大气降水监测技术

大气降水监测技术

一监测点

1.监测点个数的确定

2.监测点位具体选择要求如下：

（1）测点不应设在受局地气象条件影响大的地方，例如：山顶、山谷、海岸线等。

（2）监测点不应受到局地污染源的影响。

（3）监测点的选择应适于安放采样器，能提供采样器使用的电源，便于采样器的操作及维护。

二采样器具体点位放置和高度的要求

大气降水采样器的设置应保证采集到具有代表性的试样，应设置在离开树林、土丘及其它障碍物足够远的地方。宜设置在开阔、平坦、多草、周围100m内没有树木的地方。也可将采样器安放在楼顶上，但周围2m范围内不应有障碍物，具体的安放标准如下：

（1）采样器与其上方的电线、电缆线等之间的距离应保证不影响试样的采集。

（2）较大障碍物与采样器之间的水平距离应至少为障碍物高度的两倍，即从采样点仰望障碍物顶端，其仰角不大于30°。

（3）若有多个采样器，采样器之间的水平距离应大于２ｍ。

（4）采样器应避免局地污染源的影响，如废物处置地、焚烧炉、停车场、农产品的室外储存场、室内供热系统等，距这些污染源的距离应大于100m。

（5）采样器周围基础面要坚固，或有草覆盖，避免大风扬尘给采样带来影响。

（6）采样器的放置应在相对高度1.2m以上。

三大气降水采样仪器

采样器宜选用自动采样器，如不能用自动采样器，可用手动采样器替代。

1.自动采样器

自动采样器的基本组成是接雨桶、防尘盖、雨传感器、样品容器、雨量计等。防尘盖用于盖住接雨器，下雨时自动打开。自动采样器应满足以下条件：

（1）采样器的外观设计合理，下雨时落在防尘盖或仪器其它部位上的雨滴不会溅入接雨器内。

（2）传感器最低能感应到的降雨强度为0.05mm/h或不小于0.5mm直径的雨滴。

（3）传感器应该有加热装置以防止雾、露水启动采样器，并融化雪和蒸发残留的湿沉降物。

（4）传感器的高度与采样筒的高度一致；为防止鸟落在传感器表面引起误动作，其上面应竖一针状金属物。

（5）防尘盖必须在降雨开始1min内打开，在降雨结束后5min内关闭。

（6）防尘盖内沿应加由惰性材料制成的垫子以防对样品造成污染；未降雨时防尘盖和接雨器之间要封闭严密，防止大气和气溶胶对样品的影响。

（7）接雨器和样品容器应由惰性材料制成，如聚乙烯、有聚四氟乙烯涂层的金属等；并且易于清洗。

（8）接雨器的口径应不小于20cm（直径）。对于雨量偏小的地区，宜使用接雨器口径较大的采样器。

（9）如果样品由接雨器流入样品容器，则连接接雨 器和样品容器之间的管子应由惰性材料制成，如聚乙烯、尼龙、聚四氟乙烯硅管等。

（10）样品容器体积应足够大，采样时遇到当地最大日降雨量也不会有样品溢出。

（11）采样器对电源的适应性强，在180-250Ｖ电压范围内能正常工作。

（12）采样器能在当地极端气候条件下正常工作；采样器正常工作时，不会有漏电、短路等现象。

（13）采样器的机械运转灵活，其内部的电机、传动机构、防尘盖等部件，必须材质好、精度高、配合紧密。

2.手动采样器

手动采样器一般由一只接雨的聚乙烯塑料漏斗、一个放漏斗的架子、一只样品容器（聚乙烯瓶）组成，漏斗的口径和样品容器体积大小与自动采样器的要求相同（上方口径不小于300mm，高度不低于200mm）；也可采用无色聚乙烯塑料桶采样，采样桶上口直径及体积大小与自动采样器的要求相同。

