趙卓英，田孟安，孫浩，胡波

(1.國(guó)家海洋標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量中心，天津 300112；2.國(guó)家海洋信息中心，天津 300171）

標(biāo)準(zhǔn)海水研究現(xiàn)狀及其應(yīng)用

趙卓英1，田孟安1，孫浩2，胡波1

(1.國(guó)家海洋標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量中心，天津 300112；2.國(guó)家海洋信息中心，天津 300171）

標(biāo)準(zhǔn)海水作為海水鹽度量值的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，廣泛用于檢定和校準(zhǔn)海水鹽度測(cè)量?jī)x器和裝置。主要介紹兩種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)—中國(guó)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)海水和中國(guó)系列標(biāo)準(zhǔn)海水，系統(tǒng)介紹我國(guó)現(xiàn)階段標(biāo)準(zhǔn)海水的制備，封裝工藝，保存方法，并闡述其在使用過程中的注意事項(xiàng)。

中國(guó)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)海水；中國(guó)系列標(biāo)準(zhǔn)海水；海水鹽度；標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)

海水鹽度是海洋水文重要要素之一，測(cè)量海水鹽度對(duì)海洋調(diào)查和海洋科學(xué)研究有著重要作用。海水鹽度量值測(cè)量目前基本均采用相對(duì)測(cè)量法，即首先用一種鹽度值準(zhǔn)確已知的標(biāo)準(zhǔn)海水定標(biāo)儀器，然后借助于電導(dǎo)率比或光折射度等參量確定海水樣品的鹽度值[1]。

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)海水（IAPSO Standard Seawater）是目前唯一被國(guó)際認(rèn)可的海水鹽度量值標(biāo)準(zhǔn)，在全球范圍內(nèi)被廣泛使用。我國(guó)于20世紀(jì)60年代成功研制鹽度值為35的中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)海水（二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)），2003年成功研制中國(guó)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)海水，其鹽度標(biāo)準(zhǔn)值總不確定度為0.001，經(jīng)與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)海水比測(cè)結(jié)果表明，中國(guó)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)海水與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)海水具有很好的一致性, 達(dá)到國(guó)際同等水平，可替代國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)海水，用于我國(guó)海洋調(diào)查研究中。

1 兩種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)

經(jīng)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局批準(zhǔn)，國(guó)家海洋標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量中心現(xiàn)生產(chǎn)兩種中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)—中國(guó)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)海水和中國(guó)系列標(biāo)準(zhǔn)海水（圖1）。

1.1 中國(guó)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)海水（China Primary Standard Seawater）

中國(guó)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)海水是國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（GBW13150），鹽度標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)35，標(biāo)注有電導(dǎo)率比值K15和鹽度值S。鹽度標(biāo)稱值不確定度U=0.001（k=3），代碼P，每瓶約220 mL，有效期2年。

1.2 中國(guó)系列標(biāo)準(zhǔn)海水（China Series Standard Seawater）

中國(guó)系列標(biāo)準(zhǔn)海水是國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（GBW（E）130011），有5個(gè)鹽度標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)5、20、30、35、40，標(biāo)注有電導(dǎo)率比值R15和鹽度值S。鹽度標(biāo)稱值不確定度U=0.003（k=2），代碼依次為A、B、C、D、E，每瓶約220 mL，有效期2年。

1.3 量值溯源和傳遞框圖

中國(guó)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)海水是中國(guó)系列標(biāo)準(zhǔn)海水量值傳遞的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)和高精度海水鹽度測(cè)量?jī)x器的工作標(biāo)準(zhǔn)，它在海水鹽度量值傳遞體系中起著承上啟下的重要作用。中國(guó)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)海水為國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，溯源至“78國(guó)際實(shí)用鹽標(biāo)”中規(guī)定的KCl標(biāo)準(zhǔn)溶液；中國(guó)系列標(biāo)準(zhǔn)海水為國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，溯源至中國(guó)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)海水。量值溯源和傳遞框圖（圖2，圖3）。

2 標(biāo)準(zhǔn)海水制備[2]

