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摘要：本文主要围绕着环境监测中pH平均值的计算展开分析，思考了环境监测中pH平均值的计算的方法和计算的具体的措施，希望可以为今后的环境监测中pH平均值的计算工作提供参考。
关键词：环境监测，PH平均值，计算
在环境监测中pH平均值的计算过程中，采取的计算方法会直接影响计算的效果，所以，一定要采取更好的计算方法，提高环境监测中pH平均值的计算的效果。
1、常用的pH平均值计算方法
1.1 算数平均值
如果对pH值取算数品均值，则会与实际情况有非常大的偏差，比如求以下三个pH值的平均值：5.00、8.00、8.00，如果以算数平均值计算，得到的结果为7。很显然，如果将等量的以上三个不同pH值的水样混合，在只考虑酸碱反应的情况下得到的水样一定是酸性，即pH<7的，因此以算数平均值求pH平均值是不可取的。
1.2 氢离子浓度[H+]水量加权法
在国家环保局1986年版《环境监测技术规范》第二册中规定，降水pH平均值采用氢离子浓度[H+]水量加权法计算。此方法即为求出各样品中氢离子浓度的平均值后再由此得出pH值，此法虽然比单纯求算数平均值有了一定的进步，但是在现实计算中，也会出现一些问题。《酸沉降监测技术规范》规定，pH是酸沉降监测中湿沉降监测必测项目之一。在每月的降水监测统计表中，降水pH平均值和酸雨pH平均值是统计编报工作中必须计算的两个重要指标。《地表水和污水监测技术规范》规定，pH是地表水水质监测必测项目，《地下水环境监测技术规范》也把pH作为必测项目之一。在所有水质监测工作中，统计编报也要遇到pH平均值的计算问题。
2、[H+][OH-]溶液體积加权中和法
本法基本原理如下：如果将n个pH值分别为pH1、pH2…pHi…pHn的溶液混合，由于各溶液的[H+]和[OH-]不同，原来各溶液自身的水电离平衡被打破，全部的氢离子和全部的氢氧根离子相互作用，中和抵消后，剩余的氢离子或氢氧根离子在混合溶液中将建立新的水电离平衡。平衡后混合溶液的pH值即为n个溶液pH值的平均值。因此，各溶液对pH平均值的贡献，不仅取决于它的[H+]浓度，而且还决定于该溶液贡献多大的体积。设各溶液的体积分别为V1、V2…Vi…Vn，则：
全部的氢离子的量H全+=∑[H+]iVi
全部的氢氧根离子的量OH全-=∑[OH-]iVi
其中：[H+]i=10-pHi；[OH-]i=10pHi-14。
当H全+=OH全-，混合溶液显中性，pH平均=7。
当H全+>OH全-，混合溶液显酸性，剩余氢离子的量H剩+=OH全+-OH全-，剩余的氢离子浓度为[H+]剩=H剩+V，其中V=∑Vi。
这些剩余的氢离子在混合溶液中将建立起一个新的水电离平衡。可以理解为在体积为V的纯水中加入和剩余的氢离子的量H剩+等量的氢离子，水的电离平衡H2OH++OH-将向左移动以达到新的平衡。新平衡建立后，混合溶液中总的氢离子浓度[H+]总由加入的氢离子浓度[H+]剩和水电离产生的氢离子浓度[H+]水组成，即[H+]总=[H+]剩+[H+]水。此时混合溶液中仍有氢氧根离子存在，其浓度为[OH-]总=10-14[H+]总。混合溶液中的氢氧根离子是由水电离产生的，而水电离产生的氢离子浓度和氢氧根离子浓度相等，因此通过公式计算有：
[OH-]总=[OH-]剩，则：pH平均=14+log[OH-]剩。
3、实验结果与讨论
3.1 实验
取相同体积的已知pH值的水溶液于烧杯中混合均匀。测定混合溶液的pH值即为这些水溶液pH平均值。
3.1.1 仪器设备
pHS-2C型精密酸度计（上海雷磁仪器厂）；雷磁E-201-C型pH复合电极；50ml大肚移液管；500ml烧杯；温度计。
3.1.2 试剂与样品
校正仪器用的标准缓冲溶液；新煮沸的纯净水；五种不同pH值的水样。
3.1.3 操作步骤
预热酸度计30min，并用标准缓冲溶液对仪器进行校正，同时进行温度补偿校正。每次测定后要用新煮沸的纯净水充分洗净复合电极并用滤纸吸干。对预先准备的五种水样的pH进行测定。结果分别为：7.15、4.52、10.98、10.60、8.64。分别取上述五种水样50.00ml于500ml烧杯中混合均匀，测定其pH值，pH=10.30。
