水硬度是水質的一個重要監測指標，通過監測可以知道其是否可以用于工業生產及日常生活，如硬度高的水可使肥皂沉淀使洗滌劑的效用大大降低，紡織工業上硬度過大的水使紡織物粗造且難以染色；燒鍋爐易堵塞管道，引起鍋爐爆炸事故；高硬度的水，難喝、有苦澀味，飲用后甚至影響胃腸功能等；喂牲畜可引起孕畜流產等。因此水硬度的(de)測定方法(fa)研究是(shi)不(bu)容忽視(shi)的(de)。目前的(de)分(fen)析測定方法(fa)很多，主要可分(fen)為化學分(fen)析法(fa)和儀器分(fen)析法(fa)。

一、水質硬度換算單位

(1)德(de)國度:1度相當于1L水中10mg的CaO；

(2)英國度(du):1度(du)相當于0.7L水中(zhong)10mg的CaCO3；

(3)法國度(du):1度(du)相(xiang)當于1L水中(zhong)10mg的CaCO3；

(4)美國度:1度相(xiang)當于1L水(shui)中(zhong)1mg的CaCO3。

二、水質硬度分析方法

1.化學分析法

EDTA絡(luo)合滴定法(fa)是一種普遍使用的(de)測定水的(de)硬度的(de)化學分析方(fang)法(fa)。它是在一定條(tiao)件(jian)下，以(yi)鉻黑T為指示劑，氨(an)一氯(lv)化銨為緩沖(chong)溶液(ye)，EDTA與鈣、鎂離子(zi)形成穩定的(de)配合物，從而測定水中(zhong)鈣、鎂總量。

但是該方法易產(chan)生指(zhi)示(shi)劑(ji)加(jia)(jia)入量、指(zhi)示(shi)終點(dian)(dian)與計量點(dian)(dian)、人工操作者對終點(dian)(dian)顏色(se)的判斷等誤(wu)差。 在分析(xi)樣品(pin)時(shi)，如水樣的總堿度很(hen)高(gao)時(shi)，滴定至(zhi)終點(dian)(dian)后(hou)，藍色(se)很(hen)快又返回(hui)至(zhi)紫紅(hong)色(se)，此現(xian)象(xiang)是由鈣、鎂鹽(yan)類的懸浮(fu)性顆粒所致，影響測定結果。可(ke)將水樣用(yong)鹽(yan)酸(suan)酸(suan)化(hua)、煮(zhu)沸，除去堿度。冷卻后(hou)用(yong)氫氧化(hua)鈉溶(rong)(rong)液(ye)中和，再加(jia)(jia)入緩沖溶(rong)(rong)液(ye)和指(zhi)標劑(ji)滴定，終點(dian)(dian)會更加(jia)(jia)敏銳(rui)。

由于指示(shi)劑(ji)鉻黑T易被氧化(hua)，加鉻黑T后應(ying)盡快完成滴(di)定(ding)，但臨終(zhong)點時最(zui)好每(mei)隔2~3s滴(di)一滴(di)并充分振搖；并且在(zai)緩沖溶液(ye)中適量加入(ru)等當量EDTA鎂鹽，使終(zhong)點明顯；滴(di)定(ding)時，水樣(yang)的(de)溫度應(ying)以2O~30℃為宜 。

2.儀器分析法

分光(guang)光(guang)度(du)法是基(ji)于朗伯(bo)一(yi)比(bi)(bi)耳(er)定(ding)(ding)律對元素進(jin)行定(ding)(ding)性定(ding)(ding)量(liang)分析(xi)的(de)(de)一(yi)種方(fang)法。通過(guo)吸光(guang)強度(du)值定(ding)(ding)量(liang)地確定(ding)(ding)元素離子(zi)的(de)(de)濃度(du)值。該(gai)法應(ying)用(yong)于水(shui)硬度(du)的(de)(de)測定(ding)(ding)，具(ju)有靈敏(min)度(du)較高、操作(zuo)簡便快速(su)的(de)(de)優(you)點，但是選擇合(he)(he)適(shi)的(de)(de)顯(xian)色劑(ji)成為方(fang)法的(de)(de)關鍵。系統研(yan)究了酸性鉻(ge)藍(lan)K(ACBK)與鈣鎂(mei)同(tong)時(shi)作(zuo)用(yong)的(de)(de)顯(xian)色體系，在pH=10.2的(de)(de)氨(an)一(yi)氯化銨緩沖(chong)介(jie)質中(zhong)，Ca和Mg離子(zi)均(jun)可與ACBK顯(xian)色劑(ji)形成1:1的(de)(de)配(pei)合(he)(he)物，在468nm波長(chang)處(chu)，Ca和Mg的(de)(de)總(zong)含量(liang)在(0~3)×10moL/L濃度(du)范(fan)圍內(nei)符合(he)(he)比(bi)(bi)耳(er)定(ding)(ding)律。

