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富集（濃縮）采樣法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。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。
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。
1、溶液吸收法:是采集大氣中氣態、蒸汽態及某些氣溶膠態污染物質的常用方法。
采樣時，用抽氣裝置將欲測空氣以一定流量抽入裝有吸收液的吸收管（瓶），使被測物質的分子阻留在吸收液中，以達到濃縮的目的。采樣結束后，倒出吸收液進行測定，根據測得的結果及采樣體積計算大氣中污染物的濃度。
吸收效率主要決定于吸收速度和樣氣與吸收液的接觸面積。
2、填充柱阻留法(固體阻留法)：填充柱是用一根6-10cm長,內徑3-5mm的玻璃管或塑料管,內裝顆粒狀填充劑制成。采樣時，讓氣樣以一定流速通過填充柱，則欲測組分因吸附、溶解或化學反應而被阻留在填充劑上，達到濃縮采樣的目的。采樣后，通過加熱解吸，吹氣或溶劑洗脫，使被測組分從填充劑上釋放出來測定。
3、濾料阻留法：將過濾材料（濾紙、濾膜等）放在采樣夾上，用抽氣裝置抽氣，則空氣中的顆粒物被阻留在過濾材料上，稱量過濾材料上富集的顆粒物質量，根據采樣體積，即可計算出空氣中顆粒物的濃度。
常用濾料：纖維狀濾料：如定量濾紙、玻璃纖維濾膜（紙）、氯乙烯濾膜等；篩孔狀濾料：如微孔濾膜、核孔濾膜、銀薄膜等。各種濾料由不同的材料制成，性能不同，適用的氣體范圍也不同。
4、低溫冷凝法：是借致冷劑的致冷作用使空氣中某些低沸點氣態物質被冷凝成液態物質，以達到濃縮的目的。適用于大氣中某些沸點較低的氣態污染物質，如烯烴類、醛類等。
5、自然積集法：利用物質的自然重力、空氣動力和濃差擴散作用采集大氣中的被測物質，如自然降塵量、硫酸鹽化速率、氟化物等大氣樣品的采集。
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