樓一鼎

(浙江省工程勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，浙江寧波315012)

工程建設(shè)防腐勘察設(shè)計(jì)時(shí)，要對(duì)環(huán)境介質(zhì)進(jìn)行調(diào)查，包括對(duì)大氣介質(zhì)、土壤、地下水和地表水調(diào)查，評(píng)介環(huán)境介質(zhì)對(duì)工程結(jié)構(gòu)材料（混凝土、鋼筋等）的腐蝕性[1]。對(duì)環(huán)境介質(zhì)的分析測(cè)試是必須的基礎(chǔ)工作，其中水質(zhì)分析為最主要的手段。其中鐵路、公路、能源等行業(yè)行業(yè)對(duì)水質(zhì)分析的方法有專門(mén)的規(guī)范[2-4]，有些行業(yè)則沒(méi)有專門(mén)的分析測(cè)試規(guī)范，如住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，但會(huì)對(duì)一些成分明確了方法[1]。其中對(duì)鉀、鈉的測(cè)定有多種方法，比較有爭(zhēng)議的是差減法[5]。由于差減法方便，一些水質(zhì)分析規(guī)范差減法仍然有效，仍許多實(shí)驗(yàn)室采用。為了探討差減法的適用性，筆者用火焰光度計(jì)等分析儀器實(shí)測(cè)[4]（以下簡(jiǎn)稱“實(shí)測(cè)法”），同時(shí)用差減法[2]計(jì)算，用各種類型的水，對(duì)實(shí)測(cè)和計(jì)算兩種方法進(jìn)行比較驗(yàn)證。

1 差減法

1.1 概述

水中陽(yáng)離子除鉀、鈉離子外，陽(yáng)離子以鈣、鎂為主，水樣進(jìn)行的簡(jiǎn)分析或要求不高時(shí)，許多實(shí)驗(yàn)室采用差減法來(lái)計(jì)算鉀鈉離子的濃度。部分標(biāo)準(zhǔn)如JTJ056-1984公路工程水質(zhì)分析操作規(guī)程（已作廢）、TB10104 J263-2003鐵路工程水質(zhì)分析規(guī)程（仍在使用）允許使用差減法，大部分勘察企業(yè)也仍在使用差減法計(jì)算鉀鈉離子的濃度。

1.2 計(jì)算公式

差減法計(jì)算鉀鈉離子的濃度公式：

式中：c——離子濃度，mmol/L；

ρ——為離子質(zhì)量濃度，mg/L；

M（K++Na+）取值見(jiàn)表1。

表1 M（K++Na+）與溶解性總固體的關(guān)系

2 兩種方法測(cè)試結(jié)果

2.1 樣品分類

本文通過(guò)30組水樣的火焰光度計(jì)法[5]實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與差減法[6]結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，以探討兩者的關(guān)系。

為了便于兩種測(cè)定方法結(jié)果的比較，根據(jù)溶解性總固體含量大小，將水樣分為四種類別，見(jiàn)表2。

表2 水樣根據(jù)溶解性總固體含量分類

2.2 兩種方法測(cè)試結(jié)果

對(duì)30組樣品的鉀、鈉分別進(jìn)行實(shí)測(cè)和計(jì)算，并對(duì)兩種方法的結(jié)果進(jìn)行相對(duì)偏差計(jì)算，并根據(jù)表1的分類，將結(jié)果列于表3～表6。

（1）第一類：溶解性總固體小于300mg/L（表3）。

以上8組溶解性總固體小于300mg/L的水樣，平均相對(duì)偏差為8.36%。

（2）第二類：溶解性總固體300～1000mg/L（表4）。

表4 第二類水樣的兩種結(jié)果

以上8組溶解性總固體300～1000mg/L的水樣，平均相對(duì)偏差為2.84%。

（3）第三類：溶解性總固體1000～3000mg/L（表5）。

表5 第三類水樣的兩種結(jié)果

以上8組溶解性總固體1000～3000mg/L的水樣，平均相對(duì)偏差為3.18%。

（4）第四類：溶解性總固體大于3000mg/L（表6）。

表6 第四類水樣的兩種結(jié)果

以上6組溶解性總固體大于3000mg/L的水樣，平均相對(duì)偏差為2.63%。

3 測(cè)試結(jié)果分析

經(jīng)過(guò)實(shí)測(cè)以上30組不同濃度大小的水樣發(fā)現(xiàn)，第二、三、四類水樣相對(duì)偏差較小，平均相對(duì)偏差較小且都在4%以下，因此溶解性總固體大于300mg/L的水樣，用差減法測(cè)定其c（K++Na+）時(shí)可以較好地把誤差控制在較低水平。第一類水樣因其離子濃度太低，難免相對(duì)偏差和平均相對(duì)偏差較大。

4 結(jié)論與建議

（1）差減法計(jì)算鉀鈉濃度適用于溶解性總固體大于300mg/L的水樣，絕大多數(shù)水樣的相對(duì)誤差都在5%以下，即使是小于300mg/L的低濃度水樣，用差減法計(jì)算鉀鈉的濃度也不會(huì)造成太大的絕對(duì)誤差。針對(duì)土壤、地下水和地表水調(diào)查環(huán)境分析，由于鉀、鈉不是關(guān)鍵因素，在沒(méi)有實(shí)測(cè)儀器或現(xiàn)場(chǎng)簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn)條件下，可用差減法計(jì)算鉀鈉的濃度，基本能滿足要求。

（2）然而，當(dāng)鉀和鈉采用差減法計(jì)算時(shí)，不能利用陰陽(yáng)離子平衡來(lái)控制分析誤差，無(wú)法發(fā)現(xiàn)其他指標(biāo)測(cè)試錯(cuò)誤，同時(shí)加大鉀鈉的誤差；另外，成分復(fù)雜或受到污染的水樣，容易對(duì)測(cè)定指標(biāo)產(chǎn)生干擾。因此，在實(shí)驗(yàn)條件允許時(shí)，不推薦使用差減法。本文還是推薦使用火焰光度法實(shí)測(cè)鉀和鈉的濃度，實(shí)測(cè)鉀鈉濃度的同時(shí)有利于檢查發(fā)現(xiàn)其他測(cè)試指標(biāo)的誤差，可以更好地控制質(zhì)量。