總硬度的精密度偏性試驗分析

李 燕

（運城市水文水資源勘測分局，山西 運城 044000）

總硬度是水質監測的常規項目，也是體現水體質量的一個重要指標，通過測定水體的電導率、溶解性總固體等指標，來反映水的總硬度，為水處理和用水質量提供依據，也可確保實驗室監測數據的可信度和合格率，驗證實驗室操作人員的監測能力，加強質量保證和控制，更好地為水質監測和水資源科學管理提供技術依據。根據水利部要求的常規質量控制考核內容，選定總硬度進行質量控制基礎試驗，并在規定期限內完成精密度偏性試驗（AQC試驗）。

1 試驗方法

1.1 適用范圍

本標準規定用EDTA滴定法測定地下水和地面水中鈣和鎂的總量。本方法不適用于含鹽量高的水，諸如海水。本方法測定的最低濃度為0.05 mol/L。

1.2 原理

在pH=10的情況下，也就是加入緩沖溶液，再用鉻黑T作指示劑，加入鉻黑T與鈣和鎂生成紫紅色或紫色溶液，用乙二胺四乙酸二鈉滴定。滴定中，鈣和鎂離子與EDTA二鈉反應，到達終點時溶液的顏色由紫色變為天藍色。

1.3 試劑和儀器

分析中只使用公認的分析純試劑和蒸餾水，氨緩沖溶液，EDTA二鈉標準溶液，鈣標準溶液，鉻黑T指示劑，氫氧化鈉均按方法要求進行配制。

實驗儀器：滴定管50 ml，分刻度至0.10 ml。

1.4 實驗過程

在實驗過程中，首先選取6個不同濃度的水樣，方法規定的標準溶液取0.1C、0.9C（C為標準曲線的測定上限，統一規定濃度為150 mg/L），總硬度標準物質、天然水樣（有濃度且具有代表性的水樣）及加標天然水樣，空白溶液（分析實驗室用純水）以隨機次序每天一批，每次2份，一天12個水樣，容量法共6批。嚴格按照《GB 7477-87水質鈣和鎂總量的測定EDTA滴定法》進行操作，具體濃度配置如下：

（1）空白溶液，實驗室分析制備的純水，同時要注意純水與配制標準溶液使用純水屬于同一批。（2）0.1C標準溶液，C=150 mg/L，從濃度為0.010 0 mol/L的碳酸鈣標準溶液中準確吸取15.00 ml稀釋至1 000，得到濃度為15.0 mg/L的標準溶液。（3）0.9 C標準溶液，C=150 mg/L，從濃度為0.100 mol/L的碳酸鈣標準溶液中準確吸取13.50 ml稀釋至1 000 ml，得到濃度為135.0 mg/L的標準溶液。（4）天然水樣，即實際水樣，具有代表性且有一定濃度的水樣。（5）加標天然水樣，在天然水樣中加入2 ml濃度為0.010 0 mol/L的總硬度標準溶液。（6）統一標樣，由水利部水環境監測評價研究中心研制的標準樣品，總硬度標準物質，標準值為133 mg/L，不確定度±4.6。

2 實驗結果及分析

2.1 成果表

表1實驗成果表明：6個不同濃度的水樣（空白、0.1C、0.9C、天然水樣、加標水樣、統一標樣），連續分析6天，每次2份，一天共12個水樣，計算結果以mg/L計，求出每個水樣6天的X（均值），S（標準差），以及統一水樣的RE%（相對誤差），統一標樣標準值133±4.6 mg/L，測得標準差0.51，相對誤差RE%=0.83，測定符合要求）

表2精密度偏性檢驗表說明：一是通過空白試驗計算空白批內標準差及檢測限，檢測限1.42 mg/L，小于方法的最低檢出限5.0 mg/L，說明符合要求。二是加標回收率在合格檢驗范圍內，說明達到質量控制要求。三是分析計算批內批間變異得出F檢驗，無顯著性差別為合格，計算總標準差與指標檢出限作比較，得出總標準差檢驗，判斷結果合格。這個表格列出精密度偏性試驗的檢驗項目，表中說明具體解釋公式。

表1 實驗成果表

表2 精密度偏性檢驗表

2.2 實驗結果分析

通過總硬度偏性試驗結果表明，空白批內標準差和零濃度標準差滿足要求，空白檢測限較低，加標回收率方法要求在95%＜P＜105%之間時是合格，我們的結果是98.8%，變異顯著性檢驗（F檢驗），5個水樣都是無顯著性差異，總標準差檢驗也是合格，統一標樣的相對誤差RE%=0.83，也比較小，由此得出結論這次試驗誤差比較小，已達到了所要求的精密度，結果比較滿意。

3 結論與討論

通過空白檢驗、批內標準差、批間標準差、總標準差、回收率等試驗對本中心精密度偏性試驗總硬度EDTA滴定法進行評價分析，評價分析方法的適用性和分析人員的操作水平結論表明，實驗室運行狀況良好，人員具有相應的監測水平，本中心測定總硬度結果準確可靠，檢測過程中沒有受其他環境的影響。針對本次試驗提出幾條建議：

一是EDTA二鈉標準溶液濃度的標定，乙二胺四乙酸二鈉標準滴定溶液每月重新標定一次，滴定用標準溶液很多無法作為基準物質直接配制，都需要用基準物質標定。因為基準物質需要有較高的穩定性和較大的分子量，減小在配置中的誤差，滿足這樣要求的物質不多，所以很多物質需要通過標定方法確定準確濃度。EDTA二鈉由于容易和水中少量的金屬離子絡合而影響其準確度，所以需要標定確定其濃度。

二是滴定時間和速度，滴定時間最好控制在5 min之內，因為在溶液pH值為10的情況下，鉻黑T可隨時間變化慢慢被氧化，結果會使終點顏色不清晰，但同時滴定速度也不能過快，放慢速度，最好2～3 s滴一滴，并且要輕搖瓶子，使之充分反應，滴定中不能著急，每次滴定都要從刻度管的0.00開始，眼睛與凹液面齊平，這樣才能在滴定管的同一部位讀數，可以減少誤差，然后再加入鉻黑T指示劑干粉，范圍在50～100mg。

三是氨水無色透明且具有刺激性氣味易揮發，因此緩沖溶液應注意保存和使用，氨水對眼、鼻、皮膚有刺激性和腐蝕性，實驗過程中一定要做好防護措施并且在通風櫥中進行。

四是在保證實驗室環境符合操作環境要求的前提下，分析數據的準確度和可靠度主要受人員操作水平的影響，所以要通過不斷學習培訓，提高技術操作水平。