侵蝕性二氧化碳

侵蝕性二氧化碳是指超過平衡量並能與碳酸鈣起反應的遊離CO₂。當水溶解碳酸鈣形成重碳酸鈣時，水中必有相應量的遊離CO₂與之保持平衡。當遊離CO₂等於或小於平衡量時，碳酸鈣就不再溶解。但當遊離CO₂大於平衡量時，反應向右進行。這些大於平衡量的多餘的CO₂，除一部分留作與新產生的重碳酸鈣保持平衡外，大部分參加反應形成重碳酸鈣。

SY/T5329-94《碎屑岩油藏注水水質推薦指標及分析方法》第4.4.3條規定：侵蝕性二氧化碳含量等於領事此水穩定；大於零時此水可溶解碳酸鈣並對注水設施有腐蝕作用；小於零時有碳酸鈣沉澱出現。侵蝕性二氧化碳：-1.0≤C_CO2≤1.0mg/L。

從規定的指標來看，侵蝕性二氧化碳測定方法的試驗精度至少應該在±0.2mg/L範圍內，才能保證測定結果的準確性滿足指標要求 ^[1]  。

水中的遊離二氧化碳（CO₂）包括兩部分：一部分是已與碳酸鹽物質處於平衡狀態的二氧化碳，稱為平衡二氧化碳；另一部分是超過平衡狀態的二氧化碳，稱為侵蝕性二氧化碳。當含有侵蝕性二氧化碳的水與混凝土接觸時，侵蝕性二氧化碳將會分解混凝土的碳化層（碳酸鈣），降低其抗滲能力。這樣，將使得混凝土中的大量遊離石灰容易被滲透水遷移帶走，導致混凝土強度降低甚至遭到破壞；在水中有遊離氧（O₂）共存時，侵蝕性二氧化碳則會對混凝土內的金屬（鐵等）具有強烈的侵蝕作用。因此，侵蝕性二氧化碳的含量，是評價水體對混凝土侵蝕能力的重要指標 ^[2]  。

測定天然水中侵蝕性二氧化碳含量的方法有3種：電位滴定法、酸滴定法和計算法 ^[3]  。

（1）電位滴定法

電位滴定法，是在滴定過程中通過測量電位變化以確定滴定終點的方法。它無需使用指示劑，不受水樣的濁度、色度影響，對水樣類型適應性廣；靈敏度和準確度高；可實現自動化和連續測定。可是，在水電水利工程地質勘察的基層單位中，還沒能普遍配置電位滴定法裝置，該方法尚未能在基層單位得到普及。

（2）酸滴定法

酸滴定法又稱蓋耶爾法。國內使用該方法測定二氧化碳含量時，基本是按照黃國斌（1982）改進的辦法操作。該方法的基本操作步驟如下：在水樣中加入足量的碳酸鈣粉末（大理石粉），用以模擬環境水與混凝土的接觸。充分振盪，使水樣中的侵蝕性二氧化碳完全反應，形成相當量的HCO₃^－離子。把水樣放置6d或用電動振盪器振盪6h後，用鹽酸標準溶液滴定。滴定時，以甲基橙作指示劑，以水樣變為橙紅色為滴定終點。這樣，測出水中新增加的HCO₃^－鹼度，即獲得侵蝕性二氧化碳的含量。

酸滴定法的優點是簡便，無需高端的試驗室條件，適用於現場測定。但缺點是耗時長、操作難度大，存在滴定終點誤差。

（3）計算法

計算法，是在測得水樣中各種鹼度和遊離二氧化碳含量後，進行侵蝕性二氧化碳含量的計算。使用該方法計算獲得的侵蝕性二氧化碳含量數據，誤差可能較大。對於成份較簡單的水樣，可採用一定方法消除測定誤差。但對於成份較複雜的水樣，則依然不適合使用計算法測定。