工程水质简分析中应注意的问题及数据的合理性检验

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工程水质简分析中应注意的问题及数据的合理性检验
毛雪梅
（甘肃省地质矿产勘查开发局第四地质矿产勘查院，甘肃 酒泉 735000）
摘 要：
水质中含有大量杂质，对其进行分析是复杂的过程。

为了确保结果的准确性和合理性，在试验中，所选用的试剂、仪器方法以及排除干扰因素都极为重要。

本文将说明水质简分析过程中需要注意的问题以及相应的解决方案，阐明检测结果的合理性，希望通过文中说明能为水质检测工作者提供理论依据，并可以促进行业的发展。

关键词：
工程水质；水质简分析；合理性检测中图分类号：O661.1 文献标识码：A 文章编号：
11-5004（2020）05-0142-2收稿日期：
2020-03作者简介：毛雪梅，女，生于1984年，汉族，山东人，本科，中级，研究方向：地质实验测试。

建设生态文明的现代化强国是国家战略之一，相关部门在进行决策和监管时，水质检测作为基础依据，精准以及合理的水质检测结果尤为重要。

然而，在水质检测过程中，检测环节多、水质成分复杂等都可能会影响到检测数据的准确性、科学性，为了保证数据的科学性，需要进行合理性、科学性分析。

我国自然界中蕴含着丰富的水资源，这些水资源的水质成分原本就比较复杂，伴随着工农业发展，加剧水质成分的复杂化。

但总的来说，水质成分中存在耦合关系，其表现为相对固定性，对于部分元素而言，其耦合性表现亲密，则规律性有稳定的特征。

水质检测是否科学，除了借助内在规律判断，耦合关系也是一个重要指标，通过两者，可以合理性分析实验室检测水质检测所得的数据[1]。

1 水质简分析中应注意的问题及解决方法
1.1 莫尔法测定水中的Cl -在实际试验操作中，莫尔法选取的指示剂一般为K 2CrO 4，对Cl -的滴定则选取AgNO 3溶液，一般需要在弱碱性或者中性环境中进行。

在进行滴定时，判定滴定是否达到终点的标准是从黄色的溶液颜色变成微砖红色。

采用莫尔法来测定水中的Cl -时，有以下几点需要操作人员注意：
（1）莫尔法对溶液的PH 值有很高的要求，原因如下：①在滴定过程中，当溶液PH 值大于10.5时，溶液中会产生黑色的沉淀，其成分为氧化银。

为了不影响检测结果，需中和溶液，选用醋酸，浓度为1%作为中和试剂即可。

②在滴定过程中，当溶液PH 值小于6.5时，由于溶液过强的酸性，会拖后终点。

为了不影响检测结果，需中和溶液，选用碳酸钠，浓度为0.5%作为中和试剂即可。

（2）在滴定作业过程中，会出现难以判断滴定终点的情况。

作为指示剂，铬酸钾使用量过少，红色会过早出现；使用量过多，红色会较晚出现，这些都影响着终点颜色的出现和观察。

通过大量的实验数据，发现将铬酸钾加入试剂时，应当保持0.1g/100ml 的比例，这样做出来的铬酸钾指示剂效果最好。

同时，为了防止出现终点提前，在滴定过程中，应当摇晃滴定瓶以避免出现氯化银，氯化银会吸附溶液中Cl -
，影响效果。

滴定瓶的摇晃，应当在
不溅出溶液以及保证滴定瓶完好无损的情况下，剧烈晃动。

（3）在进行滴定时，水样中过高含量的Cl -对滴点终点的观察不利，主要是因为氯化银这种白色沉淀物的产生。

所以，进行测定前，要适当稀释溶液中的Cl -。

1.2 EDTA 滴定水中的Ca 2+、Mg 2+
试验原理：
在实验过程中，所生成配合物的稳定性CaIn -最小、依次为MgIn -、MgY 2-，CaY 2-最大。

在进行滴定前，溶液的PH 要先调到10，然后加入少许铬黑T 指示剂，在与Mg 2+发生反应后生成MgIn -，颜色呈现酒红色。

进行滴定时，溶液中游离的镁离子、钙离子与ED-TA 发生化学反应结合成MgY 2-、CaY 2-，其化学反应式为：
HY 3+Ca 2+↔CaY 2-＋H +HY 3+Mg 2+↔MgY 2-+H +
该方法在具体操作中，所选用的指示剂会因PH 值的不同而有不同的选择，指示剂选用铬黑T 适用于在PH=10；指示剂选用紫脲酸铵适用于PH 值在12～13范围内。

