酸雨观测业务规范9-11章

酸雨观测业务规范9-11章蚌埠市气象局自动温度补偿功能的pH计的校准操作步骤具有自动温度补偿功能的pH计的校准操作步骤如下：•接通电源，打开pH计（以下简称仪器）后部的电源开关，预热30分钟。•小心地取下复合电极下面的盖帽，放至不易碰到的地方。•用纯水将复合电极和测温探头洗净，并用滤纸将其表面的残液汲干。•检查仪器的“手动、自动温度补偿选择开关”，使其处于自动补偿位置，而后将仪器的测量选择开关拨到“测温”档。每次测量降水样品前，须对pH计进行校准。如果一天内连续开机测量样品，则只需在首次测量前进行一次校准即可。如果连续开机，每24小时至少校准一次。5.先将盛有中性标准缓冲溶液的试剂瓶摇动数次，备用。6.先将盛有中性标准缓冲溶液的试剂瓶摇动数次，备用。取50ml烧杯一个，用纯水清洗3次，倒净烧杯内的纯水。从中性标准缓冲溶液试剂瓶中取少量试剂溶液（2ml～5ml），涤荡烧杯，之后倒净杯中溶液。再从中性标准缓冲溶液试剂瓶中取出大半杯标准缓冲溶液，将复合电极和测温探头同时浸入该溶液中（复合电极的玻璃泡必须完全浸在液面以下），轻轻摇晃杯子2圈～3圈。读取并在酸雨观测记录簿中记录温度值，温度值保留小数一位。从表7-2中查算出该温度下标准缓冲溶液的pH值，记录在酸雨观测记录簿。7.将仪器的测量选择开关拨到“PH测量”档,将“斜率”旋钮顺时针旋到最大，调节定位旋钮使仪器屏幕显示步骤6）查算得到的标准缓冲溶液pH值，即“定位”。以后的操作不得再拨动定位钮。8.将复合电极和测温探头移出烧杯。9.将复合电极和测温探头移出烧杯。10.用纯水清洗复合电极和测温探头，并用滤纸将其表面的残液汲干，重复3次.11.将仪器的选择开关拨到“测温”档。准备用酸性标准缓冲溶液（根据需要，用碱性标准缓冲溶液，下同）校准pH计的“斜率”。12.先将酸性标准缓冲溶液的试剂瓶摇动数次，另取一个50ml烧杯，重复步骤6）的操作。13.将测量选择开关拨到“pH测量”档，等待10秒钟，如果显示值与步骤11）查出的值一致即可；否则，用斜率旋钮将其调到一致。如果斜率旋钮的调节幅度较大（大于0.10个pH值单位），应再次重复步骤6）～步骤11），重新校准。完成校准后，在其后的测量操作中就不能再动斜率和定位旋钮。13.将复合电极和测温探头移出溶液。用纯水清洗复合电极和测温探头，并用滤纸将其表面的残液汲干，重复3次。注意事项：1.部分测站降水的pH值可能常年或某些季节普遍高于7.00。为了保证pH计的校准范围与测量范围尽可能一致，应用碱性标准缓冲溶液取代酸性标准缓冲溶液校准“斜率”。2.从冷藏箱中取出标准缓冲溶液使用时，应将盛有标准缓冲溶液的试剂瓶放在室内2小时以上，使其与室内气温达到平衡后，方可用于对pH计的校准（和定位）。严禁将盛有标准缓冲溶液的试剂瓶放在炉子或暖气上直接烘烤。测量操作降水样品pH值的测定步骤如下：1.将选择旋钮拨到“测温”档。2.取少量样品（约10ml），用原液洗涤复合电极和测温探头（如样品量较少，可略去此步骤，改用纯水洗涤复合电极和测温探头，并用滤纸将其表面的残液汲干）。3.用干净的50ml聚乙烯（玻璃）烧杯取约30ml降水样品，将复合电极和测温探头同时浸入至液面以下（不可与烧杯的底和壁接触），轻轻摇晃杯子2圈～3圈。如果显示的温度与校准所用缓冲溶液温度相差大于2℃，应取出复合电极和测温探头，继续等待样品的温度平衡到与校准所用缓冲溶液温度的差别小于2℃时，再重新开始从步骤2）开始测量。4.将仪器的选择旋钮拨到“pH值测量”档,轻轻摇晃杯子2圈～3圈，样品静置几秒后，读取并在酸雨观测记录簿上记录一个相对稳定的pH值读数（保留小数后两位数值）。轻轻摇晃杯子2圈～3圈后，再读取并记录相对稳定的pH值读数。如此重复读取和记录3个相对稳定的pH值读数。5.读数、记录完毕，关掉电源，拔下电源插头。6.清洗复合电极和测温探头，并用滤纸将其表面的残液汲干。