大氣綜合采樣器采集大氣的方法可歸納為直接采樣法和富集（濃縮）采樣法兩類。
一、直接采樣法 采樣容器 適用于大氣中被測組分濃度較高或監測方法靈敏度高的情況，這時不必濃縮，只需用儀器直接采集少量樣品進行分析測定即可。此法測得的結果為瞬時濃度或短時間內的平均濃度。 常用容器有注射器、塑料袋、采氣管、真空瓶等
1、注射器采樣：常用100mL注射器采集有機蒸汽樣品。采樣時，先用現場氣體抽洗2-3次，然后抽取100mL，密封進氣口，帶回實驗室分析。樣品存放時間不宜長，一般當天分析完。氣相色譜分析法常采用此法取樣。取樣后，應將注射器進氣口朝下，垂直放置，以使注射器內壓略大于外壓。
2、塑料袋采樣：應選不吸附、不滲漏，也不與樣氣中污染組分發生化學反應的塑料袋，如聚四氟乙烯袋、聚乙烯袋、聚氯乙烯袋和聚酯袋等，還有用金屬薄膜作襯里（如襯銀、襯鋁）的塑料袋。 采樣時，先用二聯球打進現場氣體沖洗2-3次，再充滿樣氣，夾封進氣口，帶回實驗室盡快分析。
3、采氣管采樣 采氣管 采氣管容積一般為100-1000mL。采樣時，打開兩端旋塞，用二聯球或抽氣泵接在管的一端，迅速抽進比采氣管容積大6-10倍的欲采氣體，使采氣管中原有氣體被*置換出，關上旋塞，采氣管體積即為采氣體積。
4、真空瓶采樣：真空瓶是一種具有活塞的耐壓玻璃瓶，容積一般為500-1000mL。采樣前，先用抽真空裝置把采氣瓶內氣體抽走，使瓶內真空度達到1.33KPa，之后，便可打開旋塞采樣，采完即關閉旋塞，則采樣體積即為真空瓶體積。
二、富集（濃縮）采樣法 富集（濃縮）采樣法：是使 的樣氣通過吸收液或固體吸收劑得到吸收或阻留，使原來濃度較小的污染物質得到濃縮，以利于分析測定。 適用于大氣中污染物質濃度較低（ppm-ppb）的情況。采樣時間一般較長，測得結果可代表采樣時段的平均濃度，更能反映大氣污染的真實情況。 具體采樣方法包括溶液吸收法、固體阻留法、液體冷凝法、自然積集法等。
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