在实际操作中，常见的问题以及解决办法如下：
（1）在测定水硬度时，滴点应当在加入指示剂和缓冲溶液后立即进行，并且要在5分钟内完成滴点，以免影响测定质量。

滴点过程中，溶液的浓度会发生改变，颜色表现为：酒红、浅红、紫、蓝。

在操作过程中，溶液颜色会发生变化，在颜色由浅红色向紫色转变时，说明反应已经差不多完成，所以，要放慢滴定的速度。

将1滴EDTA 分别滴入每份溶液后，试验人员要剧烈晃动滴定瓶。

判断滴定是否为到达终点的标准就是滴定瓶溶液颜色呈现蓝色[2]。

（2）Fe 3+、AI 3+等金属离子会对指示剂造成干扰，进而影响滴定结果。

因此，滴定时，在将缓冲溶液加入溶液前，为了消除金属离子的不利影响，应当将在溶液中加入三乙醇胺，以便能消除溶液中的各种金属离子[3]。

1.3 测定水溶液中的电导率
对物理物理导电能力表征，并对其定量，可用电导率这一物理量表示。

本文所指的电导率是水体导电能力的表征。

无杂质的水，导电能力微弱；但大自然中的水体一般都含有无机物、有机物，所以其具有一定的导电性。

在水质检测中，矿化度采用重量法测定，主要对无机矿物质在水体中的含量进行定量表征。

采用重量法测定矿化度，有可能出现误差，其来源主要是以下3方面：（1）在对水体样本做烘干和蒸发操作时，样本重量会出现减
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少，减少值50%，主要是因为HCO3-完全转化为CO32-。

（2）在烘干水体样本时，NO3-和Cl-会出现部分丢失的情况，如出现MgCl2转化为MgO·MgCl2等情况，就会诱发负误差。

（3）对盐类物质进行烘干操作时，一般选取温度为103℃～105℃。

即便进行了烘干操作，因盐类的吸水性，会使得依然含有少量结晶水，这会导致在做质量测定时，出现正误差。

水体中离子的种类和含量对水体的矿化度和导电性有影响，有些影响是关键性的。

固定的矿化度和导电性取决于水体离子的分布是否相对固定。

2 数据的合理性检测
2.1 电导率与可溶离子总量之间的关系
作为水溶液电阻倒数，电导率是对溶液传导电流能力的表示，在对水样检测时，可通过间接的方式推算出可溶离子的总量。

水质比较好的情况下，水中含有少量的可溶性离子，这样电阴大，而电导率小；相反，在水质较差的情况下，水中含有大量的可溶性离子，电阴小，而电导率大。

因此，通常判断水质情况可依据可溶离子总量和电导率之间的关系。

2.2 溶液pH值与碱度、游离CO2间的关系
作为审查其他实验结果的依据之一，PH值还同很多实验的分析方法和结果有着紧密的关系。

判断水中是否存在或可能存在的游离CO2和碱度，可通过PH值判定，主要是依据OH-、CO32-、HCO3-、CO2相间隔时不能共存，在相邻时可共存的原理。

HCO3-、CO32-在pH<4时不存在；CO32-、OH-在pH<8.4时不存在；游离CO2在pH>8.4时不存在；HCO3-、CO2在PH>12时不存在。

对于干净的天然水而言，PH值在水中含有HCO3-和游离状态的CO2，可用PH=6.37+lg[HCO3-]-lg[CO2]表示；PH值在水中含有HCO3-和CO32-时，可用PH=10.25+lg[CO32-]-lg[HCO3-]表示；PH的实测值和计算所得数值，误差一般不大于0.3。

上述公式中：HCO3-在水样中的含量，用[HCO3-]表示，单位为：mol/L；CO2在水样中的含量，用[CO2]表示，单位为：mol/L；CO32-在水样中的含量，用[CO32-]表示，单位为：mol/L。

