淺談減小酸雨P(guān)H和K值觀測誤差的措施

易建平　易恒　張禮林　肖研??

摘要：酸雨觀測為研究酸雨的時空分布和長期變化趨勢提供寶貴的科學(xué)數(shù)據(jù)。目前酸雨觀測站主要依靠有關(guān)儀器在人工操作下完成PH和電導(dǎo)率K值的測量。因此，本文從儀器使用與維護、標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液配制、酸雨測量儀器的標(biāo)定、降水樣品采集及操作規(guī)程等方面，分析了酸雨觀測的注意事項，提出減小酸雨P(guān)H和K值觀測誤差的措施。

關(guān)鍵詞：酸雨觀測；降水樣品采集；操作規(guī)程

酸雨觀測主要包括標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液配制、水樣采集與存放、電極維護、儀器校準(zhǔn)、降水酸堿度pH值及電導(dǎo)率K值測量等步驟，每個步驟都有可能造成觀測結(jié)果的誤差，影響觀測記錄的準(zhǔn)確性。在酸雨研究和治理中需要正確的數(shù)據(jù)作保障。因此，如何提高酸雨觀測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，也是科研人員和觀測員在不斷探索的方向。

1 觀測環(huán)境要求

室內(nèi)溫度、濕度應(yīng)達(dá)到酸雨觀測規(guī)范要求，為了保證溫度10℃～30℃、相對濕度<85%的工作環(huán)境，應(yīng)配備功率不小于3匹的空調(diào)。PH計要求供電電源達(dá)到和滿足AC220±22V50±0.5Hz，交流電源應(yīng)保證良好接地，否則，會導(dǎo)致溫度、PH讀數(shù)不穩(wěn)定，影響PH值準(zhǔn)確測量。臺面應(yīng)鋪厚度為0.1cm以上塑料板或橡皮板，安置應(yīng)穩(wěn)固、水平，應(yīng)避開太陽直射，經(jīng)常保持儀器干凈整潔。配備冷藏電冰箱，用于存放降水樣品等。

2 純水、標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液要求

純水是配制標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液、3M氯化鉀溶液、清洗器皿等的溶劑，是提高酸雨觀測質(zhì)量的關(guān)鍵，純水K值應(yīng)≤5微西門子每厘米（μS·cm1）。嚴(yán)格按規(guī)范要求配制、使用和保存標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液。

3 做好設(shè)備維護保養(yǎng)工作

正確檢定、維護和使用儀器是減小測量誤差、提高觀測精度的關(guān)鍵。要注意保持實驗室的清潔衛(wèi)生，嚴(yán)禁吸煙，吸煙使酸雨P(guān)H值降低。pH電極使用半年以后，降水樣品的pH值測量值一般會出現(xiàn)系統(tǒng)性的負(fù)偏差，且pH值越低的水樣，偏差量越大。原因是pH電極超期使用，或由于電極質(zhì)量不良、保養(yǎng)使用不善，pH電極提前老化。為避免由于復(fù)合電極老化影響測量的準(zhǔn)確性，須在每年4月定期更換新的復(fù)合電極，新購PH復(fù)合電極套管中的KCL溶液由于運輸途中受到顛簸可能產(chǎn)生氣泡，如果直接活化用于測量，則會引起PH測量誤差，可以選用下述一種方法或兩種方法交替使用來排除氣泡，然后在3MKCL溶液中浸泡24h以上，進行活化。

（1）撞擊法：用手握住復(fù)合電極的球泡部位，使球部處于掌心，然后，將此手的下端在墊有軟物的桌上自上而下撞擊（要盡量保持復(fù)合電極的垂直），直至氣泡排盡為止；或者，一手握住PH復(fù)合電極中部，球泡在下，然后用手腕在另一只手掌上自上而下撞擊，直至氣泡往上排盡為止。

（2）甩動法：站在空曠處，用手緊握復(fù)合電極上半部用力甩動，直至氣泡排盡為止。

實踐發(fā)現(xiàn)，一周左右應(yīng)測試電導(dǎo)電極純水保養(yǎng)液K值，如果K值<5.0，應(yīng)及時更換純水；檢查復(fù)合電極外參比溶液位，應(yīng)保持在加液孔下10mm處，電極保護套內(nèi)留約高18mm高的3M氯化鉀保護液，降低時應(yīng)及時添加溶液至規(guī)定位置。

4 液態(tài)和固態(tài)降水采樣及測量操作

如果使用受灰塵污染的容器采樣，將造成降水樣品堿性增加、K值變大，因此用于降水采樣收集和存放的容器，使用前后均要清洗干凈；經(jīng)常使用的器皿可用純水滌蕩。

若88時一個降水采樣日內(nèi)有數(shù)次降水過程，則進行多次全樣混合采樣，水樣中如含有昆蟲、樹葉等雜物，應(yīng)用潔凈的鑷子夾出，并將其合并為一個降水樣品，并加蓋。冬季出現(xiàn)凍雨時，采樣桶內(nèi)降水呈固態(tài)，雨淞和雪難以全部融化，不能保證全樣混合采樣，測量PH、K值會出現(xiàn)明顯偏差。因此，冰凍地區(qū)采樣桶架應(yīng)敷纏加熱帶溫控調(diào)節(jié)供酸雨桶加熱，保證桶內(nèi)降水呈液態(tài)（2℃左右），以利于降水全樣混合采樣，減小PH、K值測量偏差。降水量達(dá)到1.0 mm時，必須采集一個日降水樣品（<1.0 mm時則倒凈降水樣品），視降水樣品的渾濁情況，靜置，使混濁物沉淀，再將澄清的樣品轉(zhuǎn)移到測量用的燒杯內(nèi)，這樣能縮短降水樣品與室溫平衡的時間，但平衡時間一般不超過2小時，在溫度平衡過程中，應(yīng)蓋上潔凈的表面皿，以防灰塵污染降水樣品。如降水樣品超過100ml，可將降水樣品置于兩個50ml的燒杯內(nèi)，分別測量pH值和K值。如降水樣品總量不足100ml，則只轉(zhuǎn)移至一個燒杯內(nèi)，且必須遵循“先測電導(dǎo)，后測pH”的操作規(guī)程。如果測量順序顛倒，那么K值測量值會出現(xiàn)較大正偏差。因為pH值測量過程中，pH電極存在微弱的電極液滲漏（屬正?，F(xiàn)象），導(dǎo)致被測水樣電導(dǎo)升高。測量pH時，儀器預(yù)熱1小時左右顯示數(shù)據(jù)會相對穩(wěn)定。按規(guī)范做好儀器校準(zhǔn)工作。測量pH值時，一般適當(dāng)延長溶液攪拌時間，待溶液靜止后再測定；對于測量pH4～5、pH5～6、pH6～7范圍的樣品，測量平衡時間一般分別為（1.9±0.8）min、（4.6±1.9）min、（5.6±1.3）min。

5 結(jié)語

綜上分析，為了減小酸雨觀測誤差，觀測員必須加強酸雨觀測業(yè)務(wù)規(guī)范和技術(shù)規(guī)定的自我學(xué)習(xí)，熟練掌握酸雨觀測工作的各項要求及儀器性能和日常維護方法，嚴(yán)格按照酸雨觀測業(yè)務(wù)規(guī)范操作。還要具備高度的工作責(zé)任心和職業(yè)道德，并在實際工作中認(rèn)真總結(jié)觀測經(jīng)驗。只有這樣，才能獲取準(zhǔn)確可靠的酸雨觀測數(shù)據(jù)。

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作者簡介：易建平（1963），男，高工，長期從事地面氣象測報工作。