地下水电导率与溶解性总固体相关性分析

发表时间:2021/6/7   来源:《基层建设》2021年第4期   作者:黄海斌 胡婉珊 林丹
[导读] 摘要: 溶解性总固体的试验方法步骤复杂,能耗较高,且平行性和稳定性不易掌控,而电导率的检测相对方便快捷,也有较好的重现性和稳定性。
        梧州市食品药品检验所  广西梧州  543000
        摘要: 溶解性总固体的试验方法步骤复杂,能耗较高,且平行性和稳定性不易掌控,而电导率的检测相对方便快捷,也有较好的重现性和稳定性。通过日常检测发现,电导率与溶解性总固体之间有较为显著的相关性,本次试验旨在找出二者之间的关系,简化试验过程,提高工作效率。经试验得出,地下水中电导率与溶解性总固体存在显著的线性关系,相关系数r为0.9999。
        关键词:地下水;溶解性总固体;电导率;相关性
        溶解性总固体是地下水质量评价中的一项常规指标,是指水中溶解组分的总量,包括溶解于水中的各种离子、分子、化合物的总量,但不包括悬浮物和溶解气体。电导率是以数字表示溶液传导电流的能力,水溶液的电导率取决于离子的性质和浓度、溶液的温度和粘度等,与水中离子含量呈正相关的关系,常用于间接推测水中离子成分的总浓度。因此电导率与溶解性总固体之间也存在一定的关系。溶解性总固体的常规检测方法是称量法,需要在专业的实验室进行检测,检测过程中影响因素较多,且方法步骤繁琐、费时,每个样品耗时4个小时左右,能耗也高。电导率试验的步骤简单,耗时短,每个水样平均只需1分钟,整个过程用水用电量极小[1],且准确度高。因此,电导率试验与溶解性总固体试验相比更加经济安全、准确高效。对于某一地域而言,地下水中离子成分相对稳定,所以两者之间的关系也相对较为稳定[2]。本文以梧州市市区内地下水为试验对象,分析电导率与溶解性总固体之间的相关性,为水中溶解性总固体的分析提供新思路。
        1 实验方法
        溶解性总固体和电导率检测方法参照GB/T 5750.4-2006《生活饮用水标准检验方法 感官性状和物理指标》[3]。
        1.1 主要仪器
        DDSJ-308F型电导率仪,FD115型鼓风电热恒温干燥箱,XA205DU型电子分析天平,HHS-8型电热恒温水浴锅。
        1.2 标准溶液
        称取20g氯化钠固体,用去离子水溶解并定容至1000mL,配制成浓度为20g/L的标准溶液。
        1.3 试验样品
        以梧州市市区内的地下水为研究对象,选择10个村庄水井的地下水样品作为试验样品。
        1.4 标准曲线
        取标准溶液配制成0~2000mg/L的标准系列,测量其电导率,将溶解性总固体浓度作纵坐标,电导率作横坐标,绘制标准曲线,结果见表1和图1,线性方程为:y = 0.617 x - 6.50,r = 0.9999,拟合程度高。考虑到生活饮用水及地下水三类水质标准中要求溶解性总固体含量应在1000mg/L以下,能够满足日常检测需要。
        表1 溶解性总固体浓度与电导率之间的关系
       
       
        图1 溶解性总固体浓度与电导率相关关系拟合线
        2 验证结果
        取10个村庄水井的地下水样品作为试验样品,测定其溶解性总固体浓度和电导率,并把用标准曲线计算得出的溶解性总固体浓度与实测值作比较,结果见表2。
        表2 溶解性总固体实测值与计算值比较
       
        表2表明,样品的溶解性总固体计算值与实测值的相对误差在-6.7%~4.9%范围内,准确度较高。个别样品的相对误差较大,其原因可能是:(1)电导率大小除与离子浓度有关外,还与离子的化合价等因素有关。标准溶液的组成比较单一,而实际水样的组成比较复杂,当水样的溶解性总固体中含有多量氯化钙、硝酸钙、氯化镁、硝酸镁时,由于这些化合物具有强烈的吸湿性使称量不能恒定质量,导致使用标准曲线进行计算时误差偏大。(2)溶解性总固体的试验步骤中,由于实验环境不封闭,容易带入空气中杂质使检测结果偏大[1]。
        3 结论
        本文通过对地下水中溶解性总固体与电导率的相关性分析,得出溶解性总固体与电导率呈较强的相关性,通过标准曲线计算的溶解性总固体浓度与实测值的总体相对误差较小。因此,通过测定样品的电导率来推算溶解性总固体浓度,可以变得更准确、更快速、更便捷。
        对于不同的地下水系统,其地质条件、岩性和水化学类型也不同,每个地区应根据本地水的类型来测算二者之间的关系,建立相应的关系模型,达到更精确的预测。
        参考文献
        [1] 畅一萌.地下水电导率与溶解性总固体相关关系讨论——以河北省廊坊地区地下水为例[J].地下水,2019,41(1):41-42.
        [2] 史启明,王博伦,王强,等.庄里水库建设对地下水水位的影响[J].山东国土资源.2012.28(8):33-37.
        [3] 中华人民共和国卫生部,中国国家标准化管理委员会.GB/T 5750.4-2006 生活饮用水标准检验方法 感官性状和物理指标[S].
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