工程地質(zhì)勘察中的水質(zhì)簡(jiǎn)試驗(yàn)要點(diǎn)

　　工程地質(zhì)勘察中環(huán)境水中的化學(xué)成分有可能對(duì)周?chē)鷰r土造成侵蝕性破壞,影響建筑物的安全,在檢測(cè)過(guò)程中必須認(rèn)真對(duì)待,保證為工程勘察提供可靠的水分析數(shù)據(jù)。本論文是關(guān)于工程地質(zhì)勘察中的水質(zhì)簡(jiǎn)試驗(yàn)要點(diǎn)的論述，希望可以幫助大家哦!

　　摘要：觀察中環(huán)境水中的化學(xué)成分有可能對(duì)周?chē)鷰r土造成侵蝕性破壞，影響建筑物的安全，在檢測(cè)過(guò)程中必須認(rèn)真對(duì)待，保證為工程勘察提供可靠的水分析數(shù)據(jù)。文章敘述了工程地質(zhì)勘察中水質(zhì)簡(jiǎn)分析試驗(yàn)的策略原理及注意事項(xiàng)，對(duì)從收樣、試驗(yàn)、資料整理到結(jié)果審查的全過(guò)程進(jìn)行了總結(jié)。

　　關(guān)鍵詞：工程地質(zhì)勘察;環(huán)境水;化學(xué)成分;水質(zhì)簡(jiǎn)分析;試驗(yàn)要點(diǎn)

　　工程地質(zhì)勘察中環(huán)境水中的化學(xué)成分有可能對(duì)周?chē)鷰r土造成侵蝕性破壞，影響建筑物的安全，我們?cè)跈z測(cè)過(guò)程中必須認(rèn)真對(duì)待，保證為工程勘察提供可靠的水分析數(shù)據(jù)。工程勘察中水質(zhì)簡(jiǎn)分析所要求的主要檢測(cè)項(xiàng)目包括水的pH值、總硬度、總堿度、游離CO2、侵蝕CO2、主要陰離子(OH-、CO32-、HCO3-、Cl-、SO42-)的含量、主要陽(yáng)離子(Ca2+、Mg2+、Na+和K+)的含量以及礦化度。下面就從水樣的驗(yàn)收開(kāi)始對(duì)試驗(yàn)過(guò)程中要點(diǎn)逐一進(jìn)行梳理總結(jié)。

　　1、 水樣的驗(yàn)收與保存

　　主要從四方面驗(yàn)收：(1)密封是否良好;(2)標(biāo)簽是否清晰;(3)數(shù)量是否滿足試驗(yàn)要求;(4)測(cè)侵蝕CO2的水樣中是否已加CaCO3粉末。驗(yàn)收合格的水樣應(yīng)標(biāo)注唯一識(shí)別標(biāo)識(shí)，并盡快安排試驗(yàn)人員進(jìn)行檢測(cè)(因?yàn)榇娣艜r(shí)間越短，分析結(jié)果越可靠)。

　　2、 試劑的配制

　　常用的試劑有14種(酚酞指示劑、甲基橙指示劑、鉻酸鉀指示劑、鉻黑T指示劑、鈣指示劑;1+1鹽酸、緩沖溶液、20%NaOH溶液、鋇鎂混合溶液、10%氯化鋇溶液;NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液、HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液、EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液、AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液)，如遇試驗(yàn)異常有干擾離子存在時(shí)，還需配制一些不常用的特殊試劑。試劑的配制應(yīng)嚴(yán)格按照試驗(yàn)規(guī)程進(jìn)行，標(biāo)準(zhǔn)溶液還必須每3個(gè)月標(biāo)定一次。

　　3、 pH值

　　測(cè)定pH值一般用酸度計(jì)法(當(dāng)pH值<8.3時(shí)，還可用計(jì)算法進(jìn)行驗(yàn)證)，在測(cè)定pH值之前需先用標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液對(duì)酸度計(jì)進(jìn)行標(biāo)定，標(biāo)定時(shí)應(yīng)考慮溫度的影響。

　　4、 游離CO2

　　游離CO2絕大部分呈氣體狀態(tài)溶解于水中，極小部分以碳酸的形態(tài)存在，CO2極易逸出，應(yīng)盡可能首先測(cè)定此項(xiàng)，通常用酚酞作指示劑，若加入酚酞后水樣呈紅色，說(shuō)明水呈堿性無(wú)游離CO2，若無(wú)色則有游離CO2，需用標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液滴定至紅色。

