自来水硬度的检测和变化规律的发展策略

摘要：采用EDTA滴定法测定水样中的总硬度、钙硬度、镁硬度、永久硬度和暂时硬度。检测了本地区市部分水样的硬度，并将之与世界卫生组织对于水硬度的规定与标准进行比较，结果发现自来水、江水属于中等硬度水，总硬度在60～120 mg/L之间，符合健康饮用水标准；地下水属于硬水，总硬度在180mg/L以上属于硬水。
　　关键词：自来水 硬度 检测
　　1.前言
　　水的硬度在生活用水中和工业用水中有明确的规定，我国对饮用水的水质标准规定，饮用水的总硬度不高于252mg/L（以氧化钙计）。鉴于水的硬度的重要意义，为了保证人民群众的健康，也为了解本地区饮用水中钙离子和镁离子的浓度，本文以本地区的自来水为研究对象，采集不同的自来水样，河水水样，地下水水样等，详细的研究了各种饮用水的硬度。
　　2.实验部分
　　2.1仪器和试剂
　　电子天平、50ml酸式滴定管还有其他分析仪器，玻璃仪器在使用前都用稀硝酸溶液浸泡过夜，蒸馏水冲洗；EDTA（乙二胺四乙酸二钠），天津市化学试剂厂，分析纯；铬黑T（1-（1-羟基-2-萘偶氮）-6-硝基-2-萘酚-4-磺酸钠），杭州化学试剂厂，分析纯；碳酸钙，杭州化学试剂厂，分析纯；其他化学试剂均为分析纯。
　　2.2检测原理
　　铬黑T在离子状态时，铬黑T是蓝色；当与碱土金属形成络合物时，会变成红色。所以在实验中，在pH10的条件下，用已知浓度EDTA溶液络合滴定水中的钙和镁离子，铬黑T作指示剂，在滴定开始前，铬黑T与钙和镁生成紫红或紫色络合物，溶液呈现紫红色或紫色络合物，在滴定过程中由于钙离子和镁离子与EDTA的结合力大于它们与铬黑T的结合力，所以随着EDTA不断被加入溶液中，游离的钙和镁离子首先与EDTA反应，当游离的钙和镁离子耗尽后，原来和铬黑T结合的镁离子和钙离子也会和EDTA结合，所以铬黑T会从络合物变成质子状态，溶液的颜色会由紫色变为天蓝色，表示滴定到达终点。铬黑T与二价金属离子形成的络合物都是红色或紫红色的，但是只有在pH7～11范围内使用，指示剂才有明显的颜色变化。
　　2.3 实验步骤
　　用移液管吸取50.0ml水样到200ml锥形瓶中，加入4ml缓冲溶液将pH值调为10.0和3滴铬黑T溶液使溶液呈紫红色，然后将滴定管中加入EDTA溶液，边加边摇晃，在接近滴定终点时减慢滴加速度，并充分摇匀，当刚好溶液出现蓝色，且有不退色即为滴定终点，记录消耗的EDTA溶液的毫升数。
　　3.结果与讨论
　　3.1 EDTA标准溶液浓度的标定
　　为保证水硬度实验结果的准确性，实验中首先使用钙标准溶液对EDTA溶液进行标定，实验结果如上表所示，EDTA的准确浓度为8.560。
　　3.2 水样硬度检测
　　不同水样硬度的检测结果如表.2所示
　　如表.2所示，自来水的总硬度在60～120 mg/L范围之间内，根据世界卫生组织（WHO）在 《饮用水水质准则》中对水的分类标准，我们地区的自来水属于中等硬度水，自来水、江水、地下水的钙硬度在 75～200 mg/L的范围内，自来水、江水、地下水的镁硬度在30～150 mg/L的下限左右，即30 mg/L一下，根据WHO的《饮用水水质准则》这些水源都属于最适宜饮用水。另外地下水水样总硬度大于180 mg/L，属于高硬度水。地下水的总硬度要比自来水和江水高很多，这和地下水在流经岩石和土壤的时候，水中溶解的二氧化碳会溶解了大量的钙盐，另外碳酸氢根离子含量丰富 ， 含可分解的碳酸氢盐较多，所以其钙硬度和镁硬度的比例要远远大于自来水和江水。另外自来水和江水硬度接近是因为自来水的水源来源于江水，这表明江水经自来水水厂处理后水硬度的变化并不大。而我们日常生活中常喝的纯净水总硬度在0～60mg/L范围内，属于软水，钙硬度和镁硬度的含量均远低于世界卫生组织规定的最适宜饮用水的标准。长期饮用这种矿物质含量低的纯净水，会对人体健康产生不利影响。
　　4.结论
　　本文采用国标的方法测定本地区不同水样中钙离子和镁离子的含量，并比较了不同水体水的硬度，经过分析比较发现，自来水和江水硬度相似都属于中等硬度水，很适合作为人的饮用水，而地下水硬度最高，属于硬水，钙离子含量远远高于自来水和江水。另外我们认为长期饮用纯净水对人体健康不利，应该将自来水作为主要的饮用水源。
　　参考文献：
　　[1]世界卫生组织.饮用水水质准则[S].3版.日内瓦：世界卫生组织，2004.
　　[2]国家标准化管理委员会和卫生部.GB5749—2006生活饮用水卫生标准[S].北京：中国标准出版社，2006.
　　[3]国家环保总局.GB7477—87水质钙和镁总量的测定EDTA滴定法[S].北京：中国标准出版社，1986.
　　[4]国家环保总局.GB7476—87水质钙的测定EDTA滴定法[S].北京：中国标准出版社，1987.

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