地下水電導率、pH值、ORP值的實驗與研究

倪俊珺 馬成成 胡婷婷 李深亮

摘 要 本課題主要應用電導率儀、pH儀、氧化還原電位儀分析湯池1號井地下水的電導率值、pH值、ORP值。本課題主要研究內容是對如何提高電導率、pH值、ORP值的觀測質量、提高電導率、pH值、ORP值數據的可靠性作些探討。在不同條件下研究電導率值、pH值、ORP值的變化，得出一個穩定的觀測條件，在相同觀測條件下探究湯池一號井地下水電導率值、pH值、ORP值得季節變化趨勢。

關鍵詞 電導率;氧化還原;pH

引言

地下水電導率、pH值、ORP值是水文地球化學環境的重要指標，它們能靈敏地反映出地下水化學環境的變化。在中強地震發生之前，電導率、pH值、ORP值均有不同程度異常。電導率、pH值、ORP值的測試亦十分方便，可直接讀數，在國內也有震例，故近年來一直作為地震的前兆參數來觀測。為提高觀測質量，獲取更加可靠的測值，使電導率、pH值、ORP值能更準確地反映地震信息，有必要對電導率、pH、ORP的測試作些探討[1]。

1不同觀測條件下探究電導率值、pH值、ORP值的變化

為掌握電導率儀、pH儀、氧化還原儀電位儀穩定性，本項目做了5次重復實驗以驗證電導率儀、pH儀、氧化還原電位儀（表1）。實驗中，每個數據沒有出現階梯上升或下降。由實驗數據的相對誤差來看，數據變化幅度非常小，這些變化是由實驗人為誤差和氣象條件引起的。以上分析可以得出這三種便攜式儀器非常穩定，適合湯池一號井實驗分析。

2實驗研究

2.1 觀測條件選擇

廬江臺使用細口玻璃瓶（規格250ML）常壓取樣，水樣滿瓶后沖流1分鐘以上。取樣完成后用燒杯測量，且要反復校正與測量。采樣過程中避免劇烈振搖取樣瓶，保持平穩進行。三種便攜儀器校準之后，將電導率電極、pH電極、ORP電極分別用純水洗凈并甩干，浸入被測溶液中，稍加攪動后靜止放置，等LCD顯示穩定的測量值時讀數，即為所測量的電導率值、pH值、ORP值。討論水樣采集時間不同、采樣方式即取水口流量不同、水樣溫度不同、水樣靜置時間不同以及水樣存放條件不同對觀測結果的影響。

（1）分別在8：00、15：00、22：00用細口玻璃瓶取樣進行觀測。取水口流量分別為：0.0297、0.0295、0.0298L/S，水樣冷卻半個小時后觀測。

水樣采集時間不同，對電導率值、pH值、ORP值影響不大。

（2）2015年2月3日，廬江臺湯池一號井取樣裝置進行改造，取樣口流量增加。

取水口流量增加，電導率值、pH值、ORP值沒有太大變化。

（3）在同一時間用三個細口玻璃瓶取樣，三個玻璃瓶分別靜置0小時、0.5小時、3小時后進行觀測 。取水口流量為：0.0296L/S。

實驗表明，水樣靜置時間不同對電導率值、pH值、ORP值有一定影響。表現為電導率值下降，pH值、ORP值上升。

（4）在同一時間用三個細口玻璃瓶取樣，三個玻璃瓶分別采用常溫存放、冷水冷卻、熱水加熱三種方式靜置10分鐘，10分鐘后測量樣品的溫度并進行觀測。取水口流量為：0.0291L/S。

水樣溫度不同對電導率值、pH值、ORP值有一定影響。表現為隨著溫度升高電導率值升高，而pH值、ORP值下降。

（5）在同一時間用細口玻璃瓶和礦泉水瓶（密封）取樣，取水口流量為：0.0297、L/S，水樣冷卻半個小時后觀測。

取樣瓶在取樣后密封與否對電導率值、pH值、ORP值有一定影響。主要由于水樣蒸發的影響，尤其是夏天，空氣干燥，室溫又高，溫度較難控制因此在觀測過程中，應當以規范為基礎，靈活應用規范，不斷完善規范。

2.2 探究湯池一號井地下水電導率值、pH值、ORP值季節變化趨勢

這里選取電導率值整年的數據、pH值、ORP值每個季度的第一個月的數據來進行分析。從數據中可以得出湯池1號井水中電導率值、pH值、ORP值相對穩定，變化幅度小。湯池一號井數據穩定，離散度小，適合目前廬江臺地下流體水質觀測;同時證實了這三種便攜儀器精密適合實驗分析。1號井水中pH值、ORP值在春、夏季較高，秋、冬季較低，這主要歸因于1號井所在區域大氣中可溶性離子濃度的高低的影響。對1號井水中電導率值、pH值、ORP值對比分析發現，電導率、PH和ORP的最高值均出現在春季，這主要與1號井水中離子的來源有關[2]。同時相關性研究發現，1號井水中電導率值、pH值、ORP值全年均保持著較好的正相關關系，這說明季節變化雖然對pH和電導率的值存在一定影響，但并未改變一號井水中電導率值、pH值、ORP之間正相關的關系[3]。

3結束語

電導率儀、pH儀、氧化還原電位儀操作簡單方便，儀器便于攜帶實驗。水樣靜置時間長短、水樣溫度以及水樣取樣密封條件等都會影響到數據的可靠性。因此，在平時的觀測中要使觀測條件達到最優化并產出真實可靠的數據。

電導率儀、pH儀、氧化還原電位儀產出的數據穩定、可靠。確保了湯池1號井水中pH值、ORP值數據的連續、穩定、可靠。同時為以后的前兆異常落實提供更多的依據。

湯池1號井水中電導率值、pH值、ORP值相對穩定，變化幅度小。pH值、ORP值在春、夏季較高，秋、冬季較低，此外最高值均出現在春季。電導率值、pH值、ORP值全年均保持著較好的正相關關系，這說明季節變化雖然對pH和電導率的值存在一定影響，但并未改變一號井水中電導率值、pH值、ORP之間正相關的關系。

參考文獻

[1] 中國地震局.地震水文地球化學觀測技術規范[S].地震出版社，2014.

[2] 廖麗霞，廖春奇.提高水樣電導率觀測質量的幾種方法[J].福建地震，2002（1）：37-40.

[3] 李艷萍，高小其.電導率的測定及其在地震監測和水質分析中的應用[J].內陸地震，2001，15（1）：88-92.