地下水水質分析的檢測方法及質量控制

＊白 玲

（中國建筑材料工業(yè)地質勘查中心寧夏總隊 寧夏 750021）

目前，全球各個國家對于水資源的利用和污染問題十分重視，尤其是水資源的污染問題，直接影響到了人民群眾的日常生活及生產。隨著我國社會經濟的不斷發(fā)展，各類經濟建設速度的不斷加快，環(huán)境污染問題變得越來越嚴重，也造成了嚴重的地下水污染問題。想要有效地控制地下水污染現狀，必須要加強地下水水質分析檢測，根據不同地區(qū)的實際情況，采取合理的檢測方法對地下水水質進行分析，為各部門開展地下水保護工作提供可靠的數據指導，并為當地居民的身體健康提供保障，促進生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

1.我國地下水資源現狀分析

我國的地域遼闊，地質條件復雜，而地下水資源也受到這種復雜地質等因素的制約，呈現出分布不均的情況。就目前來看，我國的城市建設速度非常快，但是在這個過程中，也不可避免地對自然生態(tài)環(huán)境造成了一定的破壞。隨著大氣環(huán)境的不斷惡化以及城市建設對自然資源的過度開發(fā)，地下水資源急劇減少。目前，我國多個地區(qū)的地下水資源儲存量已經大幅度下降，這也給當地經濟的發(fā)展造成了一定的制約。如果這一情況仍舊得不到當地政府的重視，相關部門不采取積極的措施來治理該問題，那么地下水水位將會持續(xù)下降，最終對地下水資源造成嚴重的破壞。根據相關數據統(tǒng)計顯示，在既往的20 年中，我國對于地下水的開采量正在逐年增加，較之前相比，這個數據達到了4 倍以上，且還在逐年上升[1]。就我國南方地區(qū)而言，該地區(qū)的地表水資源儲存量非常充裕，完全可以滿足當地的生活以及生產用水需求，但是由于水資源污染問題的不斷加劇，南方地區(qū)在很早之前就對地下水進行了開采，并將其作為居民的日常用水來使用，進而導致地下水位持續(xù)下降。這一現狀恰好也表明了當前我國嚴峻的地下水資源形勢。

除了地下水過度開采問題之外，地下水污染問題也是一個非常嚴峻的問題。根據相關數據顯示，我國60%以上的城市地下水水質都遭受著不同程度的污染[2]。導致地下水污染的原因較多，例如生活垃圾污染、工業(yè)廢水污染等，而不論是哪一種因素所造成的地下水污染，都會給當地的居民帶來非常不利的影響。尤其是地下水中的放射性物質會對周邊農田造成污染，導致農作物中的放射性元素含量超標，人們的食品安全得不到保障。同時，地下水的污染會加速生態(tài)環(huán)境的退化和造成生態(tài)環(huán)境的破壞，尤其是污染物直接排入河流、湖泊，會使水體中的天然魚類和水生物生存環(huán)境受到影響，久而久之對周圍的生態(tài)環(huán)境造成破壞。除此之外，地下水污染會直接影響飲用水的水質，當飲用水源受到合成有機物的污染時，飲用這些水源的人容易產生腹水、腹瀉、腸道線蟲、肝炎、胃癌等多種疾病。尤其是地下水被硝酸鹽污染之后，會直接導致長期飲用的人出現癌癥，同時還會引起高鐵血紅蛋白癥，嚴重影響人們的身體健康。

2.地下水水質污染物分析

（1）植物污染。地下水中含有豐富的營養(yǎng)物質，如氮、磷等，這些都是植物生長所不可或缺的重要營養(yǎng)物質。在自然界中，一些植物的根系具有非常優(yōu)秀的固氮能力，地下水可以更好地促進其生長。雖然在平常狀態(tài)下，地下水中含有的這些豐富營養(yǎng)物質對于植物生長的影響并不明顯，但是在特定的條件下，地下水可為植物的爆發(fā)式生長提供充足的營養(yǎng)物質，造成生活用水的污染。例如，藻類物質是水中非常常見的一種植物，其體積較小，部分微小藻類甚至無法通過肉眼觀察到，需要通過顯微鏡才能發(fā)現其存在。這些藻類物質中的黃藻類以及藍藻門則是造成地下水污染的罪魁禍首之一。因為這些藻類的沉淀效果差，而其恰好可以憑借著體積小的優(yōu)勢順利到達給水管網，大量的藻類堆積會造成地下水水質下降。在常規(guī)處理地下水植物污染時，通常會使用到氯氣，不過氯氣和藻類發(fā)生化學反應后容易產生有毒物質，會給人們的健康帶來威脅。

