埋地給水用硬聚氯乙烯（PVC—U）管道回填土質(zhì)及周圍環(huán)境對輸送水質(zhì)安全的影響研究與對策

【摘要】本文通過模擬實驗研究分析得出埋地給水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管道在高鹽堿地區(qū)安裝施工中由于土壤積存的鹽堿化合物在雨水存在的情況下，易形成過飽和溶液，無機(jī)鹽離子通過滲析進(jìn)入管道內(nèi)輸送的自來水中污染自來水質(zhì)的結(jié)論和采取的對策。

【關(guān)鍵詞】塑料管道；飲用水；滲析現(xiàn)象；水質(zhì)安全

PVC-U管材作為一種新型化學(xué)建材，由于有各種優(yōu)勢在各項水利建設(shè)工程中發(fā)揮著越來越重要的作用。特別在安全飲水工程、城市供水工程、農(nóng)田灌溉等工程中都得到了大量的推廣使用。

PVC-U管材在埋地使用中對管溝回填土的要求必須按照《給、排水用塑料管道設(shè)計、安裝、施工技術(shù)規(guī)范》的要求進(jìn)行工作。對管道安裝中回填土的質(zhì)量要有嚴(yán)格要求。否則就會對管道使用安全產(chǎn)生重大影響，也會對管道內(nèi)輸送的水質(zhì)產(chǎn)生影響。本文主要通過實驗研究分析，埋地給水用硬聚氯乙烯乙烯（PVC-U）管道安裝施工中回填土土質(zhì)對管道內(nèi)輸送水質(zhì)安全產(chǎn)生的影響進(jìn)行了研究和論述。

一、實驗研究：

（一）材料：

1）給水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材，規(guī)格：40*1.0MPa ，長度1米，5段，同材質(zhì)堵頭10只。管道粘接裝用膠水一桶（500毫升）。滿足GB/T10002.1-2006《給水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材》規(guī)定要求。

2）給水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材，規(guī)格：90*1.0MPa ，長度1.5米，1段，同材質(zhì)堵頭2只。滿足GB/T10002.1-2006《給水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材》規(guī)定要求。

3）某高鹽堿地區(qū)正在進(jìn)行PVC-U給水管材的安裝施工工地的回填用原狀土樣品若干。

4）長方形塑料槽（長度2米，寬度0.3米）可用315mm口徑的給水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材從中間均分劈開頂替。封好塑料槽兩端頭，保證不漏水。

5）日常生活用自來水若干。要求水質(zhì)符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB5749-2006.對此自來水樣品進(jìn)行化驗，保存化驗成分?jǐn)?shù)據(jù)錄入表格

6）可進(jìn)行水質(zhì)化驗的全套裝置、儀器和試劑。

（二）實驗步驟及方法：

1）分別把40*1.0MPa ，長度1米的硬聚氯乙烯管材樣品一端和對應(yīng)的堵頭粘接上，放置24小時。再給里面灌滿已經(jīng)備好的自來水樣品。最后粘接好開口的一端堵頭，使管段完全封閉，直立管段使新粘接的堵頭朝上，保持24小時。

2）任意取出一段前面放置時間足夠的管段樣品，穿入到90*1.0MPa， 長度1.5米的聚氯乙烯管段內(nèi)，用堵頭和膠水封死90mm管段兩頭，作為備用樣品。

3）給前面40mm的管段邊上記號分別為1號、2號、3號、4號。已經(jīng)裝入90mm管段內(nèi)的樣品作為5號。

4）把某高鹽堿地區(qū)的施工工地回填原狀土樣品倒入已準(zhǔn)備好的塑料槽內(nèi)，給塑料槽編號為A槽，B槽，使兩個槽內(nèi)的土量相當(dāng)。

5）把1號、2號、3號管段埋入A槽土壤內(nèi)，4號、5號管段埋入B槽土壤內(nèi)。要求管段完全埋入樣品土內(nèi)，樣品頂部土壤浮土深度為150mm。

6）每天給A、B兩塑料槽土壤澆自來水，到土壤成糊狀為止。從第一次澆水開始記錄時間（單位為：小時），堅持澆水三個月。提取土壤水溶液進(jìn)行化驗。得出數(shù)據(jù)，進(jìn)行記錄，列入表格。

7）三個月過后先取出A槽內(nèi)的1號、2號管段，A槽內(nèi)3號樣和B槽內(nèi)的4號、5號管段繼續(xù)保持三個月。使A槽內(nèi)3號樣澆水過量，呈泥水浸泡狀。

