地下水溶解性总固体检验规范

地下水溶解性总固体检验规范1范围本规范规定了地下水溶解性总固体检验的方法原理、试剂和材料、仪器设备、样品采集与保存、分析步骤、结果计算、精密度与准确度、质量保证和质量控制、废物处理等技术要求。本规范适用于地下水、地表水、生活饮用水及水源水中溶解性总固体的测定，方法检出限为10mg/L，测定范围为10mg/L~50000mg/L。对于高矿化度地下水（如卤水、咸水），可通过适当稀释后进行测定。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T5750.4生活饮用水标准检验方法感官性状和物理指标HJ/T164地下水环境监测技术规范GB/T6682分析实验室用水规格和试验方法HJ493水质采样样品的保存和管理技术规定3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1溶解性总固体（TotalDissolvedSolids,TDS）指地下水样品经过滤后，在指定温度下烘干所得的固体残渣总量，包括不易挥发的可溶性盐类、有机物及能通过滤器的不溶性微粒等，单位为mg/L。3.2105℃烘干法指将过滤后的水样在105℃±3℃条件下烘干至恒重，通过称量烘干前后蒸发皿的质量差计算溶解性总固体含量的方法，适用于大部分矿化度适中的地下水样品。3.3180℃烘干法指对于含大量钙、镁硫酸盐及氯化物的高矿化度地下水，采用180℃±2℃的烘干温度去除结晶水，提高测定结果准确性的方法。4方法原理溶解性总固体是水中溶解组分的总量，是反映地下水矿化程度的重要指标。将一定体积的地下水样品通过孔径为0.45μm的微孔滤膜，去除水中的悬浮性固体颗粒后，移入已恒重的蒸发皿中，在水浴上蒸干，再于指定温度下烘干至恒重。根据蒸发皿增加的质量和水样体积，计算单位体积水样中溶解性总固体的含量。105℃烘干法适用于大部分地下水样品，该温度下保留了矿物盐类的结晶水和部分有机物，结果能够反映地下水的实际矿化水平。当样品中含有较多吸湿能力强的钙、镁氯化物或硫酸盐时，105℃烘干后的残渣易吸收空气中的水分导致恒重困难，此时需采用180℃烘干法，该温度下可去除结晶水，减少吸湿性干扰，提高测定结果的稳定性。5试剂和材料5.1实验用水符合GB/T6682规定的二级水，电导率≤0.1mS/m，不得含有任何溶解性杂质，每次实验前需检查实验用水的空白值，确保其溶解性总固体含量低于检出限。5.2碳酸钠溶液（10g/L）称取10.0g无水碳酸钠（优级纯），溶于适量实验用水中，稀释至1000mL，混匀后贮存于聚乙烯瓶中，室温下可保存6个月。该溶液用于固定高矿化度水样中的钙、镁离子，减少烘干过程中挥发性损失。5.3微孔滤膜孔径0.45μm，材质为醋酸纤维或硝酸纤维，使用前需用实验用水浸泡24h，期间更换2~3次浸泡水，去除滤膜本身的可溶性杂质。5.4无水乙醇分析纯，用于擦拭蒸发皿外壁，去除油污和残留杂质。6仪器设备6.1蒸发皿玻璃或石英材质，容积100mL或200mL，根据水样矿化度选择合适容积。新蒸发皿使用前需经(1+1)盐酸溶液浸泡24h，再依次用自来水、实验用水冲洗干净，烘干后备用。6.2分析天平感量0.1mg，定期经计量部门检定合格，每次称量前需进行水平校准和零点校准，称量过程避免气流、震动干扰。6.3恒温水浴锅温度控制精度±2℃，使用前需校准温度显示值，确保水浴液面能够没过蒸发皿内水样液面的2/3以上。6.4电热恒温干燥箱温度控制精度±2℃，可分别设定105℃和180℃两种工作温度，箱内各点温度均匀度偏差不超过±3℃。6.5干燥器内装变色硅胶作为干燥剂，硅胶变粉后需及时更换，干燥器内相对湿度需保持在30%以下。6.6过滤器带有500mL容积的抽滤瓶，配套滤膜夹，真空泵抽气速率不低于30L/min，抽滤时负压控制在0.04MPa~0.06MPa，避免压力过大导致滤膜破裂。6.7移液管或大容量移液器量程50mL、100mL、200mL，经计量检定合格，移液时液面需与刻度线相切，避免残留误差。7样品采集与保存7.1采样容器采用硬质聚乙烯瓶或硼硅玻璃瓶作为采样容器，采样前需依次用洗涤剂、自来水、(1+1)硝酸溶液浸泡24h，再用自来水、实验用水冲洗干净，烘干后密封保存。7.2采样方法按照HJ/T164的相关要求执行，采集地下水样品前需先抽洗采样井3~5倍井管体积的水量，待现场测定的水温、pH、电导率等指标稳定后再进行采样。采样时让水样沿瓶壁缓慢流入容器，避免曝气产生气泡，水样注满容器后立即密封，瓶内不得留有顶空。7.3样品固定对于中性或弱碱性、矿化度低于1000mg/L的地下水样品，可直接冷藏保存；对于pH<5的酸性水样或矿化度高于3000mg/L的高钙镁水样，每升水样中加入2mL碳酸钠溶液（5.2），混匀后密封，防止钙镁离子在保存过程中沉淀附着于瓶壁。7.4样品保存样品采集后需在4℃以下避光冷藏，保存期限不超过7天。运输过程中避免样品剧烈震荡、高温曝晒，如样品出现浑浊、沉淀等异常现象，需在记录中注明，并在分析前充分摇匀。8分析步骤8.1蒸发皿恒重将洗净的蒸发皿放入105℃±3℃的电热恒温干燥箱中，烘干2h后取出，立即放入干燥器中冷却至室温（冷却时间不少于30min），在分析天平上称量。