地下水中溶解性總固體、含鹽量、礦化度之間關(guān)系分析

張啟新

(甘肅省地礦局水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘察院，甘肅 張掖 734000)

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地下水中溶解性總固體、含鹽量、礦化度之間關(guān)系分析

張啟新

(甘肅省地礦局水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘察院，甘肅 張掖 734000)

水質(zhì)評價(jià)中經(jīng)常用到溶解性總固體、含鹽量、礦化度等概念，由于檢測方法的不同，檢測數(shù)據(jù)在使用過程中，往往造成錯(cuò)誤，經(jīng)對大量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行整理，對上述三種概念進(jìn)行深入研究分析，以便于正確理解和使用這三個(gè)概念。

溶解性總固體；含鹽量；礦化度；關(guān)系分析

1 礦化度概念

《水文地球化學(xué)基礎(chǔ)》的定義：礦化度是我國學(xué)者過去常用的術(shù)語，其含義與總?cè)芙夤腆w相同。礦化度來源于前蘇聯(lián)，其他國家的文獻(xiàn)幾乎沒有出現(xiàn)過[1]。

《水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)》的定義：總礦化度指地下水中所含各種離子、分子與化合物的總量，以每公升中所含克數(shù)(g/L)表示。為了便于比較不同地下水的礦化程度，習(xí)慣上以105℃～110℃時(shí)將水蒸干所得的干涸殘余物總量來表征總礦化度。也可以將分析所得陰陽離子含量相加，求得理論干涸殘余物值，因?yàn)樵谡舾蓵r(shí)有將近一半的HCO3-分解生成CO2及H2O而逸失，所以，陰陽離子相加時(shí)，HCO3-只取重量的半數(shù)[2]。

《飲用天然礦泉水檢驗(yàn)方法》的定義：礦化度可以用每升水中所含陰陽離子總量表示，也可以用每升水所含的總固體加上重碳酸根含量的一半表示，總固體指水樣經(jīng)蒸發(fā)并在105℃或180℃烘干后殘留的物質(zhì)[7]。

《農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測實(shí)用手冊》的定義：礦化度是水中所含無機(jī)礦物成分的總量。礦化度是水化學(xué)成分測定的重要指標(biāo)，用于評價(jià)水中總含鹽量，是農(nóng)田灌溉用水適用性評價(jià)的主要指標(biāo)，常用于天然水分析中主要被測離子總和的質(zhì)量檢驗(yàn)，對于無污染的水樣，測得該水樣的礦化度與該水樣在105℃時(shí)烘干的總可濾殘?jiān)恐迪嗤琜9]。

《水文學(xué)與供水水文地質(zhì)學(xué)》的定義：總礦化度指每升地下水中所含的離子、分子和固體微粒的總量(g)[10]。

《普通水文地質(zhì)學(xué)》的定義：總礦化度是指單位體積水中所含各種離子、分子及化合物(不包括游離狀態(tài)的氣體成分)的總量，以克每升表示。通常用水在105～110溫度下蒸干后所得的干涸殘?jiān)镏縼肀硎镜V化度。計(jì)算礦化度時(shí)，一般用水分析所得的陰陽離子、分子、化合物含量相加的總量減去重碳酸根離子含量的一半而得。這是因?yàn)樗谡舾蓵r(shí)重碳酸根離子分解，其當(dāng)量數(shù)之半(精確值為0.492)形成二氧化碳逸出之故。其反應(yīng)式如下：

2HCO3-→H2O+CO32-+CO2↑[11]

2 含鹽量概念

《水文地球化學(xué)基礎(chǔ)》的定義：含鹽量是指水樣各組分的總量，其單位以mg/L或g/L表示，這個(gè)指標(biāo)是計(jì)算值，它與總?cè)芙夤腆w的差別在于無需減去1/2 HCO3-，它常用于灌溉水質(zhì)評價(jià)[1]。

《水質(zhì) 全鹽量的測定 重量法》HJ/T51-1999的定義：全鹽量是指通過孔徑0.45 um濾膜或?yàn)V器，并于105℃±2℃烘干至恒重的殘?jiān)亓?如有機(jī)物過多，應(yīng)采用過氧化氫處理)[8]。

3 溶解性總固體概念

《水文地球化學(xué)基礎(chǔ)》的定義：總?cè)芙夤腆w是指水中溶解組分的總量，它包括溶于水中的離子、分子及絡(luò)合物，但不包括懸浮物和溶解氣體。它通常以105℃～110℃下，水蒸干后的干涸殘余物的重量來表示，其單位為mg/L或g/L，常記為“TDS”，這是英文縮寫。由于這種測定方法比較麻煩，所以分析結(jié)果中的“TDS”常常是計(jì)算值。其計(jì)算方法是：溶解組分(溶解氣體除外)總和減去1/2的HCO3-，因?yàn)樗畼诱舾蛇^程中，約有一半(0.49)的HCO3-變成CO2氣體跑掉，其反應(yīng)如下：2HCO3-=CO32-+H2O+CO2↑[1]。

