水質(zhì)分析中檢測(cè)數(shù)據(jù)的科學(xué)性與合理性研究

馬超

【摘 要】水質(zhì)分析是環(huán)境保護(hù)和水質(zhì)評(píng)估的基本依據(jù)，而水質(zhì)檢測(cè)過(guò)程環(huán)節(jié)較多，這使得檢測(cè)數(shù)據(jù)離散較大，針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，筆者結(jié)合多年水質(zhì)分析檢驗(yàn)，基于水體成分之間的耦合關(guān)系，給出了對(duì)常見(jiàn)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行科學(xué)判定的方法。

【關(guān)鍵詞】水質(zhì)分析；檢測(cè)數(shù)據(jù)；科學(xué)合理；準(zhǔn)確可靠；方便快捷

0 引言

十九大明確指出了建設(shè)生態(tài)文明的現(xiàn)代化強(qiáng)國(guó)的國(guó)家戰(zhàn)略，作為水質(zhì)檢測(cè)工作者，做好本職工作就是踐行十九大精神。水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性與合理性具有重要現(xiàn)實(shí)意義，是相關(guān)部門監(jiān)管和決策的基本依據(jù)。然而，由于水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果受許多因素影響，整個(gè)檢測(cè)過(guò)程環(huán)節(jié)較多，這都給數(shù)據(jù)的可靠性帶來(lái)了挑戰(zhàn)，故要保證這些數(shù)據(jù)的科學(xué)性，對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行必要的科學(xué)分析具有重要意義。

我國(guó)幅員遼闊，自然環(huán)境中的水質(zhì)成分較為復(fù)雜，而工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)水質(zhì)的擾動(dòng)又加劇了這種復(fù)雜性。但是總體來(lái)講，水體中的這些成分之間依然具有某種相對(duì)固定的耦合關(guān)系，部分素之間的耦合性還是較為密切的，呈現(xiàn)出較為穩(wěn)定的規(guī)律性?？紤]到這些耦合關(guān)系和內(nèi)在規(guī)律，通過(guò)這些物理量的測(cè)定來(lái)判定水質(zhì)的好壞具有科學(xué)性。筆者基于多年從事水質(zhì)分析的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，借助于水體成分之間的關(guān)系，對(duì)實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了合理性分析。

1 水體電導(dǎo)率與其離子總量以及礦化度的耦合系

電導(dǎo)率是用于定量表征物體導(dǎo)電能力的一個(gè)物理量，在本文中，用來(lái)表征水體導(dǎo)電的能力。純凈水的導(dǎo)電性能是極為微弱的，但是天然水體中可能含有一種或多種有機(jī)物或無(wú)機(jī)物，這些物質(zhì)的存在使水體的導(dǎo)電性大為提高。

而能表征這種物質(zhì)含量的一個(gè)名詞是礦化度，能定量表征水體中無(wú)機(jī)礦物質(zhì)的含量，也是水質(zhì)檢測(cè)時(shí)常用的一個(gè)指標(biāo)，正常水體的礦化度與其在103～105℃烘干后所殘留的可慮性物質(zhì)相同。目前礦化度的測(cè)定常用重量法，用該方法測(cè)定礦化度時(shí)可能的誤差來(lái)源主要有三個(gè)方面：

（1）水體樣本在蒸發(fā)和烘干時(shí)HCO-3完全轉(zhuǎn)換為CO■■，這引起其重量減少50%；

（2）NO-3和Cl-在烘干時(shí)部分損失，如MgCl2轉(zhuǎn)化為MgO·MgCl2等，這誘發(fā)了負(fù)誤差；

（3）有些鹽類在103～105℃烘干時(shí)，依然含有部分結(jié)晶水，而在測(cè)定質(zhì)量時(shí)又吸潮，誘發(fā)了正誤差。

水體的導(dǎo)電性和礦化度都與水體中離子的種類和含量有關(guān)，甚至是決定性的，故它們之間存在因果關(guān)系。對(duì)于某一范圍的水體，這些離子的分布相對(duì)是穩(wěn)定的，所以導(dǎo)電性和礦化度的關(guān)系也同樣是相對(duì)穩(wěn)定的。一些現(xiàn)有的研究結(jié)果表明，表征導(dǎo)電性的電導(dǎo)率和水體的礦化度之間具有某種關(guān)系（如圖1所示），進(jìn)一步的研究結(jié)果表明，其表征相關(guān)性的相關(guān)系數(shù)為，圖1中曲線的斜率約為。

圖1 水的電導(dǎo)率與其礦化度的相關(guān)性

水質(zhì)分析中另一個(gè)常用的量是離子總量，其數(shù)值的大小是氯化物、Ca、硫酸鹽、Mg、K、Na及碳酸鹽等離子的總和，但礦化度時(shí)水體中無(wú)機(jī)物成分的總和，在數(shù)值上兩者較為接近，但礦化度和這些離子在檢測(cè)時(shí)存在誤差，其差值應(yīng)不超過(guò)10%。

2 離子與陰陽(yáng)離子總量之間的對(duì)比關(guān)系

在理論意義上，用摩爾濃度表示的陰陽(yáng)離子總量?jī)烧呤窍嗟鹊?，但考慮到檢測(cè)誤差以及離子檢測(cè)不全等因素，兩者的偏差不宜超過(guò)10%，若超過(guò)此值應(yīng)該在尋找引起偏大的原因。如在某次分析檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)鈉離子一項(xiàng)的量就超過(guò)了其余各離子量的總和，顯然此次檢測(cè)存在問(wèn)題，應(yīng)該尋找誤差原因，查找試驗(yàn)記錄后發(fā)現(xiàn)是取樣的體積記錄有誤。在多年是實(shí)踐中，時(shí)常有檢測(cè)部分離子的水樣，這為其它離子間的合理性檢測(cè)帶來(lái)了困難，但是在一般情況下，陰離子總量（mg/L）和礦化度之間有一個(gè)關(guān)系，也即前者是后者的三分之二。