再次放入干燥箱中烘干30min，冷却、称量，直至恒重，两次称量质量差不超过0.2mg。若采用180℃烘干法，蒸发皿需在180℃±2℃下烘干恒重，操作步骤同上。恒重后的蒸发皿需避免沾污，可暂时存放于干燥器中备用。8.2样品过滤安装过滤装置，将预处理后的微孔滤膜平整放置于滤膜夹上，用少量实验用水润湿滤膜，抽气使滤膜紧贴滤板。取500mL摇匀后的水样，以不超过100mL/min的流速进行过滤，弃去最初的50mL滤液，收集后续滤液于干燥洁净的聚乙烯瓶中备用。若水样需进行多组分分析，应先过滤用于溶解性总固体测定的水样，避免其他试剂引入污染。8.3水样量取根据水样的大致矿化度确定取样体积：溶解性总固体含量低于1000mg/L时，量取100mL~200mL滤液；含量在1000mg/L~10000mg/L时，量取50mL~100mL滤液；含量高于10000mg/L时，量取10mL~50mL滤液，或用实验用水稀释后再取样。取样时将滤液充分摇匀，用移液管准确量取所需体积，沿蒸发皿内壁缓慢移入，避免水样溅出。8.4蒸干将盛有水样的蒸发皿置于恒温水浴锅上，控制水浴温度在80℃~90℃，蒸发至近干（剩余约0.5mL液体）。蒸干过程中需避免水浴锅中的水溅入蒸发皿，若样品含盐量高、接近蒸干时出现结晶飞溅现象，可适当降低水浴温度或在蒸发皿上加盖表面皿，防止样品损失。8.5烘干与恒重将蒸干后的蒸发皿外壁擦拭干净，放入预先升温至指定温度的电热恒温干燥箱中：采用105℃烘干法时，在105℃±3℃下烘干2h；采用180℃烘干法时，在180℃±2℃下烘干1h。烘干后立即取出放入干燥器中，冷却30min至室温，迅速称量。再次烘干30min，冷却、称量，直至两次称量质量差不超过0.4mg。若烘干后残渣出现吸湿性增重现象，需适当缩短冷却时间，或在干燥器中放置干燥剂的同时加入少量五氧化二磷，降低干燥器内湿度。9结果计算溶解性总固体的含量按式（1）计算：$$\rho(\text{TDS})=\frac{(m_1-m_0)\times1000}{V}$$式中：$\rho(\text{TDS})$——水样中溶解性总固体的质量浓度，单位为mg/L；$m_1$——蒸发皿和溶解性总固体的质量，单位为mg；$m_0$——恒重后的蒸发皿质量，单位为mg；$V$——水样体积，单位为mL。计算结果保留三位有效数字，当测定结果小于100mg/L时，保留至小数点后一位；当结果大于等于100mg/L时，保留至整数位。若水样经过稀释，计算时需乘以稀释倍数。若加入碳酸钠固定剂，需按式（2）进行校正：$$\rho(\text{TDS})=\frac{(m_1-m_0-m_{\text{Na}_2\text{CO}3})\times1000}{V}$$式中：$m{\text{Na}_2\text{CO}_3}$——加入水样中的碳酸钠质量，单位为mg。10精密度与准确度10.1精密度多个实验室分别对溶解性总固体含量为251mg/L、1520mg/L和8930mg/L的统一标准样品进行测定：105℃烘干法的实验室内相对标准偏差分别为1.2%、0.8%和0.5%，实验室间相对标准偏差分别为2.1%、1.5%和0.9%；180℃烘干法的实验室内相对标准偏差分别为1.5%、1.0%和0.6%，实验室间相对标准偏差分别为2.5%、1.7%和1.0%。10.2准确度对上述标准样品的加标回收率范围为95%~105%，其中低浓度样品加标回收率为95%~102%，中高浓度样品加标回收率为97%~105%。实际地下水样品的平行双样相对偏差应满足：含量<100mg/L时，相对偏差≤10%；含量在100mg/L~1000mg/L时，相对偏差≤5%；含量>1000mg/L时，相对偏差≤3%。11质量保证和质量控制11.1空白试验每批次样品（最多20个样品）需进行至少2个全程序空白试验，即取与样品相同体积的实验用水，按照与样品完全相同的步骤进行分析，空白值应低于方法检出限（10mg/L），否则需检查实验用水、滤膜、蒸发皿是否受到污染。11.2平行样测定每批次样品需测定至少10%的平行双样，样品数量少于10个时至少测定1份平行样，平行样测定结果的相对偏差需符合10.2中的要求，否则需重新测定。11.3标准样品控制每批次样品需同时测定1个已知浓度的溶解性总固体标准样品或质量控制样品，测定结果与标准值的相对误差应不超过±5%，否则需查找原因，重新分析该批次样品。11.4仪器校准分析天平每年至少检定1次，每次使用前校准零点；电热恒温干燥箱、恒温水浴锅的温度显示值每季度校准1次，确保实际温度与设定温度偏差不超过±2℃。12废物处理实验过程中产生的剩余水样、过滤后的滤膜可直接按照一般固体废物处理；含高浓度重金属或有毒有机物的地下水样品剩余物，需按照危险废物相关管理规定收集，交由有资质的单位统一处置。实验中使用的废酸、废碱溶液需中和至pH6~9后再排放。13注意事项当水样中含有大量可溶性有机物时，105℃烘干可能导致部分有机物挥发，使测定结果偏低，此时可采用减少取样量、延长烘干时间的方式降低误差，或采用灼烧减重法