浅谈减小酸雨PH和K值观测误差的措施

易建平　易恒　张礼林　肖研��

摘要：酸雨观测为研究酸雨的时空分布和长期变化趋势提供宝贵的科学数据。目前酸雨观测站主要依靠有关仪器在人工操作下完成PH和电导率K值的测量。因此，本文从仪器使用与维护、标准缓冲溶液配制、酸雨测量仪器的标定、降水样品采集及操作规程等方面，分析了酸雨观测的注意事项，提出减小酸雨PH和K值观测误差的措施。

关键词：酸雨观测；降水样品采集；操作规程

酸雨观测主要包括标准缓冲溶液配制、水样采集与存放、电极维护、仪器校准、降水酸碱度pH值及电导率K值测量等步骤，每个步骤都有可能造成观测结果的误差，影响观测记录的准确性。在酸雨研究和治理中需要正确的数据作保障。因此，如何提高酸雨观测数据的准确性，也是科研人员和观测员在不断探索的方向。

1 观测环境要求

室内温度、湿度应达到酸雨观测规范要求，为了保证温度10℃～30℃、相对湿度<85%的工作环境，应配备功率不小于3匹的空调。PH计要求供电电源达到和满足AC220±22V50±0.5Hz，交流电源应保证良好接地，否则，会导致温度、PH读数不稳定，影响PH值准确测量。台面应铺厚度为0.1cm以上塑料板或橡皮板，安置应稳固、水平，应避开太阳直射，经常保持仪器干净整洁。配备冷藏电冰箱，用于存放降水样品等。

2 纯水、标准缓冲溶液要求

纯水是配制标准缓冲溶液、3M氯化钾溶液、清洗器皿等的溶剂，是提高酸雨观测质量的关键，纯水K值应≤5微西门子每厘米（μS·cm1）。严格按规范要求配制、使用和保存标准缓冲溶液。

3 做好设备维护保养工作

正确检定、维护和使用仪器是减小测量误差、提高观测精度的关键。要注意保持实验室的清洁卫生，严禁吸烟，吸烟使酸雨PH值降低。pH电极使用半年以后，降水样品的pH值测量值一般会出现系统性的负偏差，且pH值越低的水样，偏差量越大。原因是pH电极超期使用，或由于电极质量不良、保养使用不善，pH电极提前老化。为避免由于复合电极老化影响测量的准确性，须在每年4月定期更换新的复合电极，新购PH复合电极套管中的KCL溶液由于运输途中受到颠簸可能产生气泡，如果直接活化用于测量，则会引起PH测量误差，可以选用下述一种方法或两种方法交替使用来排除气泡，然后在3MKCL溶液中浸泡24h以上，进行活化。

（1）撞击法：用手握住复合电极的球泡部位，使球部处于掌心，然后，將此手的下端在垫有软物的桌上自上而下撞击（要尽量保持复合电极的垂直），直至气泡排尽为止；或者，一手握住PH复合电极中部，球泡在下，然后用手腕在另一只手掌上自上而下撞击，直至气泡往上排尽为止。

（2）甩动法：站在空旷处，用手紧握复合电极上半部用力甩动，直至气泡排尽为止。

实践发现，一周左右应测试电导电极纯水保养液K值，如果K值<5.0，应及时更换纯水；检查复合电极外参比溶液位，应保持在加液孔下10mm处，电极保护套内留约高18mm高的3M氯化钾保护液，降低时应及时添加溶液至规定位置。

4 液态和固态降水采样及测量操作

如果使用受灰尘污染的容器采样，将造成降水样品碱性增加、K值变大，因此用于降水采样收集和存放的容器，使用前后均要清洗干净；经常使用的器皿可用纯水涤荡。

若88时一个降水采样日内有数次降水过程，则进行多次全样混合采样，水样中如含有昆虫、树叶等杂物，应用洁净的镊子夹出，并将其合并为一个降水样品，并加盖。冬季出现冻雨时，采样桶内降水呈固态，雨淞和雪难以全部融化，不能保证全样混合采样，测量PH、K值会出现明显偏差。因此，冰冻地区采样桶架应敷缠加热带温控调节供酸雨桶加热，保证桶内降水呈液态（2℃左右），以利于降水全样混合采样，减小PH、K值测量偏差。降水量达到1.0 mm时，必须采集一个日降水样品（<1.0 mm时则倒净降水样品），视降水样品的浑浊情况，静置，使混浊物沉淀，再将澄清的样品转移到测量用的烧杯内，这样能缩短降水样品与室温平衡的时间，但平衡时间一般不超过2小时，在温度平衡过程中，应盖上洁净的表面皿，以防灰尘污染降水样品。如降水样品超过100ml，可将降水样品置于两个50ml的烧杯内，分别测量pH值和K值。如降水样品总量不足100ml，则只转移至一个烧杯内，且必须遵循“先测电导，后测pH”的操作规程。如果测量顺序颠倒，那么K值测量值会出现较大正偏差。因为pH值测量过程中，pH电极存在微弱的电极液渗漏（属正常现象），导致被测水样电导升高。测量pH时，仪器预热1小时左右显示数据会相对稳定。按规范做好仪器校准工作。测量pH值时，一般适当延长溶液搅拌时间，待溶液静止后再测定；对于测量pH4～5、pH5～6、pH6～7范围的样品，测量平衡时间一般分别为（1.9±0.8）min、（4.6±1.9）min、（5.6±1.3）min。

5 结语

综上分析，为了减小酸雨观测误差，观测员必须加强酸雨观测业务规范和技术规定的自我学习，熟练掌握酸雨观测工作的各项要求及仪器性能和日常维护方法，严格按照酸雨观测业务规范操作。还要具备高度的工作责任心和职业道德，并在实际工作中认真总结观测经验。只有这样，才能获取准确可靠的酸雨观测数据。

参考文献：

[1]中国气象局.酸雨观测业务规范[M].北京：气象出版社，2005.

[2]中国气象局.酸雨观测业务系统软件操作手册[M].北京：气象出版社，2005.

[3]汤洁，俞向明，程红兵，等.2010.酸雨观测中pH 测量负偏差来源.应用气象学报，Vol.21（4），458463.

作者简介：易建平（1963），男，高工，长期从事地面气象测报工作。