（2）生活污染。人們在生活的過程中，不可避免地會產生一些生活垃圾，雖說目前我國城市化進程快，各類基礎設施建設相對完善，但是對于生活垃圾以及廢水的處理能力仍然比較欠缺。根據2019 年的數據統(tǒng)計，我國生活垃圾年產量已經超過了2 t，且各個地區(qū)的垃圾處理設備設施建設步伐以及完善程度不同，不同地區(qū)的生活垃圾處理能力不同，但是大部分的地區(qū)每日能夠處理的生活垃圾量遠遠低于每日新產生的垃圾量[3]。因此，人們?yōu)榱丝梢愿焖俚靥幚磉@些生活垃圾，通常會采取填埋或是焚燒的方式，但是這些垃圾處理方式容易造成地下水污染。如在2021 年8 月，中央生態(tài)環(huán)境保護督察通報，吉林省長春市綠園區(qū)城市管理行政執(zhí)法局將24 萬余噸混有大量生活垃圾的建筑垃圾違法填埋在當地一機磚廠的取土坑，嚴重威脅地下水安全。督察組現場對垃圾坑隨機選取了4 個點位進行挖掘，發(fā)現在上層0.5 m 左右均是黃土和建筑垃圾的混合物，往下則是大量的生活垃圾和建筑垃圾的混合物；根據水質抽樣檢測結果顯示，地下水多項指標嚴重超標，其中菌落總數最高達120000 個細菌群落/mL，超地下水Ⅲ類標準限值1199 倍；化學需氧量濃度最高達3920 mg/L，糞大腸菌群最高達5000個/L。

（3）工業(yè)污染。目前，工業(yè)污染對于地下水的污染程度是最嚴重的，容易造成地下水污染。如在2013年，河北滄縣一村莊就出現了“紅色井水”的事件，并且這種水質已經出現超過10 年，當地村民也曾多次向當地有關部門反映與化工廠污染有關，但是一直沒有得到回應。2013 年4 月，當地的水質抽樣檢測結果顯示，某化工公司排水溝壩南的苯胺含量超出排污標準1 倍多，而附近村莊養(yǎng)雞場內井水苯胺含量超出飲水標準比飲用水標準超標更多。由此可以看出，工業(yè)生產，導致地下水質受到污染，直接對當地居民的生活用水質量造成威脅，影響著當地居民的身體健康[4]。

3.地下水水質檢測方法

（1）滴定法。就目前來看，這種檢測技術的使用率是最高的，檢驗人員只需要通過現場采集水樣后，將特定物質滴入水樣中，對水樣所發(fā)生的化學反應進行觀察，就可以判斷出該水質樣本中某些特定物質的含量[5]。檢測人員在將試劑往水樣中添加的時候，需要等待水樣出現沉淀或發(fā)生明顯的顏色變化后，方可停止加入試劑。滴定法的操作流程比較簡單，且不需要花費大量的資金，對于實驗室環(huán)境的要求也比較寬松，檢驗人員在采集到樣本后，可以就地進行檢測，很好地監(jiān)測該區(qū)域地下水中鈣離子、重碳酸根離子等物質的含量情況。

（2）氣相色譜法和液相色譜法。色譜法又稱色層法或層析法，屬于一種物理化學分析方法。其利用樣品中不同溶質與樣品中固定相和流動相之間的分配力、吸附力等作用力之間的差異，使得樣品中各個溶質相互分離的一種檢測方法。該檢測方法不僅可以用于氣體檢測，還可以用于液體檢測。這種方式的準確性和靈敏度都相對較高，是水質有機物檢測時非常常用的一種現場檢測技術。利用該方法檢測水質樣板時，可以通過觀察溶質的互相分離情況以及實際含量來確定地下水水質的實際污染情況[6]。

（3）分光光度法。分光光度法是基于朗伯-比耳定律對元素進行定性定量分析的一種方法。其是利用測定物質在特定的波長處或是一定的波長范圍內的吸光度不同，對該物質進行定性和定量分析的一種方法。這種檢測方法操作起來相對簡單，且結果產出較快，實際應用比較廣泛，很多物質都可以使用分光光度法來進行測定。在酸性溶液中，亞硝酸鹽能與對氨基苯磺酰胺起重氮化作用，再與α-萘胺起偶氮反應，生成紫紅色的偶氮染料，在一定濃度范圍內，亞硝酸鹽的濃度與吸光度成正比，故借此進行定量測定。

