浅谈酸雨观测技术流程

浅谈酸雨观测技术流程

摘要：酸雨，是因人类活动导致区域降水酸化的一种污染现象，对公众健康、工农业生产、生态环境以及全球气候变化都有重要的影响。为满足我国国民经济和社会发展对大气环境监测方面日益增加的需求，中国气象局在全国范围内布设酸雨观测站网，将酸雨观测正式列为气象台站观测项目，测量降水样品的PH值和电导率K值。由于各个台站或观测员的操作流程并不一致，会影响到酸雨观测数据测量的准确性。为了提高台站酸雨观测的统一性和准确性，本文对酸雨采样、测量、操作维护等观测流程进行了探讨。

关键词：酸雨采样观测流程探讨

引言

酸雨，是因人类活动导致区域降水酸化的一种污染现象，对公众健康、工农业生产、生态环境以及全球气候变化都有重要的影响[1]。酸雨观测为研究酸雨的时空分布及其长期变化趋势提供宝贵的科学数据，为治理大气污染和防治酸雨提供重要科学依据，是服务于可持续发展战略和环境保护等国家决策的基础性工作。中国气象局已将酸雨观测正式列为气象台站的观测项目，其所积累的长期酸雨监测资料，已经应用于我国的环境监测、治理的科学决策和相关科学研究。酸雨观测已成为气象业务工作的重要组成部分，是气象台站的基本任务之一。为了做好酸雨观测，许多作者对酸雨观测质量控制、观测注意事项进行了探讨[2-3]。但是由于各个台站或观测员的操作流程并不一致，会影响到酸雨观测数据测量的准确性。为了提高台站酸雨观测的统一性和准确性，本文对酸雨采样、测量、操作维护等观测流程进行了探讨。1酸雨的定义

酸雨是指pH值小于5.60的大气降水。

空气主要是由氮气（78％）、氧气（21％）、二氧化碳（0.037%）、水汽和其它惰性气体等组成的。在这些气体中，二氧化碳是含量最高的酸性气体。在大气中，二氧化碳易溶解于水，形成碳酸。碳酸是一种弱酸，在水中发生电离。根据二氧化碳在大气中的浓度和常温下在水中的溶解度，可以计算出洁净降水中氢离子的浓度，并由此得出其pH值为5.60。

但是，在未受人类活动影响的偏远地区，自然降水的pH值一般多在5.00～5.20左右，因为除了二氧化碳以外，自然大气中还存在一些其它酸性物质，可使降水进一步酸化。所以，以pH值小于5.60作为酸雨的标准，是一个仅考虑大气中二氧化碳溶解影响的简单定义。

2酸雨观测的基本任务

采集降水样品，测量降水样品的pH值与电导率，记录、整理观测数据，编制酸雨观测报表，报送酸雨观测资料；维护酸雨观测场地和酸雨观测实验室工作环境，填写并报送酸雨观测站环境报告书；正确安装、使用和维护酸雨观测仪器，及时送修、送检，确保设备正常运行；参加酸雨观测业务考核；按要求寄送降水样品，或对降水样品进行除pH值与电导率以外的其他项目的测量；建立、健全站内酸雨观测值班制度、仪器和化学试剂的安全使用（操作）和管理制度以及观测工作质量的检查制度。

3酸雨降水样品的采样流程

3.1降水样品采样日界

每日08时(北京时，下同)为酸雨观测降水采样的日界，当日08时至次日08时为一个降水采样日。在一个降水采样日内，无论降水是否有间歇及间歇长短，降水量达到1.0 mm时，必须采集一个日降水样品。

一个降水采样日内的一次连续降水过程，只采样一次。

若一个降水采样日内有数次降水过程，则进行多次采样，并将其合并为一个降水样品。夜间不守班的气象观测站，须在20时将未使用过的降水采样桶放置于采样架上，并使其处于采样状态，用于对夜间降水的采样，若白天和夜间均采集有降水样品，须将两个时段的降水样品合并为一个降水样品。

若降水连续数日，则按采样日界分别采集各日的降水样品。

在降水采样日界，若降水连续，可在08时00分至30分之间收回上一日的降水样品，并开始采集当日的降水样品。完成上一日降水样品的收集后，若当日不再有降水，该日可无酸雨观测记录，其降水量记入上一日内，此种情况需在酸雨观测记录簿备注栏内备注。

3.2降水样品的采集

降水样品的采集工作包括降水采样桶的准备、取用、安放、采样和取回等步骤，统称为采样。采样操作的具体步骤如下：

3.2.1准备

应随时准备好洗净的降水采样桶，备用。降水采样桶应编号，并标记在其外侧。降水采样桶在酸雨观测实验室内保存时必须加盖，并用干净的塑料袋套好，避免污染。如降水采样桶保存时间超过1个月，再次使用前须用自来水（配合洗涤剂）洗涤，并用纯水涤荡2～3次，并倒净残留的纯水，方可使用。

