空氣中CO2溶解于降水和從降水中逸出達到動態平衡時的pH約有5.60,因此通常稱pH<5.60的降水為酸雨。其實除了CO2影響降水pH值外,還有天然的植物、海藻等在陽光照射下發生蒸騰而釋放出萜烯、異戊二烯、α-蒎烯等,經一系列氧化作用而形成甲酸、乙酸,使降水pH值達到4.80～5.00,這是自然因素造成的。在全球降水背景站的觀測,發現降水中pH值背景在5.00左右。人為污染的酸性物質主要是SO2、NOx,在空氣中被氧化形成硫酸鹽、硝酸鹽等酸性氣溶膠,是形成酸雨的主要原因。此外空氣中的氨及顆粒物的酸堿性質對酸雨有中和與緩沖作用。降水pH<4.50則會對生態系統有一定的不利影響,pH<4.0對生態系統則有明顯的危害。
一、原理
pH定義為水中離子活度的負對數。用電極法測定,即以飽和片汞電極為參比電極,以玻璃電極為指示電級,組成電池。在25℃下,溶液中每變化一個pH值單位,電位差變化59.1mV。將電位表刻度轉換為pH刻度,便可直接讀出溶液的pH值。溶液的溫度對測量有影響,可用溫度補償器調節到溶液實際的溫度處進行修正。
二、儀器
各種型號的酸度計或離子活度計(測量精度一般應為0.05pH單位)。
玻璃電極的選擇:通常用相對校準法來檢驗電極的優劣,可在25℃時用pH4.008的標準溶液定位,然后測量pH為6.865的標準溶液和pH為9.180的標準溶液,求出測量值與標準溶液給定值的誤差。或者用pH6.865的標準溶液定位,測量其它兩種標準溶液,求出測量誤差。也可用pH為9.180的標準溶液定位,測量其它兩種標準溶液,求出測量誤差。測量誤差大于0.2pH的電極不宜使用。
三、試劑
做校正用的標準pH值緩沖溶液一般可用計量部門出售的pH標準物質直接溶解定容而成,也可以按表1配制。
配制標準溶液的去離子水的電導率應小于2μS/cm。用前煮沸數分鐘,放冷。配好的溶液應貯存于聚乙烯瓶中,有效期一個月。
四、步驟
①根據儀器說明書要求,啟動儀器,預熱20min以上。
②用兩種或一種標準緩沖溶液對儀器進行定位和校正。
③樣品測量:儀器經校正定位后用于測量,在測量前先用水沖洗電極2～3次,用濾紙把水吸干,將電極插入水樣中。攪動水樣至少1min(用磁力攪拌器),按下讀數開關,重復2～3次,讀取穩定后的讀數。測量完畢,用水沖洗電極,把甘汞電極擦干并套上橡皮套,把玻璃電極浸泡在蒸餾水中待用。
五、說明
①pH值與溫度有關,應在測量前測試溶液的溫度,然后把溫度補償旋鈕調到相應的位置。
②酸度計應定期進行檢驗,換新電極時應對電極進行認真挑選,使之與儀器能夠較好的匹配。
③樣品若敞開放置,空氣中微生物、二氧化碳、實驗室的酸堿性氣體等對pH值的測定有影響,應盡快測定。