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，取得了優異的成績。該文探析了酸雨樣品考核工作的流程及細節，從而保證酸雨考核工作的順利完成。

關鍵詞 酸雨觀測；樣品；考核

中圖分類號：X517 文獻標識碼：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值進行測定。為了檢驗酸雨觀測工作質量，中國氣象科學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行考核，再由各臺站將水樣測量結果寄回與真值進行對比。根據《酸雨觀測業務規范》規定的方法和標準，考核水樣pH值和K值評定為優秀、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日開始進行酸雨觀測，2007年首次參加全國酸雨觀測樣品質量考核，截至2018年共測量報告水樣12次。據中國氣象科學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值測定單項指標合格，水樣測量pH值和K值2項指標優秀，其余10次均達到了3項指標全優。

1 酸雨樣品考核前期準備工作

1.1 考核水樣的接收與保存

當接到考核水樣時，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，以保持水樣的穩定性，并在一周之內完成測量。

1.2 儀器的安置與維護

1.2.1 pH計和電導率儀的安置 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 測量電極的維護保養 測量使用的復合電極、電導電極、測溫探頭要按照《酸雨觀測業務規范》的要求定期更換，以保證其測量性能符合要求。

新出廠的復合電極在剛使用時，感應玻璃泡透氣性好，測量靈敏度高，測量性能最佳。如果在使用中出現測量不穩定或滯后嚴重的現象，多數是由于復合電極玻璃泡老化，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合電極的維護保養，用蒸餾水反復沖洗玻璃泡至表面潔凈，中性濾紙汲干；向管壁內注入3 mol氯化鉀溶液至溢流孔稍下位置，保持管內液體對底部感應玻璃泡的充分壓力；不用時需將電極感應玻璃泡完全浸入3 mol氯化鉀溶液保存，并塞住管壁溢流孔塞，防止沾染灰塵。

電導電極的維護保養，以鉑黑電極為例：只需在清洗汲干電極感應頭部時，濾紙觸碰金屬鉑片盡量輕微，避免刮擦表面涂層，導致電極感應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型電導率儀，省去了測溫探頭水溫標定環節，只需進行誤差檢驗。將測溫探頭與1只標準溫度表同時浸入同一杯水中，穩定后比較讀數，二者差值在0.5℃以內可用，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乎測量結果準確性的一項重要指標[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沖洗3遍以上，這樣可以使器皿表面殘留物呈指數級減少，達到徹底洗凈的目的。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簽。

1.4 化學試劑使用

1.4.1 準備純水 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，需根據各地酸雨站實際情況而定，但必須符合《酸雨觀測業務規范》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以下評定為優秀。本站多年來一直購買本地熱電廠二次蒸餾水使用，K值在2 μS/cm以下，達到優秀級別。

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

2 開機測量

測量前從冰箱中取出考核水樣和標準緩沖溶液，搖勻后倒入各自洗凈燒杯內并做好標識。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，這樣可以避免因復合電極內KCL溶液析出污染考核水樣，影響K值測量的準確性。剩余30～40 ml水樣可進行復測檢驗。

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

校準pH計時，應先用中性標準緩沖溶液校準“定位”，后用酸性或堿性標準緩沖溶液校準“斜率”。假設使用酸性標準緩沖溶液校準了“斜率”，那么可用堿性標準緩沖溶液來驗證pH校準情況。要注意觀察測量的堿性緩沖溶液pH示值是否為標準值，如果示值不為標準值，且存在較大誤差，就要考慮標準緩沖溶液配置或儀器校準環節出現了問題[3]，不能貿然再對考核水樣進行測量；如果示值為標準值，則pH計校準成功，可對考核水樣進行測量，穩定后讀取示值3遍，保留2位小數，求取平均值。

使用電導率儀測量純水K值前，檢查電極常數設置是否正確；如使用溫度補償功能，要將測溫探頭和電導電極一并沒入考核水樣，調整儀器合適檔位，穩定后讀取示值3遍，保留1位小數，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，數據真實，字跡清晰，小數點不要遺漏或錯位，備注明確，填寫內容完整，由觀測員和主管領導簽字，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，在規定時限內，1份寄到中國氣象科學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絡處留存備案。

4 小結

酸雨樣品考核是中國氣象局對各酸雨站工作質量的檢查認定，要想在考核中取得好的成績，需要觀測員具有嚴肅認真的工作態度，嚴格遵守實驗室操作規程，正確維護保養儀器，注意掌控細節，善于從中提煉出好經驗、好做法，將酸雨樣品考核工作做得更好。

參考文獻

[1] 中國氣象局.酸雨觀測業務規范[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量樣品考核工作[J].農業與技術，2012，32（7）：136.

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

責任編輯：李楊