3.2.2取用

取用降水采样桶前应先洗手。将采样桶从密封塑料袋取出后，先用约200ml纯水涤荡1～2次，倒净残留的纯水，盖好桶盖，装入塑料袋内，准备带出室外安放。同一日内多次采样，再次取用同一采样桶时，不能用纯水涤荡该采样桶。

3.2.3安放和采样

降水即将开始前，应将降水采样桶安放在采样架上。待降水开始，应及时打开盖子开始降水采样。同时将桶盖取下放入洁净塑料袋内，带回酸雨观测实验室。不得在降水前打开盖子等待采样。

3.2.4取回

降水结束（或降水发生间歇）应及时将采样桶盖装在塑料袋内带到采样点，取出桶盖将采样桶盖上，从采样架上取下采样桶带回实验室。带回实验室的采样桶放置在专用的工作台上，用干净的塑料袋将采样桶上面套好，避免污染，然后再进行下一步处理。

3.2.5记录

每次安放或取回采样桶时，应在酸雨观测记录簿上记录采样桶安放、取回的时间。若降水间歇时间较短，没有来得及取回采样桶时，应在酸雨观测记录簿备注栏内备注。

3.2.6注意事项

安放和取回采样桶的过程中，不得用手和其他物品接触采样桶的内壁和降水样品，以防污染降水样品影响测量结果。而且，为避免在安放、收取采样桶时其他物品意外落入采样桶内，造成降水样品污染，操作人员应站在下风方向打开或盖上采样桶盖。

降水样品采集后，即可着手测量前的准备工作，最迟于本次降水采样日界结束后4h内完成降水样品的测量。降水样品测量的准备工作包括降水样品的转移、温度平衡以及测量仪器的开机预热等。

4酸雨观测操作流程

4.1 08-08时24小时降水量≥1.0mm时须进行采样测量，在8点半前取回采样桶，要求12时前完成测量，12时后测量须备注原因。当降水样品很少，无法测量时，弃样不测，在备注栏注明。

4.2观测前打开酸度计、电导率仪电源开关，预热30分钟。观测时取下复合电极玻璃套，并将橡皮套往下拨露出通气孔，清洗复合电极、温度探头、电导电极（3遍），用滤纸吸干。4.3用PH6.86标准缓冲溶液倒入50ml烧杯，将复合电极、温度探头浸入液面下1cm，按“校准”键，待示值稳定后，按“确认”键；清洗复合电极、温度探头（3遍），用滤纸吸干。用PH4.00标准缓冲溶液倒入50ml烧杯，将复合电极、温度探头浸入液面下1cm，按“校准”键，待示值稳定后，按“确认”键；清洗复合电极、温度探头（3遍），用滤纸吸干。

4.4将降水样品分别倒入2个50ml烧杯；1个用来测PH值，1个用来测电导率。当降水样品较少时，将降水样品倒入1个50ml烧杯中，先测温度（不记录），再测电导率，最后测ph 值和温度值（记录）。

4.5将复合电极、温度探头浸入降水样品中，按“PH”键，待示值稳定后，记录ph值（保留2位小数），记录温度值，按“贮存”键，再按“确认”键，轻轻晃动烧杯，待示值稳定后，记录ph值，再轻轻晃动烧杯，待示值稳定后，再记录ph值（共记录3次）；

4.6将电导电极浸入另一杯降水样品中，将“量程”旋纽拨到“检查”、“常数”旋纽拨到“1.0”、“温度”旋纽拨到“25”，调节“校准”旋纽使屏幕显示“100.0”；调节“常数”旋纽使屏幕显示与电极标签常数一致如“101.0”；调节“温度”旋纽到溶液实际温度值；将“量程”旋纽拨到“Ⅰ”或“Ⅱ”档，记录电导率K值（保留1位小数）；

4.7清洗复合电极、温度探头、电导电极（3遍），用滤纸吸干，将复合电极套套上，并将橡皮套往上拨，当复合电极补充溶液不足时须及时添加。将电导电极浸入蒸馏水中保管。清洗烧杯、采样桶（用洗衣粉刷洗、自来水冲刷、再用蒸馏水荡洗3遍）放回原处，清理桌面，关掉仪器电源。

5酸雨观测仪器的安装与维护

电导率仪须安放平稳，电源连接正确，接地良好。电极支架须固定牢靠，方便操作，接线连接正确牢固。安装过程中，须注意保持电极插孔和电导电极插头的清洁与干燥，严禁用手触摸，以免影响测量的稳定性和准确度。

初次安装或更换电导率仪，应当在酸雨观测记录簿中记录仪器的型号、序号、生产厂家、购置日期、开始使用（更换）日期等，备查。送修和送检时也应作相应记录。

开始启用新的电导电极时，要检查电极根部标签上的电极常数标示是否清楚。标签丢失或标示不清者，不能使用。为了防止电极常数标示在使用中被磨掉，应在标签外面贴上一层透明胶带。电导电极的电极常数各不相同，因此在更换电导电极时，须对电导率仪的电极常