標準海水研究現狀及其應用

趙卓英，田孟安，孫浩，胡波

(1.國家海洋標準計量中心，天津 300112；2.國家海洋信息中心，天津 300171）

標準海水研究現狀及其應用

趙卓英1，田孟安1，孫浩2，胡波1

(1.國家海洋標準計量中心，天津 300112；2.國家海洋信息中心，天津 300171）

標準海水作為海水鹽度量值的標準物質，廣泛用于檢定和校準海水鹽度測量儀器和裝置。主要介紹兩種標準物質—中國一級標準海水和中國系列標準海水，系統介紹我國現階段標準海水的制備，封裝工藝，保存方法，并闡述其在使用過程中的注意事項。

中國一級標準海水；中國系列標準海水；海水鹽度；標準物質

海水鹽度是海洋水文重要要素之一，測量海水鹽度對海洋調查和海洋科學研究有著重要作用。海水鹽度量值測量目前基本均采用相對測量法，即首先用一種鹽度值準確已知的標準海水定標儀器，然后借助于電導率比或光折射度等參量確定海水樣品的鹽度值[1]。

國際標準海水（IAPSO Standard Seawater）是目前唯一被國際認可的海水鹽度量值標準，在全球范圍內被廣泛使用。我國于20世紀60年代成功研制鹽度值為35的中國標準海水（二級標準物質），2003年成功研制中國一級標準海水，其鹽度標準值總不確定度為0.001，經與國際標準海水比測結果表明，中國一級標準海水與國際標準海水具有很好的一致性, 達到國際同等水平，可替代國際標準海水，用于我國海洋調查研究中。

1 兩種標準物質

經國家質量監督檢驗檢疫總局批準，國家海洋標準計量中心現生產兩種中國標準物質—中國一級標準海水和中國系列標準海水（圖1）。

1.1 中國一級標準海水（China Primary Standard Seawater）

中國一級標準海水是國家一級標準物質（GBW13150），鹽度標準點35，標注有電導率比值K15和鹽度值S。鹽度標稱值不確定度U=0.001（k=3），代碼P，每瓶約220 mL，有效期2年。

1.2 中國系列標準海水（China Series Standard Seawater）

中國系列標準海水是國家二級標準物質（GBW（E）130011），有5個鹽度標準點5、20、30、35、40，標注有電導率比值R15和鹽度值S。鹽度標稱值不確定度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

中國一級標準海水是中國系列標準海水量值傳遞的計量標準和高精度海水鹽度測量儀器的工作標準，它在海水鹽度量值傳遞體系中起著承上啟下的重要作用。中國一級標準海水為國家一級標準物質，溯源至“78國際實用鹽標”中規定的KCl標準溶液；中國系列標準海水為國家二級標準物質，溯源至中國一級標準海水。量值溯源和傳遞框圖（圖2，圖3）。

2 標準海水制備[2]

制備標準海水須嚴格按照特定的工藝，才能保證海水鹽度量值的準確可靠。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

標準海水以大洋固定深海海域所采集的天然海水為原始物料，水源采集地點選擇在遠離陸地和主航道，無污染、受陸地因素影響小、透明度高的大洋深海區，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，如藻類、菌類、微生物等，直接影響海水鹽度量值的準確性，必須進行過濾和殺菌，得到透明度高、潔凈的樣品海水。

圖 1 兩種標準物質Fig.1 Two reference materials

圖 2 中國一級標準海水量值溯源和傳遞框圖Fig.2 Value traceability of China Primary Standard Seawater

圖 3 中國系列標準海水量值溯源和傳遞框圖 Fig.3 Value traceability of China Series Standard Seawater

圖 4 標準海水制備工藝流程圖Fig.4 Standard Seawater Preparation Process Flowchart

圖 5 標準海水制備示意圖Fig.5 Preparation Process of Standard Seawater

2.3 海水鹽度調節與均勻性處理

天然海水鹽度值在34.5左右，通過濃縮或稀釋對海水鹽度進行調節，得到所需鹽度值的海水樣品。為避免天然海水成分發生變化，濃縮采用低溫蒸發，稀釋使用高純水。

2.4 海水充灌與定值

將均勻穩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一級標準海水和中國系列標準海水定值。

3 標準海水的封裝

標準海水的封裝有著嚴格要求，應充分考慮多方面影響因素，如封裝容器的密封性、質量、與海水的相容性等，因此需要特殊的封裝工藝。

3.1 “熱”封裝

我國自20世紀60年代初由山東海洋學院（現為中國海洋大學）研制中國標準海水以來，一直采用與早期國際標準海水一致的安瓿瓶封裝方式（圖6.a）。該項技術的特點在于可以提供一個有效的、防止海水蒸發易于保存的安全方式。但這種技術也存在一定的缺陷：其一，用于包裝標準海水的安瓿瓶采用的是硬質玻璃，其軟化點較高，安瓿封口時比較困難，易在一些安瓿端口形成細小裂縫而發生滲漏；其二，由于軟化點高，封口時要求火焰溫度較高，封口時間長短控制不一致，易引起安瓿內的海水蒸發量不同，造成標準海水的瓶間誤差加大；其三，這種封裝方法本身也會在使用、包裝和運輸方面帶來不便。

3.2 “冷”封裝

標準海水的“冷”封裝(圖6.b)是相對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

標準海水的冷封裝工藝技術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，提高標準海水準確度和生產效率；實現包裝瓶的國際化和回收循環利用的環保化；同時降低包裝成本，節省人力物力；方便用戶使用，運輸安全方便。

4 標準海水使用方法及保存

4.1 使用方法

（1）使用前建議將標準海水與鹽度計在同一環境中放置24 h以上。

（2）使用前輕輕搖動，待氣泡消除后開啟瓶塞。

（3）開蓋即用。標準海水開啟后，一次性使用，不得保存或反復使用。

（4）使用中當瓶內標準海水剩余不足1/3時，一般不再繼續使用。

（5）標準海水開啟前如發現瓶口有結晶，禁用。

4.2 保存

建議在通風干燥的室溫條件下貯存，盡量避免極端溫度，特別是凍結，會導致鹽晶體析出。標準海水無毒、無害、無添加任何化學試劑，運輸時須標注“瓶裝液體、易碎品、輕拿輕放”等標識。

5 結 語

鹽度計應當定期使用標準海水定標，定標的周期取決于每臺機器的穩定性和準確度。至少在測量每個樣品集的開始和結束時應進行定標。

按照PSS-78國際實用鹽標的定義，一般采用鹽度標準點35的標準海水首先為鹽度測量儀器定標。中國一級標準海水主要用于高精度鹽度測量儀器的定標。除了鹽度標準點35，還有鹽度標準點5（A-系列），20（B-系列），30（C-系列）和40（E-系列）標準海水，這些鹽度校準點，作為D系列鹽度點的補充，可以提高高鹽和低鹽鹽度樣本的準確性。

[1]馬傳芳, 田銳.中國一級標準海水制備技術研究 [J].海洋技術, 2004, 23(1): 1-8.

[2]田銳, 高占科.中國系列標準海水制備與質量評價 [J].海洋技術, 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儀器檢測和標準海水研究。電子郵箱：zzy_sky@163.com。