塞罕坝存活指南

  • 2019-08-08 22:23
  • 2020-01-03 23:05

我来这里之前就想问了,这种东西为什么之前没有人做???

——Martin

熟悉我的人应该都知道我是谁,不熟悉我的人知道我是谁也没有用。写这个东西一方面是为了备个忘,另一方面也是为了给来年的学弟学妹们排个雷,你好我好大家好。为了保护隐私,这篇文章里用到的名字大部分都是化名(当然明眼人一眼也能看出来是谁)。

事先说明,本文的内容大部分基于2019年《环境综合实习二》课程中的个人体会,不代表其他人的看法。一些我认为可能有用的其他人的看法我会以引用的形式用仿宋字体标出。由于之后的课程安排可能会有变,请仅做参考。本文最后一次更新时间为:

关于实验

实验是整个课程的核心内容,不如说这次课程总目的就是设计实验、完成实验。在整个过程中一定会出现一堆你没想到的事故,这个很正常,放平心态,佛系一点,办法总是有的,大不了没数据嘛。

实验分组及课题分配

今年的实验课题一共有6个,包括大气、水、土壤等方面的内容,大部分操作都在《环境监测实验》课程(下称“环监实验”)中学过。所有选课同学由老师分配成6个组,每组以一个课题为主要内容,负责实验过程设计、具体操作教学、实验数据处理等工作;而在实习基地每个组的工作是轮流进行的。

由于分组是老师提前分好的,因此有可能会分到自己不熟悉甚至不认识的人,这就需要在前期迅速熟悉起来。这次我不知道是撞了什么运,我们组有Martin和ZUY两条大腿(而且还是和我非常熟,熟到可以互怼而不伤感情的大腿),而且所有人都是我认识的(包括我们级的同学和环监实验的组员),因此沟通方面就比较简单。在制定实验计划的时候,我、Martin和ZUY的人脉圈起到了很大的作用,对于要测的项目、分析方法等方面都得到了老师和师兄师姐的很多指点。当然,分到熟悉的人固然会顺利许多,不过如果是和不熟悉的人分到一组也可以扩展人脉嘛。

回到课题分配。今年给出的具体的课题如 所示:

2019年任务分配表
组别 实习内容组合 实习项目(见
A1+2塞罕坝细颗粒物中阴阳离子解析
B1+3塞罕坝基地一般性大气组分日变化
C4+5湖泊离子分布特征对比
D4+6湖泊营养特征对比
E7+8湖泊底泥可溶性离子浓度对比
F7+9各类型土壤典型重金属浓度对比
G10塞罕坝生态考察
注:G任务是所有同学在第一天共同完成,不作为小组任务。
2019年详细实习项目
序号实习项目/路线实习内容仪器设备采样/检测分析
1气象参数测定气象站数据读取和维护自动气象站每天24h连续,基地站气象数据分析
2颗粒物采样分析大气细颗粒物中离子组分四通道颗粒物采样装置,IC,采样膜1样/24 h,共5样,基地站阴阳离子分析
3常规气相污染物监测PM、CO2在线监测直读式在线监测仪每天8:00 ~ 20:00,12h连续,基地站便携式设备数据分析
4湖水水质指标综合监测pH、DO、电导率、透明度便携式设备4点/湖便携式设备数据分析
5湖水离子组分分析采样瓶收集,离线分析IC4点/湖阴阳离子分析
6湖水TOC分析采样瓶收集,离线分析TOC分析仪4点/湖TOC分析
7土壤/底泥物理指标分析pH、DO、含水率、UV254(离线)便携式设备,紫外可见分光光度计随土壤/底泥样本量便携式设备数据分析
8底泥中可溶性离子分析采样瓶收集,离线分析IC5点/湖阴阳离子分析
9土壤重金属在线分析现场分析Vanta X射线荧光分析仪8-10点/处重金属分析
10塞罕坝生态现场考察随行考察

