水质硬度表示水中所含有钙、镁、铁、铝、锌等离子的含量多少,通常以钙离子和镁离子含量计算,单位有两种,一种用毫克当量/升表示,一种用度表示。即1升水中相当10mgCa为1度。0-4度为很软水,4-8度为软水,8-16度为中度硬水,16-30度为硬水。
水质硬度起初是指水中钙离子、镁离子沉淀肥皂水化液的能力,其中包括碳酸盐硬度(即通过加热能以碳酸盐形式沉淀下来的钙、镁离子,故又叫暂时硬度)和非碳酸盐硬度(即加热后不能沉淀下来的那部分钙、镁离子,又称硬度)。
检测方法
水硬度检测是水质分析中一项重要的工作,其目的是确定水中钙、镁离子的总量,这些离子是形成锅垢和影响水质的主要因素。水硬度检测方法主要包括化学分析法和电化学分析法,以及使用离子选择性电极的电极法。这些方法各有其特点和适用范围。
化学分析法:
EDTA络合滴定法:这是一种普遍使用的化学分析方法,通过EDTA与钙、镁离子形成稳定的配合物来测定水中的钙、镁总量。该方法简单、快速,但易产生误差,如指示剂加入量、指示终点与计量点、人工操作者对终点颜色的判断等误差。
试纸或试剂盒法:使用总硬度测定试纸或试剂盒,通过指示剂方法测定水中的总硬度。这些方法适用于现场快速检测,但需要按照正确的操作步骤进行。
电化学分析法:
自动电位滴定法:根据滴定曲线自动确定终点,化学计量点与终点的误差非常小,准确度高,避免了化学分析滴定的误差。此法具有快速、简单的特点,结果准确可靠,重现性好。
电极法:
离子选择性电极:是一种对于某种特定的离子具有选择性的指示电极。该类电极有一层特殊的电极膜,电极膜对特定的离子具有选择性响应。此法具有选择性好、平衡时间短、设备简单、操作方便等特点。
此外,还有一些仪器设备测试和比色卡法等简单测试方法,如使用硬度试剂盒、电导仪、pH计等,这些方法适用于没有设备的用户进行初步的检测。
检测标准
水硬度检测标准主要涉及水中钙、镁等离子的含量,通常以Ca2+、Mg2+含量计算。水硬度的单位有两种,一种用毫克当量/升表示,一种用度表示。即1升水中相当10mgCa为1度。根据含量的不同,水硬度可以分为很软水(0-4度)、软水(4-8度)、中度硬水(8-16度)和硬水(16-30度)。
国家标准规定自来水硬度不能够超过450毫克/升,而农村日供水在1000m3以下(或供水人口在1万人以下)的集中式供水的饮用水总硬度不得超过550毫克/升。世界卫生组织没有提出饮用水中硬度的基于健康的准则值。
以碳酸钙浓度表示的硬度大致分为:极软水(0~75mg/L)、软水(76~150mg/L)、中硬水(151~300mg/L)、硬水(301~450mg/L)、高硬水(451~700mg/L)、超高硬水(701~1000mg/L)和特硬水(大于1000mg/L)。
饮用水的水质检测标准中,一级水源的总硬度(以碳酸钙计)在350mg/L以内,二级水源的总硬度要在450mg/L以内。硬度的表示方法有多种,例如德国度、英国度、法国度和美国度。