气形态存在、可被吸附介质有效捕获的污染物，如氮氧化物、二氧化硫、氨、苯系物等挥发性有机物；对颗粒物或化学反应活性极强的物质需另行评估适用性。