今年的选题过程有些复杂,本来老师在群里的说法是让我们自行协商,结果我们组讨论得比较快,ZUY在群里率先提出“我们组想做B项目”,结果受到围攻(这也直接或间接导致了她不想当组长然后甩锅给我)。于是最后还是抽签解决了问题。每个组的任务量其实有很大不同,以我个人掌握的信息,每组的主要工作如下:

  • A组:前期工作主要是称Teflon膜,现场工作主要是换膜,后期工作主要是称膜和提取颗粒物做离子色谱分析。采样设备是2台四通道采样器,需要A组负责抬到大巴上。称膜换膜工作需要小心、谨慎,一不小心膜就没了/废了。后期处理需要使用离子色谱,此仪器分析时间较长,且有3个组都要用,因此需要好好协商,以免出现矛盾。
  • B组:前期工作主要是把仪器找出来,现场工作主要是每个小时测定各项数据,后期工作……有吗?手持式仪器基本都不是很稳定,而且不同仪器测定出来的数据都不一定一样。
  • C组:前期工作主要是把仪器和采样瓶准备好,现场工作主要是测定实地数据和采样,后期工作主要是离子色谱。采样点设计是个难活(这个我后面会讲),前期设计的采样点在实际采样的时候不一定能到达,因此建议参考往年的实际采样点(当然我们组也能参考)。后期也要离子色谱,需要协商。
  • D组:这个是我所在的组。前期工作和现场工作都和C组类似,后期工作主要是TOC等项目的测定。由于我们组和C组内容类似,因此最好和C组搞好关系,选择相同的采样点方便分析数据。差别在于C组做离子色谱需要防止采样瓶溶出离子,因此需要塑料瓶;而D组测定TOC则需要防止采样瓶溶出有机物,因此需要茶色玻璃瓶。后期测TOC没有别的组共用仪器,但我们认为只测TOC不够,因此自行增加了总氮和总磷的测定。
  • E组:前期工作主要是准备仪器,现场工作主要是挖底泥和过滤膜,后期工作主要是离子色谱。根据去年的经验这个组是最累的,既要挖泥还要过膜(据说一个滤头一次能过滤出12滴液体已经是极限了),因此在启动会上茜茜表达了她的遗憾之情。
  • F组:前期工作主要是准备仪器,现场工作主要是挖土和测定实地数据,后期工作……好像也没有。手持式仪器问题同B组,而且挖土可能也会有些累。但是可以把土样带回后用ICP-OES测定重金属含量作为对照,因此数据也是有可信性的。另外据说手持仪器比较贵,外号“30万”。

实验经验谈

由于实验内容是轮班制的,所以我们实际上体验了A ~ D组的现场测定工作。此外,在平时我也有观察其他组的动向。这里的经验谈都是我自己的看法,可能与实际主持这个项目的同学的看法有所出入。

关于大气组现场测定

A组在基地的工作比较轻松,每天早上取膜换膜即可。这些操作基本在环监实验都学过,但是由于基地条件艰苦,一旦镊子啥的脏了就没办法清洗,因此一定要小心。

B组的工作就不太轻松了,每天需要从早8:00记录数据到晚20:00,第一天他们甚至通宵测定。给他们鼓掌。由于我们去的时候正值8月,天气复杂多变。在我们测定的那天早上还是晴天,没多久就开始下起了小雨,穿着外套还是冷,只能外套里面套两件T恤(因为没有更多衣服了)。而中午又开始放晴,穿得多了又觉得热,只能脱掉一件。另外,我们组当天采取了轮班制,每班4小时(其实最后一班是5小时),在中间可以出去逛街(虽然并没有啥好逛的)。手持式的仪器很快会没电,需要注意在不测定的时候充一会电。基地为我们提供了两把伞,其中一把大伞能立起来,另一把小伞立不住,需要用椅子支撑住。这两把伞最多能顶一些小雨,如果突降大雨还是需要及时抢救各种仪器。当然,我们测定的那天虽然有些小雨,但是我们并没有中断测定,甚至得到了B组的表扬。

