综合分析法在工程地质勘察水质分析中的应用

徐梦佳，陈 亮，金宏杰

(浙江省水利水电勘测设计院，浙江 杭州 310002)

1 工程建设项目水质分析作用与内容

1.1 水质分析的意义

工程地质勘察的目的是为了查明各类工程场区的地质条件，对场区及其有关的各种地质问题进行综合评价、分析、预测在工程建筑作用下地质条件可能出现的变化和作用，选择最优场地，并提出解决不良地质问题的工程措施，为保证工程的合理设计、顺利施工及正常使用提供可靠的科学依据。[1]环境水对工程建筑物的影响普遍存在，其中主要是由于环境水对建筑物钢筋混凝土的侵蚀作用，影响混凝土的耐久性、可靠性，严重的危及工程建筑物的安全运行，因此必须在工程地质勘察中加强工程建筑物影响区环境水的水质侵蚀性分析评价，为工程设计、施工提供相应预防、处置方案提供依据。

1.2 工程勘察水质分析内容

2 综合分析法在工程地质勘察水质分析中的应用

图1 综合分析法在工程地质中的水质分析应用

2.1 单项数据单项分析

水样经阳离子色谱柱交换分离，抑制型或非抑制型电导检测器检测，根据保留时间定性，峰高或峰面积定量，但在特定水样分析的时候因个别离子不存在或含量极低而不会在结果图中呈现(见图2—3)。

4—K+; 5—Mg2+; 6—Ca2+图2 6种阳离子标准溶液色谱图(抑制型)

4—Mg2+; 5—K+; 6—Ca2+图3 6种阳离子标准溶液色谱图(非抑制型)

水样经阴离子色谱柱交换分离，抑制型电导检测器检测，根据保留时间定性，峰高或峰面积定量，但在特定水样分析的时候因个别离子不存在或含量极低而不会在结果图中呈现。

图4 8种阴离子标准溶液色谱图(碳酸盐体系Ⅰ)

图5 8种阴离子标准溶液色谱图(碳酸盐体系Ⅱ)

图6 8种阴离子标准溶液色谱图(氢氧根体系)

2.1.2 用pH计测定水中的pH值

按照《水电工程地质勘察水质分析规程》中所提到的“玻璃电极法测定pH值的步骤”，用pH计对水样的pH值进行测定并记录读数。[3]在该实验中所测定的数据误差主要与以下两个操作有关：

(1)pH值定位：在水样pH值测定前一定要用pH标准缓冲溶液对仪器进行校正复核，使pH值偏差控制在±0.1以内。

(2)水样测定：在水样测定前不要长时间将水样暴露在空气中以减少空气和水样中二氧化碳的渗入或挥发，在水样测定时一定要用待测水样对电极进行多次冲洗后再将电极浸没在水样中以减小测量误差。

(2)按照《水电工程地质勘察水质分析规程》[3]中所提到的“酚酞指示剂滴定法测定水样中的游离二氧化碳含量”，其中指示剂为酚酞指示剂，滴定液为0.05 mol/L的氢氧化钠标准溶液。

该实验操作基于“2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O”反应原理，可按公式计算：

ρ(fCO2)=c(NaOH)×V1×44.0×1 000/V

式中：ρ(fCO2)—水样中游离二氧化碳的质量浓度,mg/L;

c(NaOH)—氢氧化钠标准溶液的浓度，mol/L；

V1—滴定水样消耗氢氧化钠标准溶液的体积,mL;

V—所取水样体积,mL。

若水样中加入酚酞指示剂后立即变红，则表明水样中无游离二氧化碳。

③按照《水电工程地质勘察水质分析规程》[3]中所提到的“酸滴定法测定水样中的侵蚀性二氧化碳含量”，其中指示剂为甲基橙指示剂，滴定液为0.05 mol/L的盐酸标准溶液。

ρ(eCO2)=c(HCl)×(V1-V2)×22.0×1 000/V

式中：ρ(eCO2)—水样中侵蚀性二氧化碳的质量浓度，mg/L；

c(HCl)—盐酸标准溶液的浓度，mol/L；

V1—滴定加碳酸钙粉末的水样消耗盐酸标准溶液的体积，mL；

V2—滴定未加碳酸钙粉末的水样消耗盐酸标准溶液的体积，mL；

V—所取水样体积，mL。

若水样中加入酚酞指示剂后立即变红，则表明水样中无游离二氧化碳。

2.2 多项数据综合分析

基于以上“单项数据单项分析”以后，通过综合法来最终评析水质分析结果的准确性，以笔者所在单位对淳安县农村饮用水安全提升工程水质的分析成果为例(见表1)。

表1 淳安县农村饮用水安全提升工程水质分析成果表

(3)通过实验数据也可以看出该水样中的阳离子主要为钙离子和镁离子，故所对应的水中溶解性总固体和总硬度也相对偏高，实际结果与理论相符合。

3 结语

对环境水中阴阳离子含量的测定、pH值的测定、水中游离性二氧化碳和侵蚀性二氧化碳浓度的测定等水化学成分的分析，对于研究水的矿化度、酸碱度以及水中物质对土木工程建筑物、自然岩土的侵蚀性分析方面都具有不可或缺的作用。除用更为先进的离子色谱仪、滴定仪、pH计等分析仪器保证水质分析的精确性、高效性外，通过综合分析法来确保所得数据的准确具有实际应用价值。