8）1號、2號管段取出后，分別打開堵頭，取出里面的水樣，進(jìn)行水質(zhì)化驗，記錄下化驗數(shù)據(jù)。待時間到規(guī)定后取出A槽內(nèi)的3號、取出B槽內(nèi)的4號、5號管段。各管段取出后，分別打開堵頭，取出里面的水樣，進(jìn)行水質(zhì)化驗，五組水樣化驗結(jié)果記錄入表格。

二、實驗分析：

對以上過程中40管段發(fā)生的變化和化驗數(shù)據(jù)分析得出：

1）從1號～4號管段內(nèi)壁顏色發(fā)生了變化，顏色由淺灰色變?yōu)殚偌t色，管內(nèi)壁附著一層橘紅色難溶物。這是各種陰陽離子滲入管壁后形成的不溶物沉淀。

2）1號～4號管段內(nèi)的自來水PH值上升，水質(zhì)由弱酸性變?yōu)槿鯄A性。這是當(dāng)?shù)赝寥利}堿化嚴(yán)重，離子滲析使得管內(nèi)水質(zhì)酸堿失衡， OH-離子過高，水體呈堿性。

3）1號～4號管段內(nèi)的自來水總硬度上升。這是由于土壤中的無機(jī)鹽離子，主要是Ca2+、Mg2+離子濃度偏高。

4）3號管段與4號管段內(nèi)的水質(zhì)化驗結(jié)果比對發(fā)現(xiàn)，3號管段內(nèi)滲析的離子濃度沒有4號管段內(nèi)的離子濃度高。因為雖然3號、4號樣品同時放入，同時取出。但3號樣品管段外溶液經(jīng)過大量稀釋濃度降低，滲析速度減慢，所以離子滲入就少。

5）1號、2號與3號、4號管段內(nèi)的水樣化驗結(jié)果比較，發(fā)現(xiàn)1號、2號沒有3號、4號管段內(nèi)的水樣無機(jī)離子濃度高。這是因為1號、2號管段沒有3號、4號管段在泥土中浸泡的時間長，滲析的時間短，所以離子進(jìn)入的就少。

6）1號～4號管段內(nèi)水樣化驗結(jié)果與5號管段內(nèi)水樣化驗結(jié)果比較發(fā)現(xiàn)：5號管段內(nèi)水樣化驗結(jié)果與自來水樣幾乎一樣。這是因為5號樣品采用90mm的管段作為隔絕層，斷開了40mm管段內(nèi)外液體通過管壁滲析的通道，而是使得5號管段外充滿了空氣，5號樣品40mm管壁外直接接觸的不是液體而是氣體，無法產(chǎn)生滲析。

三、結(jié)論：

埋地給水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管道在野外埋地施工中，回填土的土質(zhì)會影響管道內(nèi)輸送水的水質(zhì)。特別在高鹽堿地區(qū)，由于管道埋入土層以下，受到雨水的影響，土壤中的多年積存的無機(jī)鹽離子可溶于水，變成無機(jī)鹽飽和溶液，而管道內(nèi)輸送的自來水中無機(jī)鹽離子濃度很低，這樣就會使管道內(nèi)外壁形成溶液介質(zhì)濃度差，產(chǎn)生滲析現(xiàn)象。無機(jī)鹽離子就會由高濃度溶液通過管壁隔膜遷移到低濃度自來水體中積存起來或者隨輸送的自來水到達(dá)用水處，污染水質(zhì)，影響飲用水水質(zhì)。不難看出給水管道外界土壤含無機(jī)鹽離子濃度越高，滲析現(xiàn)象越明顯，對自來水污染越嚴(yán)重；給水管道在高鹽堿土壤中有雨水存在的情況下，管道浸泡時間越長滲析現(xiàn)象越明顯，自來水污染越嚴(yán)重。

結(jié)束語：

經(jīng)過試驗驗證和分析可以看出：要避免埋地給水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材在鹽堿性土壤或污染環(huán)境中埋地安全使用，不出現(xiàn)滲析現(xiàn)象、污染給水水質(zhì)，可采用在高鹽堿地段施工安裝時給給水管道增加套管（同材質(zhì)口徑較大的穿過套管，或者PE、PVC雙壁波紋管均可）以切斷滲析產(chǎn)生的管壁內(nèi)外液體介質(zhì)條件即可解決問題。這樣才能真正做到安全飲水的安全性。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB/T10002.1-2006 《給水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材》

[2]GB5749-2006 《中華人民共和國生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》