　　5、 侵蝕CO2

　　當(dāng)水中所含的游離CO2過(guò)多時(shí)會(huì)與水形成碳酸，使混凝土中的CaCO3不斷被溶解，這時(shí)與CaCO3起反應(yīng)的這部分游離CO2稱(chēng)為侵蝕CO2，侵蝕CO2的含量通常用容量法測(cè)定，以甲基橙作指示劑，用HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，其原理是侵蝕性CO2能與CaCO3起反應(yīng)而使水中的重碳酸根增加，測(cè)出水樣中加CaCO3粉末后增加的重碳酸根含量，即可算出侵蝕CO2的含量。侵蝕CO2是評(píng)價(jià)環(huán)境水對(duì)混凝土侵蝕作用的重要指標(biāo)。

　　6、 總堿度

　　通常把總堿度分為酚酞堿度和甲基橙堿度，用酸堿滴定法進(jìn)行測(cè)定，先在水樣中加入酚酞指示劑，若無(wú)色表明無(wú)酚酞堿度，若顯紅色，則用HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至無(wú)色，記下消耗量;再在水樣中加入甲基橙指示劑，繼續(xù)用HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至黃色變?yōu)槌燃t色，同樣記下消耗量，通過(guò)分別測(cè)定酚酞堿度和甲基橙堿度時(shí)所消耗的HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液的量，即可推算出水中OH-、CO32-、HCO3-的含量。要注意的是，OH-與HCO3-不能同時(shí)存在。

　　7、 總硬度

　　環(huán)境水中鈣鎂離子的含量是以硬度來(lái)表示的，硬度可分為暫時(shí)硬度、永久硬度、負(fù)硬度，永久硬度和負(fù)硬度不能同時(shí)存在。測(cè)定總硬度一般用EDTA直接滴定法，其原理為EDTA與鈣鎂離子生成的無(wú)色絡(luò)合物比指示劑鉻黑T與鈣鎂離子生成的酒紅色絡(luò)合物穩(wěn)定，滴定開(kāi)始時(shí)，滴入的EDTA首先與溶液中未與指示劑絡(luò)合的鈣鎂離子生成無(wú)色的絡(luò)合物，繼續(xù)滴入的EDTA將奪取同鉻黑T已結(jié)合的鈣鎂離子，所以當(dāng)溶液由酒紅色轉(zhuǎn)變?yōu)樗{(lán)色時(shí)，說(shuō)明滴入的EDTA已經(jīng)把與指示劑絡(luò)合的鈣鎂離子全部奪走，此時(shí)即為滴定終點(diǎn)。

　　8、 鈣離子

　　鈣離子分布范圍很廣，在較淺的環(huán)境水中，最常見(jiàn)的是重碳酸鈣水。測(cè)鈣離子一般用EDTA法，其原理是在pH值≥12的溶液中，EDTA與鈣離子形成無(wú)色絡(luò)合物，鈣指示劑則能與鈣離子形成紫紅色絡(luò)合物，而鈣離子與指示劑形成的絡(luò)合物不如鈣離子與EDTA形成的絡(luò)合物穩(wěn)定，當(dāng)?shù)味ㄟ_(dá)到終點(diǎn)時(shí)，鈣指示劑被還原，于是溶液由紅色變?yōu)樗{(lán)紫色。需注意的是，水樣取出時(shí)應(yīng)先加入HCl中和，除去HCO3-，以免加NaOH后生成CaCO3沉淀而使結(jié)果編低。

　　9、 鎂離子

　　鎂離子的分布范圍通常比鈣小，在弱礦化的環(huán)境水中，鎂的含量一般小于鈣，而在高礦化的水中，鎂的含量常超過(guò)鈣的2～3倍。當(dāng)鎂的含量特別高時(shí)，對(duì)混凝土基礎(chǔ)具有侵蝕性。鎂離子的含量一般用總硬度減去鈣離子的差值計(jì)算而得。

　　10、 鈉(鉀)離子

　　鈉離子廣泛分布于地下水中，它主要是與氯離子共存于氯化鈉水中，鉀鹽因受土壤巖石及植物的吸附影響，盡管溶解度比鈉大，含量卻比鈉少。水質(zhì)簡(jiǎn)分析中，一般用陰陽(yáng)離子平衡法(差減法)來(lái)計(jì)算鈉(及鉀)的含量。

