酸雨樣品考核工作流程探析

趙宏毅

摘要 錫林浩特國家氣候觀象臺自2006年7月開展酸雨觀測以來，多次參加中國氣象局酸雨樣品考核，取得了優(yōu)異的成績。該文探析了酸雨樣品考核工作的流程及細(xì)節(jié)，從而保證酸雨考核工作的順利完成。

關(guān)鍵詞 酸雨觀測；樣品；考核

中圖分類號：X517 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-3305（2018）05-099-02

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2018.05.041

酸雨觀測是對大氣降水的pH值和K值進(jìn)行測定。為了檢驗酸雨觀測工作質(zhì)量，中國氣象科學(xué)研究院大氣成分研究所每年4月份會向全國各酸雨臺站寄送水樣進(jìn)行考核，再由各臺站將水樣測量結(jié)果寄回與真值進(jìn)行對比。根據(jù)《酸雨觀測業(yè)務(wù)規(guī)范》規(guī)定的方法和標(biāo)準(zhǔn)，考核水樣pH值和K值評定為優(yōu)秀、合格和不合格3個等級[1]。

錫林浩特國家氣候觀象臺2006年7月1日開始進(jìn)行酸雨觀測，2007年首次參加全國酸雨觀測樣品質(zhì)量考核，截至2018年共測量報告水樣12次。據(jù)中國氣象科學(xué)研究院大氣成分研究所歷年公布的通報，本站有2次純水K值測定單項指標(biāo)合格，水樣測量pH值和K值2項指標(biāo)優(yōu)秀，其余10次均達(dá)到了3項指標(biāo)全優(yōu)。

1 酸雨樣品考核前期準(zhǔn)備工作

1.1 考核水樣的接收與保存

當(dāng)接到考核水樣時，先檢查是否漏液，如果漏液需在回寄報告單上備注說明，然后將其放置在冰箱儲藏室儲存，以保持水樣的穩(wěn)定性，并在一周之內(nèi)完成測量。

1.2 儀器的安置與維護(hù)

1.2.1 pH計和電導(dǎo)率儀的安置 一般情況下，各站酸雨觀測都具備獨立工作臺，測量酸雨的精密電子儀器pH計和電導(dǎo)率儀，放置時要避開陽光直射，電源插座接地正常，這樣有利于減小溫度變化和電磁干擾的影響，提升儀器測量的穩(wěn)定性。測量儀器在不使用時要用儀器罩遮住，防止落塵。

1.2.2 測量電極的維護(hù)保養(yǎng) 測量使用的復(fù)合電極、電導(dǎo)電極、測溫探頭要按照《酸雨觀測業(yè)務(wù)規(guī)范》的要求定期更換，以保證其測量性能符合要求。

新出廠的復(fù)合電極在剛使用時，感應(yīng)玻璃泡透氣性好，測量靈敏度高，測量性能最佳。如果在使用中出現(xiàn)測量不穩(wěn)定或滯后嚴(yán)重的現(xiàn)象，多數(shù)是由于復(fù)合電極玻璃泡老化，透氣性能變差，靈敏度隨之下降，將會增加測量結(jié)果的不確定性，這時就需要考慮更換電極。因此，平時使用時要特別注意對復(fù)合電極的維護(hù)保養(yǎng)，用蒸餾水反復(fù)沖洗玻璃泡至表面潔凈，中性濾紙汲干；向管壁內(nèi)注入3 mol氯化鉀溶液至溢流孔稍下位置，保持管內(nèi)液體對底部感應(yīng)玻璃泡的充分壓力；不用時需將電極感應(yīng)玻璃泡完全浸入3 mol氯化鉀溶液保存，并塞住管壁溢流孔塞，防止沾染灰塵。

電導(dǎo)電極的維護(hù)保養(yǎng)，以鉑黑電極為例：只需在清洗汲干電極感應(yīng)頭部時，濾紙觸碰金屬鉑片盡量輕微，避免刮擦表面涂層，導(dǎo)致電極感應(yīng)頭部不能與樣品溶液水分子充分接觸，從而影響測量效果。

測溫探頭維護(hù)相對簡單，以錫林浩特國家氣候觀象臺為例：目前在用的儀器為上海雷磁PHS？鄄3C型pH計和DDS？鄄307A型電導(dǎo)率儀，省去了測溫探頭水溫標(biāo)定環(huán)節(jié)，只需進(jìn)行誤差檢驗。將測溫探頭與1只標(biāo)準(zhǔn)溫度表同時浸入同一杯水中，穩(wěn)定后比較讀數(shù)，二者差值在0.5℃以內(nèi)可用，超出這一差值范圍就需要更換探頭。

1.3 玻璃器皿洗滌

玻璃儀器、考核器皿的潔凈程度是關(guān)乎測量結(jié)果準(zhǔn)確性的一項重要指標(biāo)[2]，凡是酸雨樣品考核過程中需要用到的玻璃儀器、考核器皿都要用純水反復(fù)沖洗3遍以上，這樣可以使器皿表面殘留物呈指數(shù)級減少，達(dá)到徹底洗凈的目的。洗滌器皿盡量使用毛刷，不要用手觸碰器皿內(nèi)表面，以免沾染油污難以洗凈。為防止交叉污染，器皿最好貼上專用標(biāo)簽。