3.2 讨论
上述实验中五种水样的pH值分别为：7.15、4.52、10.98、10.60、8.64，等体积混合水样的实际测定值为pH=10.30。
3.2.1 如果用1986年版《环境监测技术规范》第二册和《四川省环境监测编报技术规定汇编》中规定的氢离子浓度[H+]雨量（水样体积）加权法计算：pH平均=5.22，显然此计算结果不符合实际情况。
3.2.2 如果用算术平均法计算：pH平均=8.38，算术平均法的计算结果与实际测定值相差近2个pH单位，也不能反映实际情况。
3.2.3 运用本法
H全+=3.027263824×10-5
OH全-=1.3576065×10-3
溶液混合中和抵消后有OH-剩余
[OH-]剩=2.654667724×10-4>1×10-6
pH平均=14+log[OH-]剩=10.42
该计算结果和实测值非常接近，反映了实际情况。
3.2.4 对于溶液pH≈7的pH平均值的计算，运用本方法即能得出正确结果，以6.80和7.30为例。
H全+=2.086080426×10-7
OH全-=2.626219659×10-7
[OH-]剩=2.700696167×10-8<1×10-6
[OH-]总=1.144110821×10-7
pH平均=14+log[OH-]总=7.06
计算结果符合实际。
3.2.5 前面pH=6和pH=8求pH平均的例子，用本方法计算。
H全+=10-6+10-8
OH全-=106-14+108-14=10-8+10-6
H全+=OH全-，混合溶液显中性，pH平均=7
计算结果和实际情况相符。
4、结束语
综上所述，本文对环境监测中pH平均值的计算的方法和对策进行了分析，研究了环境监测中pH平均值的计算的一些比较可行的手段，可供今后计算参考。
参考文献：
[1]陈晋鼎.谈谈PH值算法问题[J].中国环境监测，2017（05）：60-61.
[2]吴松恒.pH值单项评价指数的探讨[J].中国环境监测，2017（01）：62-63.
[3]张建乐，张心宇，张永丰，张万磊.北戴河海域夏季叶绿素a分布特征及其与pH、溶解氧的关系[J].海洋湖沼通报，2017（04）：155-160.
（作者单位：安徽省界首市环境保护监测站）
关键词：环境监测，PH平均值，计算
在环境监测中pH平均值的计算过程中，采取的计算方法会直接影响计算的效果，所以，一定要采取更好的计算方法，提高环境监测中pH平均值的计算的效果。
1、常用的pH平均值计算方法
1.1 算数平均值
如果对pH值取算数品均值，则会与实际情况有非常大的偏差，比如求以下三个pH值的平均值：5.00、8.00、8.00，如果以算数平均值计算，得到的结果为7。很显然，如果将等量的以上三个不同pH值的水样混合，在只考虑酸碱反应的情况下得到的水样一定是酸性，即pH<7的，因此以算数平均值求pH平均值是不可取的。
1.2 氢离子浓度[H+]水量加权法
在国家环保局1986年版《环境监测技术规范》第二册中规定，降水pH平均值采用氢离子浓度[H+]水量加权法计算。此方法即为求出各样品中氢离子浓度的平均值后再由此得出pH值，此法虽然比单纯求算数平均值有了一定的进步，但是在现实计算中，也会出现一些问题。《酸沉降监测技术规范》规定，pH是酸沉降监测中湿沉降监测必测项目之一。在每月的降水监测统计表中，降水pH平均值和酸雨pH平均值是统计编报工作中必须计算的两个重要指标。《地表水和污水监测技术规范》规定，pH是地表水水质监测必测项目，《地下水环境监测技术规范》也把pH作为必测项目之一。在所有水质监测工作中，统计编报也要遇到pH平均值的计算问题。
2、[H+][OH-]溶液體积加权中和法
本法基本原理如下：如果将n个pH值分别为pH1、pH2…pHi…pHn的溶液混合，由于各溶液的[H+]和[OH-]不同，原来各溶液自身的水电离平衡被打破，全部的氢离子和全部的氢氧根离子相互作用，中和抵消后，剩余的氢离子或氢氧根离子在混合溶液中将建立新的水电离平衡。平衡后混合溶液的pH值即为n个溶液pH值的平均值。因此，各溶液对pH平均值的贡献，不仅取决于它的[H+]浓度，而且还决定于该溶液贡献多大的体积。设各溶液的体积分别为V1、V2…Vi…Vn，则：
