地下水水体检测中哪些项目需要现场测定不能带回实验室

地下水是支撑人类生产生活与生态系统的核心水资源，其水质状况直接关联饮用水安全、工农业用水合规性及地质环境稳定性。在地下水检测中，部分项目因物理化学性质敏感，受温度、压力、空气接触等因素干扰，样品采集后易发生不可逆变化，导致检测结果偏离真实值。因此，这些项目必须在采样现场完成测定，以保证数据的准确性与代表性。本文将系统梳理地下水检测中需现场测定的关键项目，解析其背后的科学逻辑与操作要点。

pH值：酸碱平衡的即时快照

pH值是地下水酸碱状态的核心指标，直接反映水中氢离子活度，与重金属溶解性、碳酸盐沉淀等水文地质过程密切相关。例如，当pH值低于5.5时，地下水易溶解土壤中的铅、镉等重金属，增加污染风险；而pH值高于8.5时，可能出现碳酸钙沉淀，影响水质硬度。

pH值必须现场测定的关键原因在于碳酸平衡的脆弱性。地下水中的CO₂通常与碳酸、碳酸氢根形成动态平衡，采样后若样品暴露在空气中，CO₂会通过扩散逸出，导致碳酸分解，氢离子浓度降低，pH值升高。反之，酸性地下水（如含硫酸的矿井水）会吸收空气中的CO₂，导致pH值降低。

以西南岩溶地区为例，当地地下水的CO₂含量可达300-500mg/L，采样后若未及时测定，仅需15分钟，pH值就会从6.5上升至7.2，这种偏差会直接影响对水体腐蚀能力或碳酸盐溶解潜力的判断。现场测定时，通常采用玻璃电极法：先以标准缓冲溶液（如pH4.00、6.86）校准pH计，再将电极插入水样中，待读数稳定后记录，确保电极不接触悬浮物，避免响应延迟。

此外，pH值的现场测定还需注意样品的代表性——应采集未曝气的地下水，避免搅拌导致CO₂逸出，确保结果反映含水层的真实酸碱状态。

溶解氧（DO）：水中氧气的动态平衡

溶解氧是衡量地下水自净能力与水生生态健康的关键指标，其含量取决于含水层的曝气条件、有机物分解速率及温度压力。例如，深层承压水的DO含量通常低于2mg/L（厌氧环境），而浅层潜水可能因雨水入渗含氧量较高。

DO必须现场测定的核心原因是其易受环境干扰。采样后，若样品接触空气，氧气会通过扩散进入水体（如搅动样品），导致DO含量升高；若样品中含有有机物（如生活污水污染），则会因微生物分解消耗氧气，导致DO含量降低。这些变化会完全扭曲地下水的真实氧状态。

以华北某深层地下水监测井为例，现场测定的DO含量为0.8mg/L（厌氧环境），但如果将样品带回实验室（路程2小时），接触空气后DO含量升至2.1mg/L，这种偏差会误判水体的自净能力。现场测定DO的方法主要有两种：一是电化学探头法（直接插入水样读数），二是碘量法（现场加入MnSO₄和碱性KI固定DO，避免变化）。

需注意的是，使用探头法时，需将探头完全浸没在水样中，避免气泡附着在电极上；而碘量法则需在采样后立即固定，否则DO会在10分钟内损失10%-20%。

电导率：水体离子浓度的温度敏感指标

电导率反映地下水中溶解离子的总量，是判断水体矿化度（如咸淡水界面）的重要依据。例如，海水入侵区的地下水电导率可达10000μS/cm以上，而未污染的浅层地下水通常低于500μS/cm。

电导率必须现场测定的核心原因是温度的影响。离子的迁移率随温度升高而增加，水温每变化1℃，电导率约变化2%-3%。若采样后带回实验室测定，样品温度与现场温度的差异会导致结果偏差——比如现场水温为15℃，实验室温度为25℃，电导率结果会偏高20%左右。

以新疆某咸水含水层监测为例，现场测定的电导率为8500μS/cm（水温18℃），若带回实验室（水温22℃）测定，结果会升至9200μS/cm，这种偏差会误判咸水入侵的范围。现场测定时，通常采用电极法，仪器会自动进行温度补偿，但仍需同步记录现场水温，以便后续数据校核。

此外，电导率的现场测定需避免样品污染——采样前应用待测水样冲洗电极3次，确保电极表面无残留的前次样品，保证结果的准确性。

水温：水文地质特征的基础参数

水温是地下水最基础的物理指标，不仅直接影响DO、电导率等参数的测定，还能反映水文地质条件（如地热异常、地下水循环速度）。例如，温泉水的水温通常高于25℃，而深层地下水的水温稳定（年变幅小于1℃）。