　　11、 氯離子

　　氯離子通常與鈉、鈣、鎂等化合而存在。一般用硝酸銀容量法測(cè)定，采用分級(jí)沉淀的原理，以鉻酸鉀作指示劑，用AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，當(dāng)氯離子被完全沉淀后鉻酸根離子才開(kāi)始沉淀，等當(dāng)點(diǎn)時(shí)，過(guò)量的AgNO3與鉻酸鉀指示劑作用生成紅色鉻酸銀沉淀，到達(dá)終點(diǎn)時(shí)，AgNO3的用量比實(shí)際偏高，因此需要同時(shí)取蒸餾水做空白滴定減去誤差。另外，鉻酸銀能溶解于酸中，在pH值小于6.3時(shí)，不能直接用這種策略測(cè)定，也不能在極強(qiáng)的堿性反應(yīng)中進(jìn)行，pH值不能大于10，因此，測(cè)定前有可能需要調(diào)節(jié)pH值。

　　12、 硫酸根離子

　　測(cè)SO42-通常用EDTA法，在微酸溶液中加入過(guò)量氯化鋇溶液使水樣中的硫酸根全部生成硫酸鋇沉淀，過(guò)量的鋇離子在pH約等于10時(shí)以鉻黑T作指示劑，用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過(guò)量的鋇，從而間接測(cè)出SO42-的含量，在此過(guò)程中，水樣中有鈣鎂離子存在時(shí)也會(huì)起同樣的反應(yīng)，所以計(jì)算時(shí)應(yīng)扣除測(cè)硬度時(shí)所消耗的EDTA的量，若SO42-的含量很大時(shí)，應(yīng)少取水樣用蒸餾水稀釋后再測(cè)，以免產(chǎn)生大量的硫酸鋇沉淀，使終點(diǎn)模糊。當(dāng)硫酸根含量較高時(shí)，對(duì)混凝土基礎(chǔ)有侵蝕破壞作用。

　　13、 總礦化度

　　水質(zhì)簡(jiǎn)分析中的總礦化度一般為試驗(yàn)分析出來(lái)的所有陰陽(yáng)離子質(zhì)量之和，用mg/L表示，實(shí)際的總礦化度比這種策略算出來(lái)的略高，因?yàn)檫�有些含量很少的離子是簡(jiǎn)分析沒(méi)有測(cè)出來(lái)的。

　　14 、資料整理

　　水質(zhì)簡(jiǎn)分析的計(jì)算過(guò)程十分復(fù)雜，人工計(jì)算又費(fèi)時(shí)又易出錯(cuò)，倡議最好用電子表格設(shè)計(jì)一個(gè)只需輸入原始數(shù)據(jù)便能得出全部分析結(jié)果的智能計(jì)算模板，在使用過(guò)程中經(jīng)常用保存的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)對(duì)模板進(jìn)行核驗(yàn)，以確保計(jì)算模板的可靠性。

　　15 、分析結(jié)果的審查

　　可從三個(gè)方面進(jìn)行分析結(jié)果的審查：(1)pH值與有關(guān)離子間的關(guān)系;(2)硬度、堿度與離子間的關(guān)系;(3)低礦化度和高礦化度水中各離子之間存在的規(guī)律。由于水的成分非常復(fù)雜，所以在審查水質(zhì)分析資料時(shí)，不能只從某點(diǎn)來(lái)判斷，而必須從多方面互相驗(yàn)證和核對(duì)，對(duì)資料進(jìn)行全面分析后再下結(jié)論。

　　16 、結(jié)語(yǔ)

　　綜上所述，工程地質(zhì)勘察中的水質(zhì)簡(jiǎn)分析試驗(yàn)看似簡(jiǎn)單，要想做好每個(gè)環(huán)節(jié)卻并不容易，需要我們?cè)囼?yàn)人員不斷學(xué)習(xí)、反復(fù)實(shí)踐，耐心完成許多復(fù)雜細(xì)致的工作，才能保證為工程地質(zhì)勘察提供可靠的分析數(shù)據(jù)。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1] 張忠苗.工程地質(zhì)學(xué)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2007.

　　[2] 張留俊，王福勝，秦志堅(jiān).公路工程水質(zhì)分析試驗(yàn)操作指南[M].西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，2003.

　　[3] 水工混凝土水質(zhì)分析試驗(yàn)規(guī)程(DL/T 5152-2001).

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