地下水電導(dǎo)率、pH值、ORP值的實(shí)驗(yàn)與研究

倪俊珺 馬成成 胡婷婷 李深亮

摘 要 本課題主要應(yīng)用電導(dǎo)率儀、pH儀、氧化還原電位儀分析湯池1號(hào)井地下水的電導(dǎo)率值、pH值、ORP值。本課題主要研究?jī)?nèi)容是對(duì)如何提高電導(dǎo)率、pH值、ORP值的觀測(cè)質(zhì)量、提高電導(dǎo)率、pH值、ORP值數(shù)據(jù)的可靠性作些探討。在不同條件下研究電導(dǎo)率值、pH值、ORP值的變化，得出一個(gè)穩(wěn)定的觀測(cè)條件，在相同觀測(cè)條件下探究湯池一號(hào)井地下水電導(dǎo)率值、pH值、ORP值得季節(jié)變化趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞 電導(dǎo)率;氧化還原;pH

引言

地下水電導(dǎo)率、pH值、ORP值是水文地球化學(xué)環(huán)境的重要指標(biāo)，它們能靈敏地反映出地下水化學(xué)環(huán)境的變化。在中強(qiáng)地震發(fā)生之前，電導(dǎo)率、pH值、ORP值均有不同程度異常。電導(dǎo)率、pH值、ORP值的測(cè)試亦十分方便，可直接讀數(shù)，在國(guó)內(nèi)也有震例，故近年來(lái)一直作為地震的前兆參數(shù)來(lái)觀測(cè)。為提高觀測(cè)質(zhì)量，獲取更加可靠的測(cè)值，使電導(dǎo)率、pH值、ORP值能更準(zhǔn)確地反映地震信息，有必要對(duì)電導(dǎo)率、pH、ORP的測(cè)試作些探討[1]。

1不同觀測(cè)條件下探究電導(dǎo)率值、pH值、ORP值的變化

為掌握電導(dǎo)率儀、pH儀、氧化還原儀電位儀穩(wěn)定性，本項(xiàng)目做了5次重復(fù)實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證電導(dǎo)率儀、pH儀、氧化還原電位儀（表1）。實(shí)驗(yàn)中，每個(gè)數(shù)據(jù)沒(méi)有出現(xiàn)階梯上升或下降。由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的相對(duì)誤差來(lái)看，數(shù)據(jù)變化幅度非常小，這些變化是由實(shí)驗(yàn)人為誤差和氣象條件引起的。以上分析可以得出這三種便攜式儀器非常穩(wěn)定，適合湯池一號(hào)井實(shí)驗(yàn)分析。

2實(shí)驗(yàn)研究

2.1 觀測(cè)條件選擇

廬江臺(tái)使用細(xì)口玻璃瓶（規(guī)格250ML）常壓取樣，水樣滿(mǎn)瓶后沖流1分鐘以上。取樣完成后用燒杯測(cè)量，且要反復(fù)校正與測(cè)量。采樣過(guò)程中避免劇烈振搖取樣瓶，保持平穩(wěn)進(jìn)行。三種便攜儀器校準(zhǔn)之后，將電導(dǎo)率電極、pH電極、ORP電極分別用純水洗凈并甩干，浸入被測(cè)溶液中，稍加攪動(dòng)后靜止放置，等LCD顯示穩(wěn)定的測(cè)量值時(shí)讀數(shù)，即為所測(cè)量的電導(dǎo)率值、pH值、ORP值。討論水樣采集時(shí)間不同、采樣方式即取水口流量不同、水樣溫度不同、水樣靜置時(shí)間不同以及水樣存放條件不同對(duì)觀測(cè)結(jié)果的影響。

（1）分別在8：00、15：00、22：00用細(xì)口玻璃瓶取樣進(jìn)行觀測(cè)。取水口流量分別為：0.0297、0.0295、0.0298L/S，水樣冷卻半個(gè)小時(shí)后觀測(cè)。

水樣采集時(shí)間不同，對(duì)電導(dǎo)率值、pH值、ORP值影響不大。

（2）2015年2月3日，廬江臺(tái)湯池一號(hào)井取樣裝置進(jìn)行改造，取樣口流量增加。

取水口流量增加，電導(dǎo)率值、pH值、ORP值沒(méi)有太大變化。

（3）在同一時(shí)間用三個(gè)細(xì)口玻璃瓶取樣，三個(gè)玻璃瓶分別靜置0小時(shí)、0.5小時(shí)、3小時(shí)后進(jìn)行觀測(cè) 。取水口流量為：0.0296L/S。

實(shí)驗(yàn)表明，水樣靜置時(shí)間不同對(duì)電導(dǎo)率值、pH值、ORP值有一定影響。表現(xiàn)為電導(dǎo)率值下降，pH值、ORP值上升。

