赵梦晨 贾甜甜 周文皓 刘鑫雨 马静 邵萍

（山东协和学院，山东济南 250010）

水硬度是指水中钙镁离子的含量，饮用水水质健康的重要指标之一[1]。水乃生命之源，人体的必需元素有10%～20%从饮用水中获得，其中摄入比例最大的就是钙和镁。钙能促进人体的骨骼、神经肌肉、心血管系统等发育，并且可以调节参与细胞代谢的酶活性[2]。镁不仅可以参与蛋白质合成、肌肉收缩等，而且还能激活细胞新陈代谢中各种酶系统的活性、维持核苷酸结构的稳定性、护心降脂，抑制神经系统的兴奋性，调节钙元素在细胞内的流通。[3]适宜的总硬度是健康水的重要部分，其值过高或过低都将对健康造成危害。

近年来，随着反渗透膜的广泛应用，直饮机、净水器都走进了人们的生活。该技术能够去除污染物质但同时也去除了绝大部分天然矿物质，因此直饮水净化水等大多属于低矿物质水[4]。

本文采用EDTA 配位滴定法测定了济南市不同地区居民生活小区的自来水和直饮机水的总硬度及其钙镁离子浓度。此方法操作简单、仪器运用较少且准确度较高。以此来评价分析济南市自来水和直饮机水的质量，并以此呼吁社会政府关注水质质量，为国民的身体健康提供保障。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

主要仪器：分析天平，pHS-2F 型酸度计(上海霄盛仪器制造有限公司)，酸式滴定管，容量瓶。

主要试剂：乙二胺四乙酸二钠，ZnO，pH≈10 氨性缓冲溶液，NaOH，三乙醇胺，铬黑T 指示剂，钙指示剂（以上试剂皆为分析纯）。

水样主要为济南市不同区域的居民小区的自来水及直饮水：新源社区（章丘埠村）、警苑小区（天桥区泺安路）、恒大城（历城区工业北路）及鑫源山庄（历下区龙鼎大道）。

表1 自来水水样的钙硬、镁硬及总硬度

表2 直饮水水样的钙硬、镁硬及总硬度

1.2 测定水的总硬度

准确移取25.00 mL 的水样于250 mL 锥形瓶中，加入1ml三乙醇胺做掩蔽剂，加入2mL 氨性缓冲溶液，少许铬黑T 指示剂粉末，充分摇匀后用0.01mol/L 的EDTA 标准溶液滴定，当溶液由酒红色恰变为纯蓝色且30s 不褪色，即为滴定终点。记录EDTA 耗用的体积。平行滴定四次，取平均值，计算水的总硬度。

1.3 测定水的钙硬、镁硬

准确移取25.00mL 水样，加入1ml 三乙醇胺做掩蔽剂，加入1mol/L 的NaOH 溶液，使pH 在12～13 之间，使溶液中的Mg2+生成Mg(OH)2沉淀。然后加入少量钙指示剂，用0.01mol/LEDTA 标准溶液滴定，当溶液由酒红色恰变为纯蓝色且30s 不褪色，即为滴定终点，记录EDTA 消耗的体积。平行滴定四次，取平均值计算水样中钙离子的含量。钙、镁离子的总量减去钙离子的含量，即为水样中镁离子的含量。

图1 不同居民小区水硬度柱状图

2 结果与讨论

2.1 数据结果

自来水水样的钙硬、镁硬及总硬度的测定结果及数据处理结果如表1 所示。

直饮水水样的钙硬、镁硬及总硬度的测定结果及数据处理结果如表2 所示。

不同地区小区的自来水、直饮水钙硬、镁硬及总硬度比较如图1 所示。

2.2 讨论分析

2.2.1 自来水硬度分析

从表1 数据来看，四个小区的自来水总硬度都没有超过450mgl/L 全部符合国家规定，新源社区和警苑小区的自来水总硬度过高，分别为434.56mg/L 和443.84mg/L，属于二级饮用水；恒大城东区和鑫源山庄自来水总硬度小于350mg/L，属于一级饮用水。新源社区、恒大城和鑫源山庄三个居民小区的钙硬分别为104.06mg/L、105.22mg/和、102.91mg/L，钙硬差别不大，警苑小区钙硬为134.66mg/L 略高于其它三个居民小区。恒大城和鑫苑小区镁硬较小，而新源小区和警苑小区镁硬较大分别为330.50mg/L 和309.18mg/L。长期饮用镁含量过高的水，会引起高镁血症，改变神经肌肉组织兴奋性，阻断神经冲动的正常传递，引起骨骼无力、呼吸肌麻痹、尿潴留等症状，还可导致中枢抑制、心脏传导紊乱和心律失常等[5]，为了居民健康，这两个居民小区的自来水需要软化处理才能饮用。

2.2.2 直饮水硬度分析

从图1 显示来看，四个居民小区直饮机水的总硬度、钙硬及镁硬均比自来水下降较多。如表2 所示，新源社区、警苑小区、恒大城东区和鑫源山庄直饮水的总硬度分别为32.96mg/L、11.84mg/L、52.16mg/L 和28.16mg/L。说明通过膜反渗透技术去除掉了绝大部分的钙镁离子，直饮水皆为极软水。有研究表明，长期饮用低矿化度的水易损害心血管系统[5]，导致骨骼发育不良[6]，引起电解质紊乱等疾病风险。根据我国居民膳食特点，舒为群[7]等提出了适合我国居民的钙、镁、总硬度最低可接受水平、适宜水平和上限水平的建议值，当水必须进行膜处理时，建议设定饮用水中钙、镁、总硬度的最低可接受水平为25mg/L、10mg/L、100mg/L。由此看来以上四个居民小区直饮机水的钙硬和总硬度都低于最小限值，恒大城直饮水镁硬大于最低限值，而其它三个小区的镁硬都低于最低限制，长期饮用会增加疾病发生风险。

3 结论

综上所述，饮用水硬度过高或过低都会对健康造成不利影响。目前水处理技术的发展趋势及受大众饮水习惯的影响，低硬度饮用水更受欢迎，因此低硬度饮用水对健康的危害应该成为当前关注的重点。在考虑水的口感的同时，还要适当提高饮用水的Ca2+、Mg2+含量及相关指标浓度时，考虑饮用水的健康性，为公众提供健康、优质、好喝的水。