水质硬度的测定+文献综述(3)
在人体健康上，饮用高硬水易使人患暂时性胃肠不适、腹胀、泻肚、排气多，甚至引起肾结石等疾病。不仅如此，水壶与暖水瓶使用一段时间后，其内壁就会结满一层白色的水碱，除大部分为碳酸钙、碳酸镁外、还含有多种有害的汞、镉、铅、砷等元素，如不经常及时清除。反复用来烧水、装水后，有害元素积累越来越多，并能再次溶于水中，当人们饮用后就进入人体，从而引起人体慢性中毒甚至可致癌和致畸形，严重危害人体健康。高硬度水中钙镁离子与硫酸根结合，会使水产生苦涩，还会使人的胃肠功能紊乱，出现暂时性腹胀、排气多、腹泻等现象。我国北方地区饮用硬度高的地下水，所以如果不是经常饮用硬度水的人偶尔饮了硬水，则会造成肠胃功能紊乱，即所谓的“水土不服”[2]。
纺织工业用水硬度过大会导致染色不均匀；锅炉用水硬度高了十分危险，为锅炉内管道局部过热，引起管道变形或损坏严重时还可能引起爆炸。我国地域辽阔，各地水质软硬度也程度不一，但总的来说，高原山区水质一般硬度偏高，平原与沿海地区的水质硬度偏低，地下水的硬度一般高于地面水[2]。
1.2 不同地区的水质状况
我国的淡水资源严重不足，人均占有量只及世界人均量的四分之一，目前，国内七大地表水系均遭到不同程度的污染，地下水污染也面临十分严峻的局面，这对我国本不充裕的水资源来说无疑更让人忧虑。据环保部门统计，1996年全国废水排放总量约1356亿吨，江、河、湖污染严重，并呈加重趋势，50%的浅层地下水遭到不同程度的污染，其中40%已不适宜饮用。根据全国130个城市和地区地下水水质统计分析，全国地下水总体质量较好，但多数城市地下水仍受到一定程度的点状和面状污染，使一些元素在局部地段超标。主要超标元素有矿化度、总硬度、硫酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、氨氮、氯化物、氟化物、pH值、铁和锰等。
1.3 不同方法测试水质硬度的简介
1.3.1 EDTA络合滴定法
水硬度的测定分为水的总硬度以及钙、镁硬度两种，前者是测定水中镁、钙总量，后者则是分别测定镁和钙的含量。国内外规定的测定水的总硬度的标准分析方法是EDTA滴定法。它是在一定条件下，用铬黑T为指示剂，NH3•H2O-NH4C1为缓冲溶液，，一般是在pH=10的氨缓冲溶液中，EDTA与钙、镁离子形成稳定的配合物，从而测定水中钙、镁总量[4]。水样中的Fe3+ 、Al3+、Cu2+、Pb2+、Zn2+等干扰离子可用三乙醇胺掩蔽。
计量点前Ca2+和Mg2+与EBT生成紫红色络合物，当用EDTA滴定至计量点时，游离出指示剂，溶液呈现纯蓝色。
EDTA的二钠盐在用氨水-氯化铵缓冲溶液控制PH=10的条件下，能与水中钙盐生成稳定的无色可溶性配合物。
EDTA二钠 EDTA钙配合物 （无色） （无色）
铬黑T指示剂与水中钙盐结合形成酒红色的铬黑T钙配合物。
铬黑T 铬黑T钙 （蓝色） （酒红色）
由于EDTA与钙配合能力较铬黑T较强，故EDTA把溶液中钙配合完毕后，再将铬黑T钙配合物中的钙配合过去，使溶液由酒红色变为纯蓝色即指示终点[5]。
（无色）（酒红色） （无色） （蓝色）
1.3.2 电位滴定法
电位滴定法依据待测离子的活度与其电极电位之间的关系遵守能斯特方程。通过测量滴定过程中电池电动势的变化确定终点的滴定分析方法[6]。
电位滴定与电位法一样，以指示电极、参比电极以及试液组成测量电池。所不同的是电位滴定法要加滴定剂于测量电池溶液里。电位法依赖于Nernst方程来确定被测量物质的量，而电位滴定法不依赖。而与普通滴定分析却不同，依赖于物质相互反应量的关系。