将电极的塑料套套上。如果套中溶液太少，应适当补充3M氯化钾溶液（配制方法见附录7）。清洗器皿。收藏好分析仪器和器具。在正常情况下，应保持复合电极和测温探头与仪器主机的连接，即不必将插头拔出。注意事项：1.部分高山或降水极为洁净的观测站，有可能出现仪器读数不易稳定的现象。如果出现这种情况，应当适当延长读数的等待时间，但是一次读数的等待时间不宜超过2分钟。此种情况，需在酸雨观测记录簿中备注。2.3次读数差别较大时，可适当增加读数次数（总数不超过5次）。选取其中连续3次相互接近的读数，计算平均值。3.标准缓冲溶液的温度与降水样品的温度相差须小于2℃。为缩短温度平衡的时间，确保两者温度尽量一致，可以在一个小水盆放入少许水，再把盛有标准缓冲溶液的试剂瓶和装有降水样品的烧杯一同放在盆中，盆中的水位应该尽量高，但又不至于使烧杯和试剂瓶漂浮起来。质量控制图酸雨观测站应在每年年初制作本年度的降水pH值测量质量控制图，在每次完成降水样品的pH值测量后，在图上点绘出测量值，并按照质量控制图的指标（站外复测上下限和站内复测上下限）进行观测质量控制。质量控制图的制作方法详见附录8。复测如果某次观测的pH值（系三次读数的平均值，下同）超出当年站内复测上下限的范围时，应立即由站内其他观测员进行复测。将复测结果记录在酸雨观测记录簿相应的栏目内，并在该记录页的备注栏中注明“已复测”。如果某次观测的pH值超出站外复测上下限的范围时，除了进行站内复测外，还须将该样品的未测部分保留，装在洁净的聚乙烯瓶内，密封后，寄送中国气象局指定的实验室进行复测，并在酸雨观测记录簿中注明“外送复测”。如果降水样品不足以完成复测，需在酸雨观测记录簿中注明。pH值测量业务考核所有酸雨观测站必须参加定期组织的pH值测量业务考核。观测站在收到水样后，须按照规定的时间完成测量，填写相关数据，及时报送到指定单位。如果考核样品的pH测量值不在正常范围，需要查找原因后补考，如仍不在正常范围，应考虑更换复合电极或检修仪器。第十章降水样品电导率的测量降水样品K值的测量步骤如下：1.接通电导率仪的电源，打开电源开关，预热30分钟。2.校准仪器，具体操作参见附录6和仪器操作说明书。3.检查仪器“常数”（电极常数补偿调节）旋钮，使其与所用的电导电极相一致。以后的操作中不得再碰“常数”（电极常数补偿调节）旋钮。4.将量程选择旋钮拨至最大量程范围。5.具有温度补偿功能的电导率仪，应按照仪器操作说明书的要求调节温度补偿旋钮到样品温度。6.用纯水冲洗电极，再用洁净的滤纸汲干电极上的水滴，重复3次。7.将电极浸入样品液面以下，再将样品杯环绕电极轻轻晃动2圈～3圈，放下样品杯使得电极的测量部分（金属板片）完全浸入样品液面以下约1cm深，并处于烧杯中央。8.调节量程选择旋钮，逐渐降低量程范围，使得仪器显示屏的示值为最大。9.待仪器显示读数稳定后，读取并记录第一个数据（保小数一位）。重复步骤7），继续读取并记录第2和第3个数据。10.计算K值的平均值，如未使用温度补偿功能，应将其订正到25℃的标准值，订正计算方法见第十一章11.1。11.将电极从样品中移出并用纯水冲洗，用滤纸汲干水滴后，再用洁净的塑料袋套好，防止落灰污染。12.关闭电导率仪的电源。清洗器皿。收藏好仪器和器具。质量控制图酸雨观测站应在每年年初制作本年度的降水K值测量质量控制图。在每次完成降水样品的K值测量后，在图上点绘出测量值，并按照质量控制图的指标（站外复测上下限和站内复测上下限）进行观测质量控制。质量控制图的制作方法详见附录8。复测如果某次观测的K值（系三次读数的平均值，并换算到25℃时的K值，下同）超出站内复测的上下限范围，则应立即由站内其他观测员进行复测。，将复测结果记录在酸雨观测记录薄相应的栏目内，并在该记录页的备注栏内注明“已复测”。如果某次观测的K值超出站外复测的上下限范围，除了进行站内复测外，还须将该样品余下的未测量（即未受到污染）部分，装在洁净的聚乙烯瓶内，密封后寄送中国气象局指定的实验室进行分析复测，并在酸雨观测记录簿中注明“外送复测”。