（4）在同一時(shí)間用三個(gè)細(xì)口玻璃瓶取樣，三個(gè)玻璃瓶分別采用常溫存放、冷水冷卻、熱水加熱三種方式靜置10分鐘，10分鐘后測(cè)量樣品的溫度并進(jìn)行觀測(cè)。取水口流量為：0.0291L/S。

水樣溫度不同對(duì)電導(dǎo)率值、pH值、ORP值有一定影響。表現(xiàn)為隨著溫度升高電導(dǎo)率值升高，而pH值、ORP值下降。

（5）在同一時(shí)間用細(xì)口玻璃瓶和礦泉水瓶（密封）取樣，取水口流量為：0.0297、L/S，水樣冷卻半個(gè)小時(shí)后觀測(cè)。

取樣瓶在取樣后密封與否對(duì)電導(dǎo)率值、pH值、ORP值有一定影響。主要由于水樣蒸發(fā)的影響，尤其是夏天，空氣干燥，室溫又高，溫度較難控制因此在觀測(cè)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)以規(guī)范為基礎(chǔ)，靈活應(yīng)用規(guī)范，不斷完善規(guī)范。

2.2 探究湯池一號(hào)井地下水電導(dǎo)率值、pH值、ORP值季節(jié)變化趨勢(shì)

這里選取電導(dǎo)率值整年的數(shù)據(jù)、pH值、ORP值每個(gè)季度的第一個(gè)月的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行分析。從數(shù)據(jù)中可以得出湯池1號(hào)井水中電導(dǎo)率值、pH值、ORP值相對(duì)穩(wěn)定，變化幅度小。湯池一號(hào)井?dāng)?shù)據(jù)穩(wěn)定，離散度小，適合目前廬江臺(tái)地下流體水質(zhì)觀測(cè);同時(shí)證實(shí)了這三種便攜儀器精密適合實(shí)驗(yàn)分析。1號(hào)井水中pH值、ORP值在春、夏季較高，秋、冬季較低，這主要?dú)w因于1號(hào)井所在區(qū)域大氣中可溶性離子濃度的高低的影響。對(duì)1號(hào)井水中電導(dǎo)率值、pH值、ORP值對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，電導(dǎo)率、PH和ORP的最高值均出現(xiàn)在春季，這主要與1號(hào)井水中離子的來(lái)源有關(guān)[2]。同時(shí)相關(guān)性研究發(fā)現(xiàn)，1號(hào)井水中電導(dǎo)率值、pH值、ORP值全年均保持著較好的正相關(guān)關(guān)系，這說(shuō)明季節(jié)變化雖然對(duì)pH和電導(dǎo)率的值存在一定影響，但并未改變一號(hào)井水中電導(dǎo)率值、pH值、ORP之間正相關(guān)的關(guān)系[3]。

3結(jié)束語(yǔ)

電導(dǎo)率儀、pH儀、氧化還原電位儀操作簡(jiǎn)單方便，儀器便于攜帶實(shí)驗(yàn)。水樣靜置時(shí)間長(zhǎng)短、水樣溫度以及水樣取樣密封條件等都會(huì)影響到數(shù)據(jù)的可靠性。因此，在平時(shí)的觀測(cè)中要使觀測(cè)條件達(dá)到最優(yōu)化并產(chǎn)出真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)。

電導(dǎo)率儀、pH儀、氧化還原電位儀產(chǎn)出的數(shù)據(jù)穩(wěn)定、可靠。確保了湯池1號(hào)井水中pH值、ORP值數(shù)據(jù)的連續(xù)、穩(wěn)定、可靠。同時(shí)為以后的前兆異常落實(shí)提供更多的依據(jù)。

湯池1號(hào)井水中電導(dǎo)率值、pH值、ORP值相對(duì)穩(wěn)定，變化幅度小。pH值、ORP值在春、夏季較高，秋、冬季較低，此外最高值均出現(xiàn)在春季。電導(dǎo)率值、pH值、ORP值全年均保持著較好的正相關(guān)關(guān)系，這說(shuō)明季節(jié)變化雖然對(duì)pH和電導(dǎo)率的值存在一定影響，但并未改變一號(hào)井水中電導(dǎo)率值、pH值、ORP之間正相關(guān)的關(guān)系。

參考文獻(xiàn)

[1] 中國(guó)地震局.地震水文地球化學(xué)觀測(cè)技術(shù)規(guī)范[S].地震出版社，2014.

[2] 廖麗霞，廖春奇.提高水樣電導(dǎo)率觀測(cè)質(zhì)量的幾種方法[J].福建地震，2002（1）：37-40.

[3] 李艷萍，高小其.電導(dǎo)率的測(cè)定及其在地震監(jiān)測(cè)和水質(zhì)分析中的應(yīng)用[J].內(nèi)陸地震，2001，15（1）：88-92.