3.雨量计

在采集降雨的同时还需要进行降雨量的观测，以便计算出应采样品的量。雨量计安装在采样器旁固定架子上，距采样器距离不小于２ｍ，器口保持水平，距地面高70cm。

4.称重天平

用于对所采集到的样品进行称量，天平的最大称样量不小于15kg，最小感量为1g。

四现场监测技术

1.采样时间和频率

下雨时，每24h采样一次。若一天中有几次降雨过程，可合并为一个样品测定；若遇连续几天降雨，则将上午9:00至次日上午9:00的降雨视为一个样品。

2.采样记录

采样后应立即对样品进行编号和记录，具体内容如下：

（1）采样点名称；

（2）样品编号；

（3）采样开始日期，结束日期，开始时间，结束时间；

（4）样品体积或者重量；

（5）湿沉降类型（雨、雪、冻雨、冰雹）；

（6）降雨量；

（7）样品污染情况（明显的悬浮物、鸟粪、昆虫）；

（8）采样设备情况（运转正常／不正常）；

（9）当时的气象参数；

（10）采样人员临时观察到的情况（意外的环境问题、车辆活动）；

（11）监测点状况（监测点周围是否有异常，是否有新增的局地污染源等等）；

（12）其它（不寻常情况、问题、观测等）；

（13）采样人员签名。

样品记录应连同样品一起送到分析实验室。

3.采样容器的准备和清洗

接雨器和样品容器在第一次使用前需用10%（V/V）盐酸或硝酸溶液浸泡24h，用自来水洗至中性，再用去离子水冲洗多次，然后用少量去离子水模拟降雨，用离子色谱法检查模拟降雨样品中的氯离子含量，若和去离子水相同，即为合格；或者测其电导率（Ec），Ec值小0.15mS/m备用。

4.样品采集的基本步骤

（1）洗净晾干后的接雨器安在自动采样器上，如连续多日没下雨，则应3-5d清洗一次。如果是手动采样，则应将清洗后的接雨器放在室内密闭保存，下雨前再放置于采样点；如接雨器在采样点放置2h后仍未下雨，则需将接雨器取回重新清洗后方可再用于样品采集。

（2）雨后将样品容器取下，称重；去除样品容器的重量后得样品量，与同步监测的降雨量进行比较。

（3）取一部分样品测定Ec和pH，其余的样品，均需现场使用0.45μm的微孔有机滤膜过滤后装入样品瓶，冷藏保存，以备分析离子组分。如果样品量太少（少于50ml），则只测Ec和pH即可（也可等到雨量较大的天气重新进行采样分析）。

（4）样品采集完后将接雨器和样品容器洗净晾干，以备下一次采样用。

五现场监测质控要求

（1）样品量根据接雨器的口径换算成降雨量，将降雨量的计算值与雨量计的测量值进行比较，计算值应在测量值的80%-120%之间。

（2）应有专人负责检查各采样点的采样器，包括接雨器、样品容器、管道等是否按规定清洗干净。检查方法：用200ml已测Ec值（λ１）的去离子水清洗接雨器、样品容器、管道等，然后再测其清洗液的Ec值（λ２）。要求：（λ２－λ１）／λ１＜５０％；同时检查去离子水质量，要求Ec值＜0.15mS/m。

（3）称样的天平应按规定定期送当地计量部门检定，在现场测量样品重量前，应用已知重量砝码校正天平，或者使用自动可调整精度天平。

（4）定期检查自动采样器运转是否正常，主要确保传感器和连动盖子的开启应达到要求；同时检查雨传感器的加热部分是否正常。

（5）随时注意检查监测点周围发生的变动情况，如新的污染源、建筑工地等；做好记录，及时上报。

（6）手动采样时应确保降雨时及时放置接雨装置，雨停后及时取回雨样，以防干沉降对样品的影响。

（7）样品取下后，无论是在现场工作室还是送到实验室，均应储存在聚乙烯瓶中，放置于冰箱内保存。现场不能对样品及时分析时，在送到分析实验室前应在３～５℃冷藏。不同的检测参数按照其分析方法添加相对应的固定剂进行临时固定保存。

六分析项目

大气降水监测的测定项目有：Ec、pH值、硫酸根离子、硝酸根离子、氟离子氯离子、铵根离子、钙离子、镁离子、钠离子、钾离子、降雨量等。选测项目：碳酸氢根离子、溴离子、醋酸根离子、磷酸根离子、亚硫酸根离子、亚硝酸根离子等。

表1 分析方法一览表