关于总溶解固体和矿化度的初步探讨

2016-10-14李惠娣杨天水

教育教学论坛 2016年44期

李惠娣　杨天水

摘要：通过对不同图书和标准规范等文件中的总溶解固体和矿化度的概念及其数值获得方法的比较，明确了总溶解固体和矿化度之间的关系，提醒读者使用这两个术语时要根据其数值正确使用。

关键词：总溶解固体；矿化度；术语；数值

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）44-0057-02

教师在授课时，对于一些术语的概念、计算方法及测试方法等应有明确的表述，而作者在编辑水文地质、工程地质和环境地質方面的书稿过程中发现，经常会出现总溶解固体和矿化度这两个术语，对于二者是否属于同一个物理量以及其测试结果的计算方法等存在不一致之处。为此，作者查阅了包括相关专业的图书和规范等相关文献，根据对所参考文献的理解与综合发现，总溶解固体（total dissolved solid，TDS）和矿化度均是描述水中所含可溶性物质含量的物理量，但对于这两个术语的具体表述及数值是否相同，不同来源的资料有着不同的解释，容易使读者引起混淆，为了使读者对上述问题有清楚的认识，特撰写此文，希望通过此文澄清这两个概念及数值大小，以便使读者能进行更深入地探讨与思考，最终达到正确使用上述两个术语的目的。

一、关于矿化度的定义及数值

由国家环境保护总局等编写的《水和废水监测分析方法》（第四版）[1]中，矿化度的定义是：水中所含无机矿物成分的总量。在本书中提到，矿化度一般只用于天然水的测定。矿化度的测定方法依目的不同大致有：重量法、电导法、阴阳离子加和法、离子交换法及比重计法等。重量法含义较明确，是较简单、通用的方法。

在中华人民共和国水利部的行业标准《矿化度的测定（重量法）》（SL 79─1994）[2]中，指出了此方法适用于天然水的矿化度测定。矿化度是指水中含有钙、镁、铁、铝和锰等金属的碳酸盐、重碳酸盐、氯化物、硫酸盐、硝酸盐以及各种钠盐等的总含量。测定方法是经过滤去除漂浮物及沉降性固体物，放在称至恒重的蒸发皿内蒸干，并用过氧化氢去除有机物，然后在105℃～110℃下烘干至恒重，将称得重量减去蒸发皿重量即为矿化度。

在潘宏雨等主编的《普通水文地质学》[3]中，矿化度的概念表述和数值的获得与《水和废水监测分析方法》（第四版）中的表述相同，矿化度的数值也相同。

二、关于总溶解固体的概念及计算

总溶解固体又称溶解性总固体、溶解性固体总量、溶解性固体，是指水中溶解组分的总量，它包括溶解于水中的离子、分子及配合物，但不包括悬浮物和溶解气体。水样过滤后，在105℃～110℃下，水蒸干后留下的干涸残余物的质量来表示[4]。计算公式如下：

式中：C为水样中总溶解固体（mg/L）；W为空蒸发皿的重量（g）；W为蒸发皿和总溶解固体重量（g）；V为水样体积（mL）。

由于这种测定方比较麻烦，所以可以通过计算的方法获得其数值，计算方法是：溶解组分（溶解气体除外）总和减去二分之一的HCO-，因为在水样蒸干过程中，约有二分之一的HCO-变成CO气体逸失。

通过对文献的分析发现，张人权等[5]、钱会等[6]、周训等[7]和任加国等[8]的表述及数值的获得基本与沈照理等人[4]的表述一致。

三、矿化度和总溶解固体的表述一致

除了上述关于矿化度和总溶解固体的单独表述外，在一些文献中直接将二者等同。如在《水文地质术语》（GB/T 14157—1993）[9]中关于矿化度的表述为：地下水总矿化度（溶解性固体总量）是指水中所含离子、分子、化合物的总量。其值等于1L水加热到105℃～110℃时，使水全部蒸发剩下的残渣质量，或等于阴阳离子总和减去二分之一的HCO-含量。另外，在《水和废水监测分析方法》（第四版）[1]中，矿化度也与总溶解固体一致。在矿化度的测定中有如下表述：对于无污染的水样，测得该水样的矿化度与该水样在103℃～105℃时烘干的总可滤残渣量值相同。而在本书的“残渣”测试方法中明确指出：可滤残渣即为溶解性固体。

四、讨论

根据上面的分析可以得到：矿化度和总溶解固体的表述基本一致，均是指水中溶解组分的总量，它包括溶解于水中的离子、分子及配合物，但不包括悬浮物和溶解气体。除了中华人民共和国水利部的行业标准《矿化度的测定（重量法）》（SL 79─1994）[2]中的矿化度，根据实验结果，又增加了二分之一的HCO3-含量，其余文献中，如文献[1]和文献[3-8]无论是矿化度还是总溶解固体，均只包括二分之一的HCOO3-含量。而在沈照理等[4]的教材中提到：含盐量是指水中各组分的总量。这个指标是计算值，它与总溶解固体的差别在于无需减去二分之一的HCO3-含量。根据对含盐量的表述，中华人民共和国水利部的行业标准《矿化度的测定（重量法）》（SL 79─1994）[2]中矿化度的计算结果实质是含盐量。

五、结语

通过上面的分析和讨论可以明确，矿化度和总溶解固体指的是同一概念。矿化度是我国学者过去常用的术语，这一术语来自于苏联，其他国家的文献中几乎没有出现过[4]。

既然明确了矿化度和总溶解固体的关系及计算方法，希望读者在以后撰写相关内容的文献时，引用最新的术语即总溶解固体，以免引起概念表述和数值计算上的混淆。

参考文献：

[1]国家环境保护总局《水和废水监测分析方法》编委会.水和废水监测分析方法[M].第四版.北京：中国环境科学出版社，2002.

[2]中华人民共和国水利部.矿化度的测定（重量法）（SL79─1994）.北京：中国水利水电出版社，1994.

[3]潘宏雨，刘连成.普通水文地质学[M].北京：地质出版社，2010.

[4]沈照理，朱宛华，钟佐燊.水文地球化学基础[M].北京：地质出版社，1993.

[5]张人权，梁杏，靳孟贵，等.水文质学基础[M].北京：地质出版社，2011.

[6]周训，何江涛，王旭升，等.2014.地下水科学概论[M].北京：地质出版社，2011.

[7]钱会，马致远.水文地球化学[M].北京：地质出版社，2012.

[8]任加国，武倩倩.水文地球化学基础[M].北京：地质出版社，2014.