在試(shi)驗(yan)了(le)(le)(le)13種(zhong)常見(jian)共存離子干擾的基礎上(shang)將此(ci)法用于(yu)(yu)6種(zhong)水(shui)(shui)樣(yang)的硬(ying)度測(ce)定，回收率在96.5%~99.9%之間。研究了(le)(le)(le)用絡黑T為(wei)顯色(se)劑，用于(yu)(yu)自來(lai)水(shui)(shui)和鍋(guo)(guo)爐(lu)水(shui)(shui)的硬(ying)度測(ce)定，自來(lai)水(shui)(shui)RSD為(wei)1.2%，鍋(guo)(guo)爐(lu)水(shui)(shui)RSD為(wei)2.2%。以二(er)甲酚(fen)橙(cheng)為(wei)顯色(se)劑，采用雙(shuang)波長分光光度法同時(shi)對(dui)環(huan)境水(shui)(shui)樣(yang)中的鈣(gai)、鎂進行(xing)了(le)(le)(le)分析。當鈣(gai)、鎂含量相差(cha)懸殊時(shi)也不(bu)受限制，方法重(zhong)現性好。

3.原子吸收法

自(zi)1955年原子吸收(shou)法(fa)(AAS)作為(wei)一種(zhong)(zhong)分析方(fang)法(fa)以來，得到了(le)迅速發展和普及。由(you)于其(qi)對元素(su)的測定具有(you)快速、靈(ling)敏和選擇性好(hao)等優點，成為(wei)分析化(hua)學領域應(ying)用(yong)最為(wei)廣泛(fan)的定量分析方(fang)法(fa)之一，是測量氣態自(zi)由(you)原子對特(te)征譜(pu)線(xian)的共(gong)振吸收(shou)強度的一種(zhong)(zhong)儀(yi)器(qi)分析方(fang)法(fa)。

4. ICP-AES法

ICP-AES法即電感耦(ou)合等(deng)離子體發(fa)射光(guang)譜法，自從20世紀6O年代等(deng)離子體光(guang)源發(fa)展以來，得到(dao)了普遍應(ying)用。ICP-AES可(ke)進(jin)行水溶液或有機溶液及溶解的固體元(yuan)素(su)分析，大約可(ke)同時檢測試樣中72種元(yuan)素(su)(包括P、B、si、As等(deng)非金(jin)屬元(yuan)素(su))，濃(nong)度范圍痕(hen)量至%量級。具(ju)有連續(xu)單元(yuan)素(su)操(cao)作、連續(xu)多元(yuan)素(su)操(cao)作的特點(dian)。

5.色譜分析法

離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)色譜法(IC)是液(ye)相色譜的(de)一種，是分(fen)析(xi)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)一種液(ye)相色譜方法。離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)色譜技術于1977年開始在(zai)水處理領域應(ying)用，已(yi)經解決了許多(duo)高(gao)純(chun)水樣品中的(de)實際測(ce)定難題。用離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)色譜法測(ce)定水中硬度能有(you)(you)(you)效避免有(you)(you)(you)機物干(gan)擾，并且不用考慮鎂(mei)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)影響，在(zai)鎂(mei)含量過低時仍可(ke)直接測(ce)定。此法具(ju)有(you)(you)(you)用量少、簡便、快速、準(zhun)確(que)的(de)特點。

6.電化學分析法

自(zi)(zi)動(dong)電位滴(di)定(ding)(ding)(ding)法是根(gen)據滴(di)定(ding)(ding)(ding)曲線自(zi)(zi)動(dong)確定(ding)(ding)(ding)終點(dian)，化(hua)學(xue)計量(liang)點(dian)與終點(dian)的(de)誤差非常小，準(zhun)確度高(gao)，避免了化(hua)學(xue)分析滴(di)定(ding)(ding)(ding)的(de)誤差，自(zi)(zi)動(dong)電位滴(di)定(ding)(ding)(ding)因無需指示劑(ji)，故對有色試樣、渾(hun)濁(zhuo)和無合適(shi)(shi)指示劑(ji)的(de)試樣均可滴(di)定(ding)(ding)(ding)。具有快(kuai)速、簡單的(de)特點(dian)，結果(guo)準(zhun)確可靠，重現性(xing)好，適(shi)(shi)用于檢測水中總硬度的(de)含(han)量(liang)。

7.電極法

離子選擇性電極是一種對于某種特定的離子具有選擇性的指示電極。該類電極有一層特殊的電極膜，電極膜對特定的離子具有選擇性響應，電極膜的點位與待測離子含量之間的關系符合能斯特公式。此硬度法具(ju)有選擇性(xing)好、平衡時間短，設備簡單，操(cao)作方便等特點。