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大氣采樣是采集大氣中污染物樣品或受污染空氣樣品的過程。采集現場采樣方法有兩類：一類是使大量空氣通過液體吸收劑或固體吸附劑，將大氣中濃度較低的污染物富集起來，如抽氣法、濾膜法。另一類是用容器（玻璃瓶、塑料袋等）采集含有污染物的空氣。使用大氣采樣器測得的是采樣時間內大氣中污染物的平均濃度；后者測得的是瞬時濃度或短時間內的平均濃度。采樣的方式應根據采樣的目的和現場情況而定。所采樣品應有代表性。采樣效率要高，操作務求簡便，并便于進行隨后的分析測定，以獲得可靠的大氣污染的基本數據。使用大氣采樣器能夠準確的測大氣的質量狀況。

采集大氣中污染物的樣品或受污染空氣的樣品，以期獲得大氣污染的基本數據。
大氣采樣是大氣環境監測的重要步驟，對于監測數據的可靠性關系極大。

采集大氣樣品的方法，主要有兩類:一類是使大量空氣通過液體吸收劑或固體吸附劑,以吸收或阻留污染物，把原來大氣中濃度較低的污染物富集起來，如抽氣法、濾膜法。用這類方法測得的結果是采樣時間內大氣中污染物的平均濃度。另一類是用容器（玻璃瓶、塑料袋、橡皮球膽、注射器等）采集含有污染物的空氣。

這類方法適用于下述情況：大氣中污染物的濃度較高；或測定方法的靈敏度較高；不易被液體吸收劑吸收或固體吸附劑吸附的污染氣體和蒸汽。用此法測得的結果為大氣中污染物的瞬時濃度或短時間內的平均濃度。此外，還有低溫冷凍法，可用于采集揮發性氣體和蒸汽，如烷基鉛。
采樣器中的液體吸收劑主要用于吸收氣態和蒸汽態物質。常用的吸收劑有：水、化合物水溶液、有機溶劑等。

吸收劑必須能與污染物發生快速的化學反應或能把污染物迅速地溶解，并便于進行分析操作。例如空氣中的氟化氫、氯化氫可用水作為吸收劑；二氧化硫可用四氯汞鈉作為吸收劑；甲拌磷（3911）、內吸磷（1059）等有機磷農藥可用 5%甲醇作為吸收劑等。固體吸附劑有顆粒狀吸附劑和纖維狀吸附劑兩種。常用的顆粒狀吸附劑有硅膠、素陶瓷等，用于氣態、蒸汽態和顆粒物的采樣。纖維狀吸附劑有濾紙、濾膜、脫脂棉、玻璃棉等，吸附作用主要是物理性的阻留，用于采集顆粒物。有時吸附劑先用某種化學試劑浸漬處理，使污染物同它發生化學作用而被吸附，主要用于采集氣態或蒸汽態污染物。

大氣采樣要根據采樣的目的和現場情況，選擇合適的采樣方式，這樣的話，大氣采樣器就起到了很大的作用。如連續或瞬時采樣，在地面定點采樣或流動采樣,用氣球、飛機進行空中采樣,以及環境采樣、室內采樣和污染源采樣等。采樣目的和采樣方式不同，所用的采樣方法和采樣器也有所不同。如煙囪內顆粒物采樣，可根據煙囪形狀、高度，選定適當位置打孔，把采樣器的收集器伸入孔內，用等動力速度抽氣采集。這種方法稱為等動力采樣法。 大氣采樣所采集的樣品應具有代表性。采樣的效率要高，操作務求簡便，并便于進行隨后的化學分析測定。影響樣品的代表性的因素有采樣器和吸收劑的效率，采樣點的位置和采樣器對氣流的干擾等。

近年來，大氣采樣技術正逐漸與分析測試技術結合起來，構成一種能夠連續自動地進行采樣、分析測定、記錄所測結果的裝置。大氣采樣器是普遍常用的工具。