地下水电导率、pH值、ORP值的实验与研究

倪俊珺 马成成 胡婷婷 李深亮

摘 要 本课题主要应用电导率仪、pH仪、氧化还原电位仪分析汤池1号井地下水的电导率值、pH值、ORP值。本课题主要研究内容是对如何提高电导率、pH值、ORP值的观测质量、提高电导率、pH值、ORP值数据的可靠性作些探讨。在不同条件下研究电导率值、pH值、ORP值的变化，得出一个稳定的观测条件，在相同观测条件下探究汤池一号井地下水电导率值、pH值、ORP值得季节变化趋势。

关键词 电导率;氧化还原;pH

引言

地下水电导率、pH值、ORP值是水文地球化学环境的重要指标，它们能灵敏地反映出地下水化学环境的变化。在中强地震发生之前，电导率、pH值、ORP值均有不同程度异常。电导率、pH值、ORP值的测试亦十分方便，可直接读数，在国内也有震例，故近年来一直作为地震的前兆参数来观测。为提高观测质量，获取更加可靠的测值，使电导率、pH值、ORP值能更准确地反映地震信息，有必要对电导率、pH、ORP的测试作些探讨[1]。

1不同观测条件下探究电导率值、pH值、ORP值的变化

为掌握电导率仪、pH仪、氧化还原仪电位仪稳定性，本项目做了5次重复实验以验证电导率仪、pH仪、氧化还原电位仪（表1）。实验中，每个数据没有出现阶梯上升或下降。由实验数据的相对误差来看，数据变化幅度非常小，这些变化是由实验人为误差和气象条件引起的。以上分析可以得出这三种便携式仪器非常稳定，适合汤池一号井实验分析。

2实验研究

2.1 观测条件选择

庐江台使用细口玻璃瓶（规格250ML）常压取样，水样满瓶后冲流1分钟以上。取样完成后用烧杯测量，且要反复校正与测量。采样过程中避免剧烈振摇取样瓶，保持平稳进行。三种便携仪器校准之后，将电导率电极、pH电极、ORP电极分别用纯水洗净并甩干，浸入被测溶液中，稍加搅动后静止放置，等LCD显示稳定的测量值时读数，即为所测量的电导率值、pH值、ORP值。讨论水样采集时间不同、采样方式即取水口流量不同、水样温度不同、水样静置时间不同以及水样存放条件不同对观测结果的影响。

（1）分别在8：00、15：00、22：00用细口玻璃瓶取样进行观测。取水口流量分别为：0.0297、0.0295、0.0298L/S，水样冷却半个小时后观测。

水样采集时间不同，对电导率值、pH值、ORP值影响不大。

（2）2015年2月3日，庐江台汤池一号井取样装置进行改造，取样口流量增加。

取水口流量增加，电导率值、pH值、ORP值没有太大变化。

（3）在同一时间用三个细口玻璃瓶取样，三个玻璃瓶分别静置0小时、0.5小时、3小时后进行观测 。取水口流量为：0.0296L/S。

实验表明，水样静置时间不同对电导率值、pH值、ORP值有一定影响。表现为电导率值下降，pH值、ORP值上升。

（4）在同一时间用三个细口玻璃瓶取样，三个玻璃瓶分别采用常温存放、冷水冷却、热水加热三种方式静置10分钟，10分钟后测量样品的温度并进行观测。取水口流量为：0.0291L/S。

水样温度不同对电导率值、pH值、ORP值有一定影响。表现为随着温度升高电导率值升高，而pH值、ORP值下降。

（5）在同一时间用细口玻璃瓶和矿泉水瓶（密封）取样，取水口流量为：0.0297、L/S，水样冷却半个小时后观测。

取样瓶在取样后密封与否对电导率值、pH值、ORP值有一定影响。主要由于水样蒸发的影响，尤其是夏天，空气干燥，室温又高，温度较难控制因此在观测过程中，应当以规范为基础，灵活应用规范，不断完善规范。

2.2 探究汤池一号井地下水电导率值、pH值、ORP值季节变化趋势

这里选取电导率值整年的数据、pH值、ORP值每个季度的第一个月的数据来进行分析。从数据中可以得出汤池1号井水中电导率值、pH值、ORP值相对稳定，变化幅度小。汤池一号井数据稳定，离散度小，适合目前庐江台地下流体水质观测;同时证实了这三种便携仪器精密适合实验分析。1号井水中pH值、ORP值在春、夏季较高，秋、冬季较低，这主要归因于1号井所在区域大气中可溶性离子浓度的高低的影响。对1号井水中电导率值、pH值、ORP值对比分析发现，电导率、PH和ORP的最高值均出现在春季，这主要与1号井水中离子的来源有关[2]。同时相关性研究发现，1号井水中电导率值、pH值、ORP值全年均保持着较好的正相关关系，这说明季节变化虽然对pH和电导率的值存在一定影响，但并未改变一号井水中电导率值、pH值、ORP之间正相关的关系[3]。

3结束语

电导率仪、pH仪、氧化还原电位仪操作简单方便，仪器便于携带实验。水样静置时间长短、水样温度以及水样取样密封条件等都会影响到数据的可靠性。因此，在平时的观测中要使观测条件达到最优化并产出真实可靠的数据。

电导率仪、pH仪、氧化还原电位仪产出的数据稳定、可靠。确保了汤池1号井水中pH值、ORP值数据的连续、稳定、可靠。同时为以后的前兆异常落实提供更多的依据。

汤池1号井水中电导率值、pH值、ORP值相对稳定，变化幅度小。pH值、ORP值在春、夏季较高，秋、冬季较低，此外最高值均出现在春季。电导率值、pH值、ORP值全年均保持着较好的正相关关系，这说明季节变化虽然对pH和电导率的值存在一定影响，但并未改变一号井水中电导率值、pH值、ORP之间正相关的关系。

参考文献

[1] 中国地震局.地震水文地球化学观测技术规范[S].地震出版社，2014.

[2] 廖丽霞，廖春奇.提高水样电导率观测质量的几种方法[J].福建地震，2002（1）：37-40.

[3] 李艷萍，高小其.电导率的测定及其在地震监测和水质分析中的应用[J].内陆地震，2001，15（1）：88-92.