簡介
空氣採樣與測量是環境監測與污染控制的核心技術，旨在收集大氣中的污染物樣本並分析其濃度與成分,涵蓋環境空氣與污染源的採樣方法、粒子與氣體污染物的測量技術、煙霧不透明度與酸性沉降的分析。透過科學方法與儀器設備，研究人員能夠評估空氣質素、追蹤污染源，並制定相應的環保政策與健康指引。
採樣目的與應用
空氣採樣的主要目的包括：監測污染物濃度、評估健康風險、驗證法規遵從、研究污染物分佈與來源，以及支援環境影響評估。應用範疇涵蓋都市空氣質素監測、工業排放監控、室內空氣研究及交通污染分析。
採樣方法分類
採樣目的包括背景濃度偵測、污染趨勢分析、法規執行與研究。設備選擇需考慮成本、精度與用途，從簡易空氣袋到具備遠端監控與資料儲存的系統。空氣採樣系統由進氣系統、收集裝置、流量測量與空氣推動器組成。進氣系統使用玻璃、金屬或塑膠管，避免污染物與管材反應；收集裝置可透過吸附、吸收、冷凝、撞擊、過濾等方式進行；流量測量使用乾式氣體計、濕式測試計、流量計、轉子流量計或熱式風速計；空氣推動器則包括電動泵、手動泵或汽車真空系統。空氣採樣方法可分為主動式與被動式。主動式採樣利用泵或抽氣裝置將空氣導入採樣器，常見於短期高精度監測；被動式採樣則依靠自然擴散原理，適合長期背景監測。另有連續監測系統，可即時記錄污染物濃度變化。
常見採樣技術
不同污染物需使用不同採樣技術。例如，懸浮粒子（PM₁₀、PM₂.₅）可透過濾紙或撞擊器收集；氣體污染物如 SO₂、NOₓ、O₃ 則可使用吸收液、固體吸附劑或化學感測器。揮發性有機化合物（VOCs）常用活性碳管或 Tenax 管進行採樣。
測量與分析方法
採樣後的樣本需進行實驗室分析或現場測量。分析方法包括重量法（測量粒子質量）、光度法（如紫外光吸收）、電化學法（如 NOₓ 感測器）、氣相層析（GC）及質譜分析（MS）。準確度與靈敏度依儀器與方法而異。
懸浮粒子測量方法包括高容量採樣法（TSP），使用玻璃纖維濾紙與鼓風機收集粒徑 0.1–100 µm 的粒子；高容量採樣法（PM10）則採用撞擊原理選擇性收集粒徑 ≤10 µm 的可吸入粒子；微振動錐元件法（TEOM）可連續監測粒子濃度，透過粒子質量改變振動頻率以計算濃度；撞擊式採樣器（Cascade Impactor）則為多階段撞擊裝置，依粒徑分層收集粒子。
氣體污染物測量方面，SO₂ 可使用紫外螢光法，利用紫外光激發 SO₂ 分子並測量其螢光；NOₓ 可使用化學發光法，NO 與 O₃ 反應產生光，NO₂需先還原為 NO；CO 可使用非分散紅外光譜法（NDIR），測量 CO 吸收紅外光的程度；O₃ 則可使用紫外吸收法，測量臭氧吸收 UV 光的衰減程度。
煙霧不透明度測量方面，Ringelmann 黑度圖法以 0–5 級黑度判定煙霧密度，0 為透明，5 為完全不透明。香港法例第311章《空氣污染管制條例》規定，固定污染源排放黑度 ≥1 的煙霧超過 6 分鐘即屬違法。
酸性沉降分析則包括雨水分析與乾沉降分析。雨水分析測量 pH、硫酸鹽、硝酸鹽、氯離子、金屬離子、磷酸鹽與導電度。採樣器在雨水開始時開啟收集器，雨停後關閉，樣本經過過濾、稀釋與化學分析後得出結果。
品質保證與控制
為確保數據可靠性，空氣採樣與測量需遵循品質保證（QA）與品質控制（QC）程序，包括儀器校準、空白樣本測試、重複採樣、數據驗證與標準操作程序（SOP）。國際標準如 ISO、USEPA 指引常用作技術參考。
香港的空氣監測系統
香港環保署設有多個空氣監測站，分布於不同地區，採用自動監測儀器記錄主要污染物濃度。數據每日更新，並用於計算空氣質素健康指數（AQHI），向公眾提供即時健康風險提示。