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海洋浮标臭氧水质监测站的清洗步骤及操作注意事项

TIME:2025-07-08 15:03:45

海洋浮标臭氧水质监测站长期漂浮于复杂的海洋环境中,海水的高盐度、海洋生物附着以及风浪冲击,容易导致设备表面腐蚀、传感器灵敏度下降、管路堵塞等问题,进而影响监测数据的准确性和设备的使用寿命。因此,建立科学规范的清洗流程,并严格遵守操作注意事项,是确保监测站持续稳定运行的核心保障。

一、清洗前的准备工作

1、工具与耗材的精细化准备:除基础清洗工具外,需根据设备型号准备专用配件,例如针对不同规格的臭氧传感器探头,配备对应的拆卸工具(如特制扳手),避免通用工具对探头造成划伤。清洗剂的选择需兼顾清洁效果与设备兼容性,中性海洋生物去除剂应选择pH值在6.5-7.5之间的产品,柠檬酸溶液需提前用精密pH试纸校准浓度(确保5%浓度时pH值为2.5-3.0),过氧化氢溶液需使用医用级纯度(30%原液稀释至1%),防止杂质污染设备。

同时,准备便携式检测设备,如盐度计(用于检测清洗后残留盐分)、pH计(验证冲洗液酸碱度),以及备用的传感器保护罩、防水胶带等,应对清洗过程中的突发情况。

2、多维度安全评估:除常规的锚定检查和海况评估外,需额外检查浮标平台的防滑性能,在易滑区域铺设防滑垫,并用安全绳将操作人员与浮标固定(安全绳长度不超过1.5米,确保活动范围可控)。若清洗区域涉及航道,需提前24小时向海事部门报备,申请临时禁航或通航警示,清洗期间安排专人在岸边或警戒船上瞭望,通过对讲机实时沟通海况变化。

针对臭氧相关设备,需准备臭氧检测仪,清洗前检测设备周围臭氧浓度(应低于0.1mg/m³),防止残留臭氧对操作人员造成呼吸道刺激。

3、设备状态的全面记录与备份:除记录传感器零点、量程等参数外,需通过设备控制系统导出近7天的监测数据曲线,标记数据异常波动点,便于清洗后对比分析。对于光学型臭氧传感器,需记录其光源强度初始值;对于电化学传感器,记录响应时间参数。关闭电源前,需通过远程控制系统确认设备已进入“维护模式”,避免突然断电导致数据丢失或程序错误。

二、分部件清洗步骤

1、浮标主体与外壳的分层清洗

(1)初步冲洗:高压水枪压力先调至0.1MPa,对浮标外壳进行整体预冲洗,重点清除表面的泥沙和松动的海洋生物(如海藻、小型贝类),水流方向保持与外壳呈45°角,避免垂直冲击设备接口。对于浮标顶部的太阳能板,需将水枪压力降至0.05MPa,用雾状喷头冲洗,并用软布轻擦表面,防止水压过大导致太阳能板玻璃破裂。

(2)顽固附着物处理:对于藤壶、牡蛎等坚硬贝类附着区域,先用塑料铲(边缘包裹橡胶套)轻轻剥离,再用蘸有中性生物去除剂的尼龙刷环形擦拭残留的贝壳碎片,注意避开浮标外壳的焊缝和防腐涂层破损处,防止清洗剂渗入导致内部腐蚀。

(3)缝隙深度清洁:使用带细长刷头的尼龙刷(刷头直径不超过5mm)深入浮标接口缝隙、螺栓连接处,配合少量纯水刷洗,去除藏匿的盐晶和生物碎屑,最后用压缩空气(压力0.05MPa)吹扫缝隙,确保无水分残留。

2、臭氧传感器及采样系统的精准清洗

(1)传感器探头的分级处理:

①基础清洗:拆卸探头前,用软布蘸取纯水擦拭探头表面的水分和盐霜,拆卸过程中保持探头垂直向上,避免内部元件受潮。对于电化学型探头,用纯水冲洗时需控制水流速度(≤1L/min),防止水流冲击电极造成信号漂移。

②深度清洁:生物膜附着严重时,将探头浸入5%柠檬酸溶液后,需用显微镜(便携式)观察生物膜溶解情况,避免过度浸泡(最长不超过15分钟)。光学型探头的光学窗口,需用专用镜头纸按照“从中心向外螺旋式”擦拭,每擦拭一次更换一张镜头纸,防止污渍残留。

③干燥处理:清洗后的探头需置于洁净的干燥箱(温度30℃,湿度≤30%)中干燥30分钟,禁止自然晾干,避免空气中的尘埃附着。

(2)采样管路的分段清洗:

①聚乙烯管路:反向冲洗时,将高压水枪喷头插入管路入口3cm,压力调至0.2MPa,冲洗时间每米管路不少于30秒,直至出口水流清澈。对于弯曲部位,可轻轻弯曲管路(弯曲半径≥管路直径的5倍),配合冲洗去除内壁附着的藻类。