1.4 化學(xué)試劑使用

1.4.1 準(zhǔn)備純水 純水獲得有多種途徑，可以自制蒸餾、去離子交換、反滲透過濾，也可購買，需根據(jù)各地酸雨站實際情況而定，但必須符合《酸雨觀測業(yè)務(wù)規(guī)范》的要求，所使用的純水K值不得超過10 μS/cm。酸雨樣品考核使用純水K值指標(biāo)為：10 μS/cm以上評定為不合格； 5～10 μS/cm之間評定為合格；5 μS/cm以下評定為優(yōu)秀。本站多年來一直購買本地?zé)犭姀S二次蒸餾水使用，K值在2 μS/cm以下，達(dá)到優(yōu)秀級別。

1.4.2 配置標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液 酸雨觀測標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液有3種：中性溶液pH=6.86，堿性溶液pH=9.18，酸性溶液pH=4.00。根據(jù)本站酸雨觀測需要，合理配置標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液。當(dāng)降水的pH值常年低于7.00，需配置中性和酸性2種標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液；當(dāng)降水的pH值常年高于7.00，需配置中性和堿性2種標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液；當(dāng)降水pH值變化范圍大，則需配置3種標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液。錫林浩特地區(qū)常年降水pH在7～9之間，偏堿性，pH計校準(zhǔn)宜選用中性和堿性2種標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液。但酸雨考核水樣的酸堿性事先并不能確定，所以建議3種標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液都要配置，這樣也有利于對pH計校準(zhǔn)情況進(jìn)行檢驗。溶液的配置要嚴(yán)格按照實驗室操作規(guī)程進(jìn)行，尤其要注意檢查試劑包裝有無破損泄露，試劑溶液轉(zhuǎn)移搬用過程中要去除殘留，減少損失，從而減小標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液配置的誤差。

2 開機(jī)測量

測量前從冰箱中取出考核水樣和標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液，搖勻后倒入各自洗凈燒杯內(nèi)并做好標(biāo)識。一般情況下，考核水樣一般為100～110 ml，使用100 ml燒杯盛放70 ml左右待測水樣為宜，先測K值，再測pH值，這樣可以避免因復(fù)合電極內(nèi)KCL溶液析出污染考核水樣，影響K值測量的準(zhǔn)確性。剩余30～40 ml水樣可進(jìn)行復(fù)測檢驗。

將盛有考核水樣和標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液的燒杯放置在同一室溫環(huán)境下，使其有充分時間達(dá)到溫度平衡，測量考核水樣與標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液的溫度差不宜超過2.0℃。測量前0.5 h開機(jī)預(yù)熱，用純水沖洗復(fù)合電極、電導(dǎo)電極、測溫探頭，再用中性濾紙汲干，重復(fù)3次。之后完成每一步儀器校準(zhǔn)和測量，都要重復(fù)上述步驟，避免溶液之間交叉污染。

校準(zhǔn)pH計時，應(yīng)先用中性標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液校準(zhǔn)“定位”，后用酸性或堿性標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液校準(zhǔn)“斜率”。假設(shè)使用酸性標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液校準(zhǔn)了“斜率”，那么可用堿性標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液來驗證pH校準(zhǔn)情況。要注意觀察測量的堿性緩沖溶液pH示值是否為標(biāo)準(zhǔn)值，如果示值不為標(biāo)準(zhǔn)值，且存在較大誤差，就要考慮標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液配置或儀器校準(zhǔn)環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問題[3]，不能貿(mào)然再對考核水樣進(jìn)行測量；如果示值為標(biāo)準(zhǔn)值，則pH計校準(zhǔn)成功，可對考核水樣進(jìn)行測量，穩(wěn)定后讀取示值3遍，保留2位小數(shù)，求取平均值。

使用電導(dǎo)率儀測量純水K值前，檢查電極常數(shù)設(shè)置是否正確；如使用溫度補(bǔ)償功能，要將測溫探頭和電導(dǎo)電極一并沒入考核水樣，調(diào)整儀器合適檔位，穩(wěn)定后讀取示值3遍，保留1位小數(shù)，求取平均值。

3 填寫和郵寄考核報告單

填寫酸雨考核報告單要按照上級要求，數(shù)據(jù)真實，字跡清晰，小數(shù)點不要遺漏或錯位，備注明確，填寫內(nèi)容完整，由觀測員和主管領(lǐng)導(dǎo)簽字，題頭加蓋單位公章。報告單一式2份，采用快捷安全的寄送方式，在規(guī)定時限內(nèi)，1份寄到中國氣象科學(xué)研究院大氣成分研究所參加考核，另1份寄送到省氣象局觀測與網(wǎng)絡(luò)處留存?zhèn)浒浮?/p>

4 小結(jié)

酸雨樣品考核是中國氣象局對各酸雨站工作質(zhì)量的檢查認(rèn)定，要想在考核中取得好的成績，需要觀測員具有嚴(yán)肅認(rèn)真的工作態(tài)度，嚴(yán)格遵守實驗室操作規(guī)程，正確維護(hù)保養(yǎng)儀器，注意掌控細(xì)節(jié)，善于從中提煉出好經(jīng)驗、好做法，將酸雨樣品考核工作做得更好。

參考文獻(xiàn)

[1] 中國氣象局.酸雨觀測業(yè)務(wù)規(guī)范[M].北京：氣象出版社，2005.

[2] 韓軍，史潤琴，白杰，等.淺談如何做好全國酸雨觀測質(zhì)量樣品考核工作[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2012，32（7）：136.

[3] 蔡麗，韋翠云，覃麗娜，等.酸雨考核經(jīng)驗談[J].氣象研究與應(yīng)用，2009，30（S1）：95-96.

責(zé)任編輯：李楊