（4）原子吸收法。分別使用EDTA 滴定法以及火焰原子吸收法對地下水水質中的金屬物質進行測定，結果顯示，這兩種檢測方式所得出的結果之間并沒有顯著的差異。因此，在對多種金屬進行測定的時候，可以將原子吸收法作為一種有效的方法來使用，其檢測結果準確，穩(wěn)定性良好。

（5）ICP-AES 法。ICP-AES 法的原理是通過將樣品霧化并與等離子體中的高溫環(huán)境相互作用，使其中的元素原子激發(fā)并發(fā)射出特定的光波，通過對這些光波的波長和強度的測量來實現對樣品中金屬元素的定性和定量分析。在對水溶液或是有機溶液等進行分析的時候，使用這種檢測方式，能夠實現對72 種元素的監(jiān)測，其中還包含多種非金屬元素，例如P、B、Si等，具有連續(xù)性和多元素性的優(yōu)點。

4.地下水水質檢測方法的質量控制對策

(1)從檢測方法上進行控制

地下水水質分析可使用到的檢測方法比較多，而不同的檢測方法產生的數據可能會存在一定的差異，因此，在進行地下水水質分析檢測的時候，一定要注意對檢測方法的選擇，由此來控制地下水水質分析的質量。在選擇檢測方法的時候，要結合檢測的樣本類型來選擇更適合的檢測方法，并且合理地控制檢測的誤差，盡量將檢驗數據的誤差控制在更小的范圍內。此外，不同的檢測方法所使用的檢測儀器設備不同，要盡量選擇適合的儀器設備，而如果發(fā)現儀器設備可能受到其他物品的污染，則需要及時做清洗處理或是更換其他的設備，避免對檢測結果造成影響。

(2)從檢測布點上進行控制

地下水水質檢測首先需要對水質樣品進行采集，選擇合理的區(qū)域進行監(jiān)測布點，要充分考慮氣候等外界影響因素的干擾，避免對檢測數據產生一定的影響。其次，采集樣品時使用的采集儀器和方法也是非常重要的，要避免樣品受到污染，能夠提高最終實驗結果的準確性。在進行水質采樣的時候，可以使用待檢測水體來對取樣容器進行清洗，然后將清洗后再次提取到的地下水標本用于水質檢測。除此之外，還需要考慮到環(huán)境因素對水質檢測過程的影響，如當出現大面積降雨的情況下，地下水與河道的水量會發(fā)生變化，水量的突然增多，會導致水中污染物增加，進而導致水質出現下降的情況；并且水質檢測的溫度、濕度和光照等環(huán)境因素都可以影響到最終的水質檢測結果，所以需要在水質檢測的過程中對環(huán)境因素進行充分的考慮，確保水質檢測的結果充滿合理性。

(3)從標準溶液的溯源比對上進行控制

在相對分析中，實驗室所使用的標準溶液是否正確直接決定檢測結果的準確性。標準物質可以從國家標準物質中心獲得，如果實驗室使用自己研配的標準溶液，需要按照國家相關部門所發(fā)布的配置標準進行溯源比對。測定水質樣品時，可按比例插入標準物質并進行檢測分析，數據結果與標準物質真值比對，符合要求方可。

(4)從比對測定上進行控制

在進行比對測定時，需要由同一技術人員來操作，且必須要保證在同一時間內、在相應的分析條件以及環(huán)境條件中進行，使用的測定方法也必須要相同，根據確定的測定次數進行多次的測定。比對測定可以僅對吸光度、滴定液消耗體積等響應值進行測定，測定時，需要重點關注順序的隨機化。

5.結語

綜上所述，為了有效地改善目前我國出現的地下水資源缺乏以及污染的問題，需要積極地開展地下水水質檢測工作。通過使用合理的檢測方法對地下水水質進行檢測，可以掌握地下水水質情況，并針對實際情況，采取有效的措施來治理和保護地下水資源。為了進一步提升地下水水質檢測質量，需要從檢測人員、檢測方法以及檢測布點等幾方面來進行質量控制，既能夠使得地下水水質檢測工作的效率得到進一步的提升，同時檢測數據的準確性也可以得到保障。