水温必须现场测定的原因很直接：地下水采样后，会与环境空气进行热交换，导致温度迅速变化。例如，深层地下水的水温为18℃，若采样后暴露在30℃的空气中，10分钟内水温会升至22℃，这样的结果无法反映含水层的真实温度特征。

现场测定水温的方法简单——使用水银温度计或多参数水质仪的温度探头，将其插入采样桶内的水样中（深度至少10cm），待读数稳定后记录。需注意的是，探头不能接触采样桶壁（避免环境温度影响），且应在采样后立即测定，避免热交换时间过长。

以云南某地热田监测为例，现场测定的水温为42℃，若带回实验室测定，水温会降至35℃，这种偏差会影响对地热资源潜力的评估。此外，水温数据需与其他参数结合——比如水温升高会降低DO的溶解度，因此现场同步测定水温和DO，才能准确解析水体的氧平衡状态。

氧化还原电位（ORP）：水体 redox 状态的即时反映

氧化还原电位（ORP）反映地下水中氧化剂与还原剂的相对强度，是判断水体污染类型（如有机污染、重金属污染）的重要指标。例如，ORP低于-100mV时，水体处于强还原环境，易出现硫化物或亚铁离子；ORP高于300mV时，处于氧化环境，易出现铁锰氧化物沉淀。

ORP必须现场测定的原因在于其对环境变化的敏感性。采样后，若样品接触空气，空气中的氧气会作为氧化剂进入水体，导致ORP升高（如还原态的亚铁离子被氧化为三价铁，ORP从-50mV升至100mV）；若样品中含有有机物，微生物分解会消耗氧气，导致ORP降低。

以某垃圾填埋场周边地下水监测为例，现场测定的ORP为-80mV（强还原环境，说明存在有机物分解），但如果将样品带回实验室（接触空气），ORP会升至50mV，这样的结果无法准确判断污染程度。现场测定ORP的方法是铂电极法：先以标准溶液校准电极，再将电极插入水样中，待读数稳定后记录（需避免电极接触悬浮物，防止中毒）。

此外，ORP的测定需与pH值同步——因为ORP的数值受pH值影响（pH每变化1单位，ORP变化约59mV），现场同步记录pH值，才能准确解析水体的氧化还原状态。

现场浊度：水中悬浮物的即时分布

浊度反映地下水中悬浮物（如泥沙、胶体颗粒）的含量，是判断水体是否受地表污染（如雨水冲刷、河流入渗）的直观指标。例如，雨后的浅层潜水浊度可达50NTU以上，而未受污染的深层地下水浊度通常低于1NTU。

浊度必须现场测定的原因在于悬浮物的沉降特性。采样后，若样品静置，悬浮物会因重力作用下沉，导致浊度降低。例如，某河流入渗区的地下水，现场测定的浊度为35NTU，但带回实验室（静置30分钟）后，浊度会降至15NTU，这种偏差会低估地表污染的程度。

现场测定浊度的方法主要是散射光法——使用便携式浊度仪，将待测水样倒入比色皿中，仪器发射的红外光会被悬浮物散射，散射光强度与浊度成正比。需注意的是，测定前需将水样轻轻摇匀（避免剧烈搅拌导致气泡产生），确保悬浮物均匀分布，保证结果的代表性。

此外，浊度的现场测定需注意样品的保存——若需后续分析悬浮物的成分（如泥沙来源），应现场采集混合均匀的样品并固定（如加入甲醛），但浊度本身必须在采样后1小时内测定，否则结果无效。

硫化氢（H₂S）：挥发性污染物的逸散风险

硫化氢是地下水常见的还原性污染物，主要来自含硫矿物的分解（如黄铁矿氧化）或有机物的厌氧分解。其含量超过0.05mg/L时，会产生恶臭（臭鸡蛋味），并具有腐蚀性（会腐蚀金属管道）。

硫化氢必须现场测定的原因有两个：一是挥发性——H₂S的沸点为-60.7℃，采样后会迅速从水样中逸出，导致浓度降低；二是安全性——H₂S是有毒气体（LC50为444ppm），带回实验室测定存在泄漏风险。

以某油田地下水监测为例，现场测定的H₂S浓度为2.5mg/L，但如果将样品装入密封瓶带回实验室（路程1小时），H₂S会逸出约60%，测定结果仅为1.0mg/L，这样的结果无法反映水体的恶臭污染程度。现场测定H₂S的方法主要有两种：一是亚甲基蓝分光光度法（现场加入显色剂，10分钟内测定吸光度）；二是电化学传感器法（直接插入水样中，实时读取浓度）。

此外，H₂S的现场测定需注意防护——采样人员应佩戴防毒面具，避免直接吸入H₂S气体，同时确保采样现场通风良好，防止气体积聚。