《地下水質(zhì)檢驗(yàn)方法-溶解性固體總量的測定》DZ/T0064.9-93的定義：溶解性固體總量是指溶解在水中的固體(如氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽、重碳酸鹽、及硅酸鹽等)的總量。常用105℃或180℃烘干法測定[3]。

《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法》GB5750.1-5750.13-2006的定義：水中溶解性總固體包括無機(jī)物，主要成分為鈣、鎂、鈉的重碳酸鹽、氯化物和硫酸鹽，當(dāng)其濃度高時(shí)可使水產(chǎn)生不良的味道，并能損壞配水管道和設(shè)備。它是評價(jià)水質(zhì)礦化程度的重要依據(jù)[4]。其測定方法為105℃或180℃烘干法測定[5]。

《飲用天然礦泉水檢驗(yàn)方法》GB/T8538-2008的定義：溶解性總固體指水中溶解的無機(jī)礦物成分的總量。水樣經(jīng)0.45 um濾膜過濾除去懸浮物，取一定體積濾液蒸干，在105℃干燥至恒重，可測得蒸發(fā)殘?jiān)?，將溶解性固體含量加上碳酸氫鹽含量一半(碳酸氫鹽在干燥時(shí)分解失去二氧化碳而轉(zhuǎn)化為碳酸鹽)[6]。

4 各概念之間區(qū)別

表1 不同文獻(xiàn)不同概念之間的區(qū)別

由此可見，(總)礦化度與溶解性總固體概念基本相同，唯有《飲用天然礦泉水檢驗(yàn)方法》有所不同，是采用烘干殘?jiān)又靥妓岣话氡硎?。?全)鹽量有兩種概念，一種以烘干殘?jiān)又靥妓岣恳话氡硎?，一種直接以烘干殘?jiān)硎尽?/p>

表2僅列舉了部分標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，現(xiàn)實(shí)中各行業(yè)都有水質(zhì)評價(jià)規(guī)范，從表中可見，目前水質(zhì)評價(jià)規(guī)范對幾種概念還很不統(tǒng)一，三種概念都在使用，并且概念名稱也不統(tǒng)一，隨意性很大，比如溶解性總固體概念，不同規(guī)范叫法不同：溶解固形物、可溶性總固體、總?cè)芙夤腆w、溶解性固體總量等，如此之多，給分析工作者和報(bào)告使用者帶來困惑，時(shí)常要進(jìn)行解釋。

5 水質(zhì)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中各概念區(qū)別

表2 不同水質(zhì)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中概念區(qū)別

6 結(jié)語

通過以上查閱大量資料并進(jìn)行分析，作者認(rèn)為，礦化度和溶解性總固體應(yīng)屬于一個(gè)概念，即通常水樣經(jīng)0.45 um濾膜過濾除去懸浮物后，取一定量水樣蒸干后，在105℃或180℃下烘干后的干涸殘余物的重量來表示。含鹽量和全鹽量應(yīng)屬于一個(gè)概念是指水樣各組分的總量，它與溶解性總固體的差別在于無需減去1/2 HCO3-。建議相關(guān)規(guī)范在修訂時(shí)進(jìn)行統(tǒng)一，只保留溶解性總固體概念，即水中各組分的總量減去重碳酸根含量一半，這樣就不致引起誤解，也便于資料共享。

[1]沈照理，朱宛華，鐘佐燊. 水文地球化學(xué)基礎(chǔ)[M]. 北京：地質(zhì)出版社. 1993：83-84.

[2]王大純，張人權(quán)，史毅虹，等. 水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)[M]. 北京：地質(zhì)出版社.1995：6-7，54.

[3]地下水質(zhì)檢驗(yàn)方法-溶解性固體總量的測定. 北京：地質(zhì)出版社.1993.

[4]金銀龍，鄂學(xué)禮，張嵐. 生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)釋義. 北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社. 2007：58.

[5]生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社. 2006：51-52.

[6]飲用天然礦泉水檢驗(yàn)方法.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社.2009：11.

[7]飲用天然礦泉水檢驗(yàn)方法. 北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社. 1988：18.

[8]水質(zhì) 全鹽量的測定 重量法. 國家環(huán)境保護(hù)總局.

[9]劉鳳枝. 農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測實(shí)用手冊[M]. 北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社. 2001：194.

[10]杜時(shí)貴，葉俊林. 水文學(xué)與供水水文地質(zhì)學(xué)[M]. 北京：中國地質(zhì)大學(xué)出版社. 2005:86.

[11]王德明. 普通水文地質(zhì)學(xué)[M]. 北京：地質(zhì)出版社. 1986：48.

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1004-1184(2016)06-0042-02

2016-06-06

張啟新(1969-)，男，安徽六安人，高級工程師，主要從事水工環(huán)地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試工作。