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浅谈地下水中溶解性总固体、含盐量、矿化度之间关系

北极星环境监测网  来源:《基层建设》  作者:刘海  2019/8/25 10:04:49  我要投稿  

北极星环境监测网讯:摘要:在工业与农业发展的过程中,会对地下水环境造成一定程度的破坏,导致社会生产生活用水安全性受到影响。水质评价是开展水环境治理的基础与前提,溶解性总固体、含盐量、矿化度等,是在该项工作中需要重点关注的参数因素。为了对检测误差进行有效控制,需要选择合理的检测方法与技术,提升数据获取、整理与计算的科学性,为地下水环境的改善提供保障,提升社会用水安全性。本文将对溶解性总固体、含盐量、矿化度的概念进行深入分析,并研究不同概念之间的差异性及在水质评价标准中的区别。

关键词:地下水;溶解性总固体;含盐量;矿化度

对于溶解性总固体、含盐量、矿化度的概念,在《水文地质化学基础》等规定当中都做了详细阐述,对其概念进行深入分析和差异性研究,能够增强水质评价的合理性与科学性。在传统粗放型经济发展模式当中,地下水的污染问题越来越严重,不利于经济的可持续发展。与此同时,地下水环境的恶化也是威胁人类生命健康的主要因素,这也引起了社会各界的广泛关注。在不同的标准与规范当中,溶解性总固体、含盐量、矿化度的概念存在差异性,这也会导致水质检测工作的开展遇到较大困难。烘干残渣重是表示溶解性总固体、含盐量、矿化度的主要形式,应该明确不同水质评价标准中不同概念之间的关系,为工作开展提供统一科学的依据,防止由于概念不清导致的检测误差增大问题。

一、溶解性总固体的概念

在《水文地球化学基础》中对溶解性总固体的概念做了明显阐述,主要是指溶解组分在水中的含量。其中,溶解气体和悬浮物不属于溶解性总固体,水中的分子、离子和络合物等属于溶解性总固体。g/L和mg/L是溶解性总固体的单位,在105℃-110℃环境中对其进行蒸干得到的干涸残余物重量,即为地下水中溶解性总固体的含量。溶解性总固体含量的英文缩写用“TDS”表示。“TDS”等于除去溶解气体的溶解组分与1/2HCO-3的差值。1/2HCO-3会在蒸干水样时发生化学反应生成CO2消散,2HCO-3=CO2-3+H2O+CO2↑是该过程的化学反应方程式。在《地下水质检验方法-溶解性固定总量的测定》DZ/T0064.9-93当中,对于溶解性总固体的概念也做了详细阐述,主要是指固定在水中的总溶解量,包括了硝酸盐、氯化物、硅酸盐、重碳酸盐、硫酸盐等。在对其含量进行测定是,环境温度应该控制在105℃或者180℃,采用烘干称重的方法。在《饮用天然矿泉水检验方法》GB/T8538-2008当中,也有对溶解性总固体概念的阐述。主要是指无机矿物成分在水中的溶解量。在测定时首先要对悬浮物进行处理,通常用到的滤膜厚度为0.45μm,并蒸干滤液后干燥至恒重。在此过程中,应该控制测定温度在105℃,对蒸发残渣含量进行测定【1】。由于在干燥过程中碳酸氢盐会产生一定程度的分解,导致二氧化碳的失去,部分转化为碳酸盐。因此,需要将溶解性固体含量加上一半的碳酸氢盐含量。

二、含盐量的概念

在《水文地球化学基础》当中,对于地下水含盐量的概念做了详细阐述。主要是指各组分在水中的含量,g/L和mg/L是含盐量的单位。在灌溉水质评价当中,计算含盐量时无需去除一半的HCO-3,这是与溶解性总固体计算时的主要差别。而在《水质全盐量的测定重量法》HJ/T51-1999当中,对于含盐量的规定则存在一定的差异性。在对含盐量进行测定时,需要应用滤器或者滤膜对水样进行处理,通常其厚度为0.45μm,烘干温度在105℃±2℃。对于残渣重量进行测定即为水样中含盐量。当水样中存在较多的有机物时,应该在处理时运用过氧化氢,避免对测定结果准确性造成较大影响【2】。

三、矿化度的概念

在《水文地球化学基础》当中,对于矿化度的概念做了详细阐述。主要是指水中分子、离子和化学物的总量,与溶解性总固体的概念一致。矿化度的单位是g/L。在矿化度的表示当中,需要对水样进行蒸干获得干涸残余物,此测定温度应该控制在105℃-110℃,能够对不同地下水中的矿化程度进行比较与分析。在理论干涸残余物值的计算中,需要求得阴阳离子的和值。在此过程中,1/2HCO-3会转化为水蒸气和二氧化碳,因此在计算时应该取1/2HCO-3重量值【3】。在《饮用天然矿泉水检验方法》中对于矿化度的概念做了不同规定。主要是指每升水中阴阳离子的总含量或者一半重碳酸根含量与每升水中总固体值之和。在测定水中总固体时,应采用烘干测量残留物质的方法,在此过程中由两种测定方法,温度分别为180℃和105℃。同时,在《农业环境监测实用手册》当中,也有对矿化度的相关规定。主要是指无机矿物成分在地下水中的含量。在测定地下水的化学成分时,主要依据就是矿化度,能够对地下水的总含盐量进行分析,为农田灌溉供水奠定基础。在检验天然水被测离子总和时对于矿化度的应用也十分广泛。在105℃环境中对水样进行烘干处理并获得残渣量,与无污染水样中矿化度一致【3】。而在《水文学与供水水文地质学》的相关规定当中,采用水中分子、离子和固体微粒的总含量来表示矿化度,单位是g。运用水中除去游离状态气体成分后的分子、离子以及化合物总量来表示矿化度,这是《普通水文地质学》中的相关规定,其单位为g/L【4】。对于水样的蒸干,温度应该控制在105℃-110℃之间。在矿化度的计算中,用水中分子、阴阳离子、化合物之和减去1/2重碳酸根离子。与溶解性总固体测定时相同,在测定矿化度时也会有一半的重碳酸根离子被分解,其化学反应方程式为:2HCO-3→CO2-3+H2O+CO2↑

四、地下水中溶解性总固体、含盐量、矿化度概念的差异性

在上述分析中可以看出,在《水文地球化学基础》、《地下水质检验方法-溶解性固定总量的测定》DZ/T0064.9-93、《水文学与供水水文地质学》和《普通水文地质学》等规定当中,对于溶解性总固体与矿化度的定义基本一致,而在《饮用天然矿泉水检验方法》当中则存在差异性【5】。运用烘干残渣和烘干残渣加上一半重碳酸根含量两种方式,都能够表示含盐量。在检测溶解性总固体时,检测规范《生活饮用水标准检验方法》GB5749.4-2006适用于《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006和《城市供水水质标准》CJ/T206-2005.而《地下水质检验方法》DZ/T0064.9-93则适用于《地下水质量标准》GB/T14848-93。而在水质评价中对总矿化度进行评价时,目前还没有相应的检测规范,而是依照《岩土工程勘察规范》GB50021-2001标准。

五、结语

地下水中溶解性总固体与矿化度的概念基本一致,通常采用过滤、烘干和干涸残余物称重的方法对其进行测定,在180℃和105℃环境下的测定方法也存在不同点。全盐量与含盐量的概念一致,在测定时无需减去一半重碳酸根含量。

原标题:浅谈地下水中溶解性总固体、含盐量、矿化度之间关系

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