制備標(biāo)準(zhǔn)海水須嚴(yán)格按照特定的工藝，才能保證海水鹽度量值的準(zhǔn)確可靠。制備工藝流程圖和制備示意圖（圖4，圖5）。

2.1 大洋海水采集

標(biāo)準(zhǔn)海水以大洋固定深海海域所采集的天然海水為原始物料，水源采集地點(diǎn)選擇在遠(yuǎn)離陸地和主航道，無污染、受陸地因素影響小、透明度高的大洋深海區(qū)，海水鹽度在34.5左右，pH值在7.0～8.6之間。

2.2 海水過濾與殺菌

從大洋采集的天然海水含有各種類型雜質(zhì)，如藻類、菌類、微生物等，直接影響海水鹽度量值的準(zhǔn)確性，必須進(jìn)行過濾和殺菌，得到透明度高、潔凈的樣品海水。

圖 1 兩種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)Fig.1 Two reference materials

圖 2 中國(guó)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)海水量值溯源和傳遞框圖Fig.2 Value traceability of China Primary Standard Seawater

圖 3 中國(guó)系列標(biāo)準(zhǔn)海水量值溯源和傳遞框圖 Fig.3 Value traceability of China Series Standard Seawater

圖 4 標(biāo)準(zhǔn)海水制備工藝流程圖Fig.4 Standard Seawater Preparation Process Flowchart

圖 5 標(biāo)準(zhǔn)海水制備示意圖Fig.5 Preparation Process of Standard Seawater

2.3 海水鹽度調(diào)節(jié)與均勻性處理

天然海水鹽度值在34.5左右，通過濃縮或稀釋對(duì)海水鹽度進(jìn)行調(diào)節(jié)，得到所需鹽度值的海水樣品。為避免天然海水成分發(fā)生變化，濃縮采用低溫蒸發(fā)，稀釋使用高純水。

2.4 海水充灌與定值

將均勻穩(wěn)定的海水樣品注入清洗干凈的成品瓶中，并加以密封。用兩種定值方法分別為中國(guó)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)海水和中國(guó)系列標(biāo)準(zhǔn)海水定值。

3 標(biāo)準(zhǔn)海水的封裝

標(biāo)準(zhǔn)海水的封裝有著嚴(yán)格要求，應(yīng)充分考慮多方面影響因素，如封裝容器的密封性、質(zhì)量、與海水的相容性等，因此需要特殊的封裝工藝。

3.1 “熱”封裝

我國(guó)自20世紀(jì)60年代初由山東海洋學(xué)院（現(xiàn)為中國(guó)海洋大學(xué)）研制中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)海水以來，一直采用與早期國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)海水一致的安瓿瓶封裝方式（圖6.a）。該項(xiàng)技術(shù)的特點(diǎn)在于可以提供一個(gè)有效的、防止海水蒸發(fā)易于保存的安全方式。但這種技術(shù)也存在一定的缺陷：其一，用于包裝標(biāo)準(zhǔn)海水的安瓿瓶采用的是硬質(zhì)玻璃，其軟化點(diǎn)較高，安瓿封口時(shí)比較困難，易在一些安瓿端口形成細(xì)小裂縫而發(fā)生滲漏；其二，由于軟化點(diǎn)高，封口時(shí)要求火焰溫度較高，封口時(shí)間長(zhǎng)短控制不一致，易引起安瓿內(nèi)的海水蒸發(fā)量不同，造成標(biāo)準(zhǔn)海水的瓶間誤差加大；其三，這種封裝方法本身也會(huì)在使用、包裝和運(yùn)輸方面帶來不便。

3.2 “冷”封裝

標(biāo)準(zhǔn)海水的“冷”封裝(圖6.b)是相對(duì)安瓿瓶高溫火焰封口而言。即采用液體瓶灌裝，T型膠塞密封形式。主要由硼硅玻璃瓶、隔膜膠塞、易撕拉鋁蓋組成。