如果降水样品不足以完成复测，需在酸雨观测记录簿中注明。业务考核所有酸雨观测站必须参加定期组织的K值测量业务考核。观测站在收到水样后，须按照规定的时间完成测量，填写相关数据，及时报送到指定单位。如果考核样品的K测量值不在正常范围，需要查找原因后补考，如仍不在正常范围，应考虑更换电极或检修仪器。第十一章酸雨观测记录的整理一、酸雨观测记录簿1.在降水采样日界内有降水发生时，必须在酸雨观测记录簿的有关栏内填写相应的记录。酸雨观测记录簿上的记录一律用黑或蓝黑墨水笔填写，字迹应清晰工整。校对发现有误时，应将错误的整组记录划去，在其上方用黑或蓝黑墨水笔另行书写正确的记录，禁止涂、擦、刮、贴或字上改字、描字。2.酸雨观测记录簿的记录格式、填写要求和有关统计方法详见附录9。二、日酸雨观测资料上传数据文件每次酸雨观测完毕后，应将酸雨观测记录簿中的记录录入计算机，按照《日酸雨观测资料上传数据文件》的规定（附录10），编制本站的日酸雨观测资料上传数据文件，并在次日20时之前完成上报。当日无降水或酸雨观测缺测时，仍应编制日酸雨观测资料上传数据文件，并按规定上报。日酸雨观测资料上传数据文件的格式见附录10。三、月酸雨观测资料1、月资料数据文件的编制与上报:酸雨观测站在每月初按照《酸雨观测资料数据文件》的规定（附录11），编制上月的酸雨观测资料S文件。酸雨观测资料S文件必须经校对、预审后，在次月5日20时前上报。禁止一人包揽录入、校对和预审工作。某月无降水或全月酸雨观测缺测时，仍应编制酸雨观测资料S文件，并按规定上报。在月统计中，无论有无复测值，均以初测值进行统计。2、月统计值⑴月平均pH值计算月平均pH值，采用氢离子浓度[H+]——降水量加权法，即将每次降水的pH值换算成氢离子浓度后，乘上相应的降水量求其平均：（11-1）（11-2）（11-3）式中，为每次降水的pH值，为降水量加权的月平均pH值；为由每次降水的pH值计算得到的氢离子浓度，为降水量加权的月平均氢离子浓度，单位均为mol·L-1；Vi为每次降水的降水量，单位为mm。⑵月最大pH值和出现日期在当月酸雨观测资料中挑取最大的pH值和相应日期。若最大pH值出现2次或以上时，则挑取和记录降水量最大的一次；若降水量也相同，则挑取和记录降水时段最长的一次。⑶月最小pH值和出现日期在当月酸雨观测资料中挑取最小的pH值和相应日期。若最小pH值出现2次或以上时，则挑取和记录降水量最大的一次；若降水量也相同时，则挑取和记录降水时段最长的一次。⑷pH5.60（或pH5.00）的出现频率取降水pH值低于5.60（不含5.60）的次数，按照下式计其出现频率，即：（11-4）式中，F[5.60]为pH值5.60的频率；N[5.60]为pH值低5.60的次数；N总为当月进行pH值观测的次数。pH5.00的出现频率F[5.00]的计算同F[5.60]。⑸月平均K值的计算（11-5）式中，Ki为每次降水的K值，为降水量加权的月平均K值，均为25℃时的K值，单位为μS·cm-1；Vi为每次降水的降水量(mm)。附录1酸雨酸雨是指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）（F1-1）碳酸是一种弱酸，在水中分两步发生电离：（F1-2）（F1-3）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。应当指出，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`1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。在降水的形成过程中，由于受到大气中二氧化碳和其它污染气体以及大气中悬浮颗粒物可溶成分的影响，降水的