表1为某工程在2011年中所抽检水样、的水质测试结果。

表1 水样①、②碱度、PH值和游离CO
2
的关系
项目水样①水样②HCO3-（mol/L） 3.058×10-3 3.167×10-3
游离CO2（mol/L）0.218×10-30.2×10-3
CO32-（mol/L）0.000
PH实测值8.97.75
PH计算值9.17.6
由表1可知，PH实测值和计算值在两个水样中相差都不大于0.3，这充分表明了对水样分析所得结果是合理的。

在实际操作中，当PH实测值和计算值相减大于0.3时，需要做定性判断。

出现这种情况主要是因为各项离子和PH值的测定会有一定误差，特别是在矿化度大、含有较多有机物质的水的情况下。

2.3 总硬度与总碱度之间的关系
总硬度由两部分组成，分别是非碳酸盐硬度和碳酸盐硬度，是对水体中含有碳酸氢根、氯离子以及氢氧根离子总量的反映。

当水中碳酸盐和重碳酸盐含量小于Ca2+和Mg2+时，多出来的Ca2+和Mg2+同水中硝酸盐、硫酸盐以及氯化物发生反应而形成的硬度，即非碳酸盐硬度又称为永久性硬度；水中的碳酸盐和重碳酸盐同Mg2+和Ca2+发生反应而形成的硬度，即碳酸盐硬度又称为暂时硬度。

永久硬度在总硬度<总碱度时，不存在；永久硬度在总碱度<总硬度时，存在；永久硬度=总硬度一暂时硬度。

例如某水样测试结果如表2所示。

表2 某水样部分离子测试结果
Mg2+0.412mmol/L
HCO3- 3.168mmol/L
Ca2+ 1.697mmol/L
Na++K+ 1.667mmol/L
Cl- 1.118mmol/L
OH-0.00mmol/L
SO42-0.772mmol/L
CO32-0.00mmol/L
测试结果中：Mg2++Ca2+=2.109mmol/L；1/2HCO3-=1.584mmol/L，总碱度<总硬度时，永久硬度存在。

Na++K+=1.667mmol/L；2SO42-+Cl-=2.662mmol/L，Na++K+的含量小于2SO42-+Cl-，说明含有Ca2+和Mg2+的硫酸盐和氯化物存在，即存在永久硬度。

经过验证总碱度和总硬度两者的关系，充分证明了试验结果的科学性和合理性。

在验证后，出现矛盾的离子关系时，则要查出原因，并进行纠正。

2.4 水中阴、阳离子摩尔浓度的关系
水中的阴阳离子存在着相互制约、相互联系的关系，只有在阴离子的摩尔浓度和阳离子大致相同的情况下，才能保持水溶液中的阳离子和阴离子的电荷相平衡。

基于电荷平衡关系，在对以Ca2+、Mg2+为主的阳离子进行简易的水质分析时，选用“差减法”来计算Na++K+的浓度。

当有未测定的其他金属离子或者检测数据有错误时，则会出现Na++K+的浓度为负数，这种情况下，需要采用其他办法对Na+、K+的含量进行测定或重新检查阴阳离子的测定是否准确[4]。

3 总结
本文针对在水质单项检测时需要注意的问题以及解决的办法。

为了能更好更真实的反映水体的基本情况，应当避免出现文中所列举的注意事项。

在日常的水质检测工作中，应当多实践、多分析，多积累，遇到问题及时查找原因，合理解决，以保证结果的合理性、准确性和科学性。

对分析结果用化学平衡原理进行校正和审查，进而提高分析质量。

水质成分具有复杂性，在测定时，既要综合考虑，也要综合历史资料，相互验证和核对，以便进行全面分析得出科学合理的结论。

参考文献
[1] 曹毅荣,覃志杰,梁辉鹏.生活饮用水水质检测的重要性[J].食品安全导刊，
2017(24).
[2] 杨晓棠.浅析水质监测在环境工程中的意义及监测的相关环节分析[J].科技
风，2019(16)：131.
[3] 黄亚妮,李毅.水质化验分析方法的应用及其质量控制[J].化工设计通讯，
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[4] 周振涛,李家学,高晓,徐正涛.江苏省连云港市赣榆区2013-2015年农村生活
饮用水监测结果分析[J].医学动物防制,2017(09).
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