圖 6 兩種封裝形式Fig.6 Two kinds of packaging

標(biāo)準(zhǔn)海水的冷封裝工藝技術(shù)克服了安瓿熱封裝帶來的一些缺陷，無須安瓿瓶的特殊加工程序，提高標(biāo)準(zhǔn)海水準(zhǔn)確度和生產(chǎn)效率；實(shí)現(xiàn)包裝瓶的國(guó)際化和回收循環(huán)利用的環(huán)?；?；同時(shí)降低包裝成本，節(jié)省人力物力；方便用戶使用，運(yùn)輸安全方便。

4 標(biāo)準(zhǔn)海水使用方法及保存

4.1 使用方法

（1）使用前建議將標(biāo)準(zhǔn)海水與鹽度計(jì)在同一環(huán)境中放置24 h以上。

（2）使用前輕輕搖動(dòng)，待氣泡消除后開啟瓶塞。

（3）開蓋即用。標(biāo)準(zhǔn)海水開啟后，一次性使用，不得保存或反復(fù)使用。

（4）使用中當(dāng)瓶?jī)?nèi)標(biāo)準(zhǔn)海水剩余不足1/3時(shí)，一般不再繼續(xù)使用。

（5）標(biāo)準(zhǔn)海水開啟前如發(fā)現(xiàn)瓶口有結(jié)晶，禁用。

4.2 保存

建議在通風(fēng)干燥的室溫條件下貯存，盡量避免極端溫度，特別是凍結(jié)，會(huì)導(dǎo)致鹽晶體析出。標(biāo)準(zhǔn)海水無毒、無害、無添加任何化學(xué)試劑，運(yùn)輸時(shí)須標(biāo)注“瓶裝液體、易碎品、輕拿輕放”等標(biāo)識(shí)。

5 結(jié) 語(yǔ)

鹽度計(jì)應(yīng)當(dāng)定期使用標(biāo)準(zhǔn)海水定標(biāo)，定標(biāo)的周期取決于每臺(tái)機(jī)器的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確度。至少在測(cè)量每個(gè)樣品集的開始和結(jié)束時(shí)應(yīng)進(jìn)行定標(biāo)。

按照PSS-78國(guó)際實(shí)用鹽標(biāo)的定義，一般采用鹽度標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)35的標(biāo)準(zhǔn)海水首先為鹽度測(cè)量?jī)x器定標(biāo)。中國(guó)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)海水主要用于高精度鹽度測(cè)量?jī)x器的定標(biāo)。除了鹽度標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)35，還有鹽度標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)5（A-系列），20（B-系列），30（C-系列）和40（E-系列）標(biāo)準(zhǔn)海水，這些鹽度校準(zhǔn)點(diǎn)，作為D系列鹽度點(diǎn)的補(bǔ)充，可以提高高鹽和低鹽鹽度樣本的準(zhǔn)確性。

[1]馬傳芳, 田銳.中國(guó)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)海水制備技術(shù)研究 [J].海洋技術(shù), 2004, 23(1): 1-8.

[2]田銳, 高占科.中國(guó)系列標(biāo)準(zhǔn)海水制備與質(zhì)量評(píng)價(jià) [J].海洋技術(shù), 2002, 21(2): 78-80.

Research status and application of standard seawater

ZHAO Zhuo-ying1, TIAN Meng-an1, SUN Hao2, HU Bo1

(1.National Center of Ocean Standard and Metrology, Tianjin 300112,China; 2.National Marine Data and Information Service, Tianjin 300171, China)

As reference material of salinity value, standard seawater is widely used in calibration of salinity measuring instruments and equipments.The reference materials including China Primary Standard Seawater and China Series Standard Seawater are mainly introduced in this thesis.This paper gives a detailed and systematic introduction of the preparation, packaging process and storage method of standard seawater.The matters needing attention during the using process are introduced in the paper.

China Primary Standard Seawater; China Series Standard Seawater; salinity; reference material

P734.2

A

1001-6932(2011)03-0283-04

2011-02-28；收修改稿日期：2011-03-17

趙卓英 ( 1982－ )，女，碩士，主要從事CTD儀器檢測(cè)和標(biāo)準(zhǔn)海水研究。電子郵箱：zzy_sky@163.com。