全部的氢离子的量H全+=∑[H+]iVi
全部的氢氧根离子的量OH全-=∑[OH-]iVi
其中：[H+]i=10-pHi；[OH-]i=10pHi-14。
当H全+=OH全-，混合溶液显中性，pH平均=7。
当H全+>OH全-，混合溶液显酸性，剩余氢离子的量H剩+=OH全+-OH全-，剩余的氢离子浓度为[H+]剩=H剩+V，其中V=∑Vi。
这些剩余的氢离子在混合溶液中将建立起一个新的水电离平衡。可以理解为在体积为V的纯水中加入和剩余的氢离子的量H剩+等量的氢离子，水的电离平衡H2OH++OH-将向左移动以达到新的平衡。新平衡建立后，混合溶液中总的氢离子浓度[H+]总由加入的氢离子浓度[H+]剩和水电离产生的氢离子浓度[H+]水组成，即[H+]总=[H+]剩+[H+]水。此时混合溶液中仍有氢氧根离子存在，其浓度为[OH-]总=10-14[H+]总。混合溶液中的氢氧根离子是由水电离产生的，而水电离产生的氢离子浓度和氢氧根离子浓度相等，因此通过公式计算有：
[OH-]总=[OH-]剩，则：pH平均=14+log[OH-]剩。
3、实验结果与讨论
3.1 实验
取相同体积的已知pH值的水溶液于烧杯中混合均匀。测定混合溶液的pH值即为这些水溶液pH平均值。
3.1.1 仪器设备
pHS-2C型精密酸度计（上海雷磁仪器厂）；雷磁E-201-C型pH复合电极；50ml大肚移液管；500ml烧杯；温度计。
3.1.2 试剂与样品
校正仪器用的标准缓冲溶液；新煮沸的纯净水；五种不同pH值的水样。
3.1.3 操作步骤
预热酸度计30min，并用标准缓冲溶液对仪器进行校正，同时进行温度补偿校正。每次测定后要用新煮沸的纯净水充分洗净复合电极并用滤纸吸干。对预先准备的五种水样的pH进行测定。结果分别为：7.15、4.52、10.98、10.60、8.64。分别取上述五种水样50.00ml于500ml烧杯中混合均匀，测定其pH值，pH=10.30。
3.2 讨论
上述实验中五种水样的pH值分别为：7.15、4.52、10.98、10.60、8.64，等体积混合水样的实际测定值为pH=10.30。
3.2.1 如果用1986年版《环境监测技术规范》第二册和《四川省环境监测编报技术规定汇编》中规定的氢离子浓度[H+]雨量（水样体积）加权法计算：pH平均=5.22，显然此计算结果不符合实际情况。
3.2.2 如果用算术平均法计算：pH平均=8.38，算术平均法的计算结果与实际测定值相差近2个pH单位，也不能反映实际情况。
3.2.3 运用本法
H全+=3.027263824×10-5
OH全-=1.3576065×10-3
溶液混合中和抵消后有OH-剩余
[OH-]剩=2.654667724×10-4>1×10-6
pH平均=14+log[OH-]剩=10.42
该计算结果和实测值非常接近，反映了实际情况。
3.2.4 对于溶液pH≈7的pH平均值的计算，运用本方法即能得出正确结果，以6.80和7.30为例。
H全+=2.086080426×10-7
OH全-=2.626219659×10-7
[OH-]剩=2.700696167×10-8<1×10-6
[OH-]总=1.144110821×10-7
pH平均=14+log[OH-]总=7.06
计算结果符合实际。
3.2.5 前面pH=6和pH=8求pH平均的例子，用本方法计算。
H全+=10-6+10-8
OH全-=106-14+108-14=10-8+10-6
H全+=OH全-，混合溶液显中性，pH平均=7
计算结果和实际情况相符。
4、结束语
综上所述，本文对环境监测中pH平均值的计算的方法和对策进行了分析，研究了环境监测中pH平均值的计算的一些比较可行的手段，可供今后计算参考。
参考文献：
[1]陈晋鼎.谈谈PH值算法问题[J].中国环境监测，2017（05）：60-61.
[2]吴松恒.pH值单项评价指数的探讨[J].中国环境监测，2017（01）：62-63.
[3]张建乐，张心宇，张永丰，张万磊.北戴河海域夏季叶绿素a分布特征及其与pH、溶解氧的关系[J].海洋湖沼通报，2017（04）：155-160.
（作者单位：安徽省界首市环境保护监测站）