地下水中高锰酸盐指数和硝酸根铵根稳定性研究

杜钰娉，张汉萍，李海萍，董 薇，刘文华

(1.中山大学海洋学院，广东 广州 510006；

2.广东省地质实验测试中心，广东 广州 510080)

近年来地下水污染问题突出，大中城市地下水水源地水质恶化，工业废水被排入地下[1]，污染向深部转移，污染物类型从无机向有机转变[2-3]，引发了公众对地下水现状的强烈关注和忧虑。为了防治地下水污染，环保部在《全国地下水污染防治规划(2011—2020年)》[4]中提出，到2015年，国家应基本掌握全国地下水污染状况。

1 实验部分

1.1 仪器

S22PC型分光光度计(上海棱光技术有限公司)。

1.2 标准溶液和主要试剂

盐酸、硫酸、氨基磺酸铵、高锰酸钾、草酸钠等试剂均为分析纯，实验用水为去离子水。

1.3 实验方法

1.3.1 样品采集

在广州近郊按溶解性总固体总量(TDS)高、低、中三个水平选择三个采样点采集样品(编号为GZ-1、GZ-2、GZ-3)，三个采样点均为浅层民井，采样深度分别为6.6 m、1 m、3.5 m。在样品采集现场测定pH值后，样品送达实验室。

1.3.2 样品的标准加入

表1 样品背景含量

表2 三个采样点标准加入量

1.3.3 样品的分装与保存

样品在标准加入后，按原水(GZD)和酸化水(GZG)两种保存条件分装，每个样品每种保存条件分装8瓶，共16瓶水样，室温避光保存。具体的保存条件见表3。

表3 水样的保存条件

1.3.4 样品的测定程序

按采样后第1、2、3、5、7、10、15、30天，共8个时间间隔段，每次新取一瓶酸化水和原水测试，同时，开取一瓶新的标准样品进行质量监控。每个水样取三份样品测量，测量结果取其平均值。

2 结果与讨论

Y=11.0CX-0.28

2.1 地下水中CODMn的稳定性

CODMn是衡量水体受到有机污染物和还原性无机物污染程度的综合指标[14]，也是我国评价水环境质量重要指标之一。因CODMn为水体中的易变组分，其保存方式直接影响对水质的正确评价。地质标准采样办法规定实验室采用室温存放的原水3天内测定，与部分国家标准推荐原水保存的有效时间基本一致。另一部分国家标准和美国标准则要求水样酸化冷藏存放，保存7天。

本实验CODMn测试结果(n=3)见表4。从表4数据可知，酸化水保存条件下，相对偏差统计值均小于允许限Y，表示三个采样点CODMn在30天内比较稳定，无明显变化。

表4 高锰酸盐指数稳定性实验结果

而原水保存时，采样点GD-1在第10天含量开始升高；采样点GZ-2从第7天开始含量大幅上升，这可能与样品内含肉眼可见物、采样深度较浅有关。在数值统计上，两个采样点的相对偏差远大于Y值，表示数据差异较大。采样点GZ-3在第15天含量呈小幅下降趋势。总的来说，保存CODMn的原水样品，需在5天内完成测试。

综上所述，①按照地质行业规范对原水密封室温保存，CODMn在第3天和第5天测试都可得到准确结果。说明在广州地区，CODMn的保存时间可比地质行业规范要求长2天。原水保存的水样，水质越清洁，CODMn的保存期限越长；水质受到轻度污染，原水CODMn保存期则较短；水质受到严重污染，原水保存的CODMn应尽快测定。故对废水而言，《水和废水监测分析方法》(第四版)认为原水应该冷藏保存，在2天内完成测定是合理的。②按照国家标准将原水硫酸酸化至pH<2的水样，室温避光保存，在30天内测试，可获得准确数据。室温避光保存相对冷藏来说方便快捷，且本研究的保存时间远长于国内外主要国家标准规定的最长时间(7天)。③按照地质行业规范对原水密封室温保存的水样和按照国家标准将原水硫酸酸化至pH<2的水样，在前5天的测试数据基本一致，由此可见地质行业规范与国家标准对水样的保存方法均非常可靠，但地质行业规范对水样的保存方法省去了酸化的步骤，对于5天内所测水样来说，操作更为快捷，而经过硫酸酸化至pH<2的水样保存时间则更为长久。

2.2 地下水中的稳定性

表5 稳定性实验结果

2.3 地下水中的稳定性

表6 稳定性实验结果

2.4 数据准确性验证

表7 采样后第27天实验结果

表8 采样后第27天实验结果

2.5 CODMn、、的相互关系

氮三态的转化可用下式表示[17-19]：

3 结语

本文通过对地下水样品高锰酸盐指数、铵根、硝酸根三个指标，酸化水和原水室温避光两种保存方式的稳定性研究，结果表明：地质行业标准DD 2008-01、DZ/T 0064—1993与国家相关标准及美国标准关于水样的保存方法均非常可靠。地质行业标准主要针对流动性慢的静态地下水，保存方法相对宽松，国家标准和美国标准适用范围除了地下水，还包括动态的地表水和废水，采样对象成分更为复杂，更不稳定，更容易受外界影响发生变化，故保存条件高于地质标准。

4 参考文献

[1] 张新钰,辛宝东,王晓红,郭高轩,陆海燕,纪轶群,沈媛媛.我国地下水污染研究进展[J].地球与环境,2011,39(3):415-422.

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[3] 高存荣,王俊桃.我国69个城市地下水有机污染特征研究[J].地球学报,2011,32(5):581-591.

[4] 中华人民共和国环境保护部.全国地下水污染防治规划(2011—2020年)[EB/OL]. http://www.zhb.gov.cn/gkml/hbb/bwj/201111/t20111109-219754.htm [2013-02-20].

[5] DD 2008-01,地下水污染地质调查评价规范[S].

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[8] GB/T 8538—2008,饮用天然矿泉水检验方法[S].

[9] HJ 493—2009,水质采样；样品的保存和管理技术规定[S].

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