②PTFE材质管路:若内壁有有机残留,可改用1%的乙醇溶液(分析纯)冲洗,再用纯水冲洗5次,确保乙醇完全挥发(可通过嗅觉判断无酒精味)。

③接头与阀门:拆卸后用软毛刷蘸取纯水刷洗接口内的密封圈凹槽,更换老化的O型圈(建议选择氟橡胶材质,耐海水腐蚀),安装时在密封圈表面涂抹薄薄一层食品级硅脂(用量以不溢出接口为准)。

(3)臭氧发生器组件的专项清洁:

①滤网清洗:取出滤网后,先用纯水冲洗,再用3%的硝酸溶液浸泡5分钟(去除金属氧化物),最后用纯水冲洗至pH值中性,晾干后检查滤网孔径是否通畅,若有堵塞用细针(直径0.1mm)轻轻疏通。

②电极清洁:用软质导电布(含碳纤维成分)蘸取纯水擦拭电极表面,力度以“能去除积碳且不改变电极表面粗糙度”为宜,擦拭后用阻抗仪检测电极间阻抗(应与出厂值偏差≤5%)。

3、电子舱与接口的防潮防尘处理

(1)外部清洁:电子舱外壳先用干布擦拭,再用蘸有异丙醇(浓度99.7%)的布擦拭接口插头,去除氧化层后,用压缩空气吹扫接口内的针脚,确保无杂质。对于防水连接器,需检查密封圈是否完好,若有裂纹立即更换,并在接口处涂抹专用防水膏。

(2)内部维护:打开电子舱检修门时,需先在舱口放置除湿袋(吸湿量≥50g),10分钟后再进行内部操作。用压缩空气吹扫线路板时,保持喷头与线路板距离≥20cm,避免气流过大导致元件脱落。防潮剂需选择可重复使用的硅胶干燥剂(变色型),每舱放置量根据舱体容积计算(每升空间5g),并记录干燥剂更换日期。

4、清洗后组装与调试的验证环节

(1)部件安装:安装传感器探头时,需用扭矩扳手按照说明书规定的扭矩值紧固(通常为2-3N・m),避免过松导致海水渗漏或过紧损坏螺纹。管路连接时,确保接口对齐,避免强行拧入导致管路变形。

(2)系统冲洗与检测:纯水冲洗采样系统时,需同时监测出口水的盐度(应≤0.5‰)和pH值(6-8),确保清洗剂完全残留。启动采样泵后,记录泵的工作电流(应与额定值偏差≤10%),判断管路是否通畅。

(3)精准校准与数据比对:通电后,先进行传感器预热(不少于30分钟),再用标准臭氧气体(浓度已知,如50ppb)进行多点校准,确保测量值与标准值偏差≤±2%。对比清洗前后的零点漂移值(应≤0.5ppb/h)和响应时间(应恢复至出厂值的90%以上),确认设备性能达标。

三、操作注意事项的深化与拓展

1、清洗剂使用的安全规范

混合清洗剂时需在通风良好的环境中操作,禁止将柠檬酸与过氧化氢溶液直接混合(避免产生有毒气体),两种试剂的使用间隔需不少于30分钟,且中间需用纯水彻底冲洗。

清洗剂的储存需单独放置在防爆箱内,远离火源和金属物品,柠檬酸溶液需避光保存(使用棕色玻璃瓶),防止有效成分分解。

2、人员安全的全方位防护

操作人员需经过专项培训,考核合格后方可上岗,熟悉设备结构和应急处理流程(如不慎接触柠檬酸溶液,需立即用大量清水冲洗15分钟,并涂抹弱碱性软膏)。

海上作业时,需穿戴救生衣(浮力≥150N)、防水通讯耳机(确保与岸边实时通讯),每2小时轮换一次操作人员,避免长时间在海上作业导致疲劳。

3、设备保护的细节管控

清洗过程中,所有拆卸的小部件(如螺丝、垫片)需放入带有编号的密封袋中,防止丢失或混淆。传感器探头暂存时,需放入专用保护盒(内垫防静电海绵),禁止堆叠放置。

高压水枪的使用需避开设备的压力传感器、液位计等精密部件,对于无法拆卸的电子元件,需用防水布覆盖并密封边缘,防止水分渗入。

4、清洗周期的动态调整与记录

近岸污染严重区域(如港口、工业区附近),需每月进行一次全面清洗,每两周进行一次简易冲洗(仅冲洗浮标外壳和采样口);远海区域可每3个月全面清洗一次,但需通过远程监控系统实时观察设备状态,若发现数据波动异常,立即安排临时清洗。

清洗记录需包含“设备状态评估表”,详细记录各部件的腐蚀程度、生物附着等级(1-5级)、传感器性能参数等,结合海洋环境数据(如海水盐度、温度、叶绿素浓度),建立清洗周期与环境参数的关联模型,实现动态优化。

四、结语

海洋浮标臭氧水质监测站的清洗工作,需在“清洁效果”与“设备保护”之间找到精准平衡,通过精细化的准备、标准化的步骤和严格的安全管控,既能有效去除污染物,又能最大限度减少清洗过程对设备的损伤。只有将清洗工作纳入设备全生命周期管理体系,才能确保监测站持续输出高质量的监测数据,为海洋环境监测与保护提供可靠支撑。

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