3 pH值與HCO3和游離CO2之間的關(guān)系

（1）含有游離CO2和HCO■■的水，其pH值為：

pH=6.37-1g694+1g23.8=7.8Cl（1）

式中：A為HCO■■的含量，mg/L；B為游離CO■■的含量，mg/L。

如某一實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)中，pH為7.7，HCO■■為694mg/L，游離的CO2為23.8mg/L。按式（1）計(jì)算pH，pH=6.37-1g694+1g23.8=7.8。

（2）含有HCO■■和CO■■離子的水，其pH值為：

pH=10.31-1gA+1gC（2）

式中：B為CO■■的含量，mg/L，Cl的含義同前。

如某一實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)中：pH為8.6，HCO■■為651mg/L，游離二氧化碳為17.9mg/L。按式（2）計(jì)算：pH=10.31-1g651+1g17.9=8.7。

（3）僅含有HCO■■離子而不顯著含CO■■離子，也不含游離CO2的水， 其pH=8.41。

總之，在實(shí)際檢測(cè)工作中，考慮到pH及其它離子的測(cè)定都可能產(chǎn)生誤差，所以這些分析工作主要是判定測(cè)試結(jié)果的合理性，還不能用于定量審查，又如在實(shí)際測(cè)試中，pH>8.41時(shí)應(yīng)該檢測(cè)處CO■■；pH<8.41時(shí)應(yīng)該檢測(cè)出游離CO2，但在少數(shù)情況下，水體可能遭到某種污染，影響了顯色劑的正常顯色，這導(dǎo)致pH>8.3時(shí)亦可能會(huì)檢測(cè)出CO■■，這種偶然性的特殊情況在實(shí)際檢測(cè)中就要區(qū)別對(duì)待。

4 侵蝕性二氧化碳和游離二氧化碳之間的關(guān)系

游離CO2的含量在理論上應(yīng)該大于侵蝕性CO2的含量，若出現(xiàn)異常情況，需要對(duì)分析檢測(cè)過(guò)程進(jìn)行分析，查找原因。當(dāng)有游離CO2存在時(shí)，侵蝕性CO2滴定溶液的用量要接近甚至大于HCO■■滴定溶液用量，反之，就需要從分析檢測(cè)方面查找原因。

5 總氮與氨氮、硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮之間的關(guān)系

總氮是一個(gè)非常有參考意義的物理量，其指可溶性及懸浮顆粒中的含氮量，所以在理論上它應(yīng)該大于氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮的總和，如果出現(xiàn)氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮的總和大于總氮的反常現(xiàn)象，則應(yīng)查找檢測(cè)分析上的原因。如在某引黃輸水工程中，采用兩家檢測(cè)單位同時(shí)獨(dú)立檢測(cè)的方式，結(jié)果是一家的比另一家的小很多，又讓兩家單位在現(xiàn)場(chǎng)同時(shí)進(jìn)行檢測(cè)，兩家介紹了檢測(cè)方法后發(fā)現(xiàn)，先前總氮檢出較高的單位，其所檢測(cè)的硝酸鹽氮的含量大于總氮量，進(jìn)一步對(duì)比發(fā)現(xiàn)，其所采用的藥品及檢測(cè)過(guò)程存在不規(guī)范行為，導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果出現(xiàn)矛盾。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，正常水體中各成分之間存在較為穩(wěn)定的關(guān)系，這些內(nèi)在的規(guī)律可以被我們利用，而基于這些內(nèi)在規(guī)律對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行校核，是提高檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性的一種有效方式，對(duì)于提高檢測(cè)結(jié)果的可靠性具有重要意義，也是檢測(cè)工作者所必備的科學(xué)素養(yǎng)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]曹毅榮，覃志杰，梁輝鵬.生活飲用水水質(zhì)檢測(cè)的重要性[J].食品安全導(dǎo)刊，2017（24）.

[2]于珍榮.建議定期公布自來(lái)水水質(zhì)檢測(cè)情況[J].黨的生活（黑龍江），2010（02）.

[3]魏順芝.飲用水水質(zhì)檢測(cè)現(xiàn)狀及存在問(wèn)題分析[J].地下水，2017（05）.

[4]梁少潔，周培.試論提高水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性的措施[J].民營(yíng)科技，2017（02）.

[5]周振濤，李家學(xué)，高曉，徐正濤.江蘇省連云港市贛榆區(qū)2013-2015年農(nóng)村生活飲用水監(jiān)測(cè)結(jié)果分析[J].醫(yī)學(xué)動(dòng)物防制，2017（09）.

[6]李偉晶.錦州市2016年農(nóng)村生活飲用水水質(zhì)檢測(cè)分析[J].黑龍江水利科技，2017（07）.

[7]王國(guó)華，馬素英.2005年室間水質(zhì)檢測(cè)質(zhì)量控制考核情況及分析[J].中國(guó)預(yù)防醫(yī)學(xué)雜志，2007（06）.

[8]錢鍇.花都區(qū)秀全公園環(huán)島湖水體環(huán)境監(jiān)測(cè)[J].環(huán)境與發(fā)展，2017（04）.

[9]陳振宇.淺析水質(zhì)檢測(cè)中檢測(cè)結(jié)果質(zhì)量的控制與保證[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017（29）.

[10]宋健，高青春.農(nóng)村飲水安全水質(zhì)檢測(cè)中心的建設(shè)與發(fā)展[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2017（19）.endprint