关于水组现场测定

C、D两组现场测定基本一样,放在一起说好了。首先是采样点的选取。由于没有实现考察,最初的选点计划是我和C组组长一起看着地图选出来的。但是到了现场之后发现,有些地方根本无法到达,或者因为水面太浅而不适合采样。因此,这就需要采样的同学机动选点,不仅要考虑现场情况,还要考虑带队老师把你带到哪里……非常建议两个组选取完全一样的采样点,这样的话万一仪器出现问题还可以有个参考(血的教训)。另外在记录采样点的时候,我们发现手持GPS给出的坐标和Google Earth完全对不上,查阅资料后发现这是我国特有的坐标系统,与GPS系统有一个特定的偏差值。TR找到了一个应用,名叫“地图坐标”,从实际使用效果来看和Google Earth吻合的很好,因此建议继续用这个应用(但是要注意每次定位时需要刷新一下)。当然,如果觉得麻烦也可以用地图截图功能。包名:sands.mapcoordinates.android,下载地址:Google Play应用汇

然后是样品的采集和保存。为了尽可能提高样品的代表性,我们的采样计划是:先采3次样品然后倒掉,用于润洗采样瓶;第4次采样依次润洗手套、玻璃瓶、烧杯;第5次采样先倒入两个玻璃瓶,剩余样品倒入烧杯。倒掉样品时注意不要在采样点,防止干扰。装玻璃瓶不要装满,可装到最上方刻度线附近。然后封口胶封口、贴标签、用胶带缠住标签。虽然我们不希望和底泥组撞在一起(主要是担心采集底泥后底泥上涌影响水质),但是如果我们和底泥组一个走顺时针一个走逆时针,总会相遇的。如果是这样的话,那就只能多等一会。另外,从实际操作情况来看,第一天由于玻璃瓶装得太满,导致其中3个样品瓶破裂。之后注意倒掉样品后未发生破裂现象。但是也不能倒掉太多样品,否则后期测定不够用。用胶带缠住标签主要是为了防止在化冻的时候标签与水接触而脱落。

再然后是仪器。电极的清洗不用强调了,但尤其需要注意pH仪的电极头需要完全浸没在3 mol/L KCl溶液中。我们第二天晚上就发现溶液不多了,而基地又缺乏可用来称量的仪器(天平精度只有百分之一,没有药匙和称量纸,没有容量瓶和玻璃棒)。所以我只能那塑料滴管代替药匙和玻璃棒,烧杯代替容量瓶,卫生纸代替称量纸,勉强配制出了不知道是不是3 mol/L的KCl溶液。我建议出发之前在实验室先配一瓶KCl溶液带走。

仪器还没说完。我们的计划是在实验室先校准好仪器,然后在现场测定的时候直接用就可以了。事实告诉我,我还是太年轻了。在第四天下午,我发现我们组测定的电导率数据和C组差了两个数量级,校准了半天也没好。梁老师让我联系仪器供应商,然而即使是视频电话也没有让仪器焕发新生。最后这台仪器被我们打入冷宫,后一天的测定借用了C组的仪器。回到实验室后,仪器供应商的邱总重置了仪器才让它变得正常了。

关于底泥组和土壤组现场测定

E组挖泥,F组掘土,而这两组的工作正好都让我们组错过去了。因此我也没有什么好说的,但是从描述来看,他们都比较累。

关于离子色谱

离子色谱可谓是最抢手的仪器,A、C、E三个组都需要用,加之离子色谱出数据比较慢,因此需要三个组提前协商好使用仪器的顺序。A组的Teflon膜需要先在实验室平衡24小时才能提取,因此基本上是最后一个上机的;C组化冻样品也需要一段时间;E组的过滤膜基本可以在基地就完成,因此我建议按照E、C、A的顺序进样。离子色谱的标准曲线需要自己配制,如果三个组能实现协商好测定哪些离子,就能节省下配制校准溶液的时间。另外,从我在环监实验的经验来看,离子色谱有时不太稳定,可能需要手动积分,这也比较耗时间。据我所知,A组似乎在报告前一天才拿到最终的数据。