大連市城區居民飲用水硬度分析

趙 云

(遼寧省大連水文局，遼寧 大連 116000)

隨著現代人們健康意識的增強和生活水平的不斷提高，對日常飲用水水質的安全性也提出了更高要求[1- 2]。生活飲用水衛生標準對水的總硬度一向有著嚴格的限定?？傆捕鹊拇笮∨c水中鈣離子和鎂離子的濃度有關，其中總硬度包括暫時硬度(以重碳酸鹽形式存在，煮沸后可以除掉)和永久硬度(以硫酸鹽形式存在，煮沸后依然存在)[3]。為了掌握大連城區居民飲用水的總硬度情況，本文采用離子色譜法就本地區飲用水的鈣離子和鎂離子進行了檢測，按照公式換算出總硬度的濃度，為大連市科學研究、居民生活、工業生產等提供參考資料。

1 實驗部分

1.1 實驗試劑

鈣標準溶液(GSB04- 1720- 2004，濃度為1000mg/L)、鎂標準溶液(GSB07- 1285- 2000，濃度為500mg/L)均購自水利部水環境標準物質中心；甲基磺酸(優級純)由國藥集團化學試劑有限公司生產，配制成濃度為20mmol/L，經超聲脫氣排泡后作淋洗液。實驗用水均為優普(ULUPURE)超純水機制取的電阻率為18.2MΩ·cm的超純水。

1.2 實驗儀器及工作條件

ICS- 90A美國戴安離子色譜儀(分離柱Dionex IonPacTMCS12A+保護柱Dionex IonPacTMCG12A)；AS- DV40自動進樣器；DS5電導檢測器；抑制器ASRS- 4mm；色譜數據采集和處理采用變色龍Chromeleon 6.8軟件。流動相淋洗液流速1.00mL/min；進樣量25μL；抑制電流59mA；測定溫度為20～25℃。

1.3 地下水總硬度測定

離子色譜法分離的原理是基于樣品在流動相與鍵合在基質上的離子交換基團之間的離子交換過程[4- 5]。標準曲線以色譜峰面積為縱坐標，離子濃度為橫坐標，出峰時間定性離子類別，根據待測樣品的色譜峰面積大小與標準曲線點的色譜峰面積大小進行比較得出待測離子濃度。

居民飲用水經0.45μm水性聚醚砜微孔濾膜過濾后，直接進樣測定，如果超出曲線最高點濃度需要稀釋一定比例再進行測定。將測得的Ca2+和Mg2+濃度代入公式(1)，換算成碳酸鈣濃度表示的總硬度(mg/L)：

CCaCO3=(C1/MCa+C2/MMg)×MCaCO3

(1)

式中，CCaCO3—水樣總硬度，mg/L；C1—Ca2+濃度，mg/L；MCa—原子量，40.08g/mol；C2—Mg2+濃度，mg/L；MMg—原子量，24.31g/mol；MCaCO3—分子量，100.1g/mol。

計算永久硬度需要水樣煮沸10min冷卻后，用0.45μm聚醚砜濾膜過濾后進樣，計算方法同公式(1)。

2 結果與討論

2.1 混標工作曲線

鈣和鎂標準溶液不需要稀釋，直接從安瓿瓶中用移液槍加入到容量瓶中。移液槍分別移取鈣標液1.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00mL于6個50.0mL容量瓶中，然后分別移取鎂標準溶液0.50、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00mL于同一系列容量瓶中，加超純水定容至刻度線，混勻?；鞓蒜}標準曲線濃度分別為20.0、40.0、80.0、120、160、200mg/L；鎂標準曲線濃度分別為5.00、10.0、20.0、30.0、40.0、50.0mg/L。利用離子色譜儀測定峰面積，以峰面積—濃度繪制曲線，鈣校準曲線的結果為：y=0.204x-0.023，線性相關系數為0.9999。鎂校準曲線的結果為：y=0.127x+0.004，線性相關系數為0.9995，鈣和鎂離子標準曲線均達到0.999以上，線性關系良好。

2.2 儀器的準確度分析

購于水利部水環境監測中心的水中無機鹽成分分析標準物質，標號為GBW(E)080112。其中Ca2+標準值為35.2±1.2mg/L，Mg2+標準值為12.3±0.43mg/L。對標準樣品進行了6次室內平行測定，測定值見表1。數據表明，鈣離子、鎂離子的檢測結果全部在標準樣品濃度誤差范圍，標準偏差小，說明離子色譜法測定鈣離子、鎂離子準確度較高。

表1 離子色譜法測定水中鈣和鎂標準物質

2.3 城區飲用水總硬度測定

本工作對大連市市內五區居民飲用水取樣分析檢測，由于采樣區具有較強的代表性，因此可以較準確反映大連市城區居民飲用水的硬度狀況。采集的水樣經0.45μm水性聚醚砜濾膜過濾后，自動進樣器直接進樣，根據公式(1)以及總硬度等于永久硬度(水樣煮沸10min后冷卻測定)+暫時硬度，計算相應的濃度值。大連市城區飲用水硬度狀況見表2。

一般習慣用德國度來表示生活飲用水中總硬度，1德國度(°)等于17.85mg/L的總硬度。生活飲用水衛生標準(GB5749- 2006)中規定總硬度不得超過450mg/L，即不得超過25德國度(°)。從檢測結果可以看出，大連市市內五區生活飲用水的總硬度為128.9～142.8mg/L(7.22～8.00德國度)；永久硬度為125.1～140.6mg/L(7.01～7.88德國度)；暫時硬度為2.20～3.80mg/L(0.12～0.21德國度)。根據世界衛生組織在《飲用水水質準則》中的建議分類標準可做如下分類[6]：總硬度(CaCO3表示)在0～60mg/L為軟水；60～120mg/L為中等硬度水；120～180mg/L為硬水；總硬度≥180mg/L為高硬度水。因此大連市城區生活飲用水符合國家規定的生活飲用水衛生標準。

3 結語

(1)根據我國GB5749- 2006《生活用水衛生標準》規定總硬度最高不超過450mg/L，無最低限量標準。從檢測結果可看出，所測區域自來水均符合國家衛生標準。

(2)大連市城區生活飲用水總硬度范圍為128.9～142.8mg/L?？傆捕葷舛茸罡叩氖菂^5，總硬度濃度最低的區2，總體來說市內五區水的總硬度相差不大，均屬于硬度水。