[發明專利]一種基于水樣濁度變化的水樣硬度檢測方法

在審

• 申請號: 202110885188.2
• 申請日: 2021-08-03
• 公開（公告）號: CN115704770A
• 公開（公告）日: 2023-02-17
• 發明（設計）人: 呂蘇;董紅晨;陳如;晏博
• 申請（專利權）人: 佛山市云米電器科技有限公司
• 主分類號: G01N21/49
• 分類號: G01N21/49
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 肖宇揚

本發明提供一種基于水樣濁度變化的水樣硬度檢測方法，包括以下步驟：S1.構建水體硬度與水體濁度相關的數學模型；S2.使水樣與鈣鎂離子沉淀劑接觸，以使水樣中的鈣離子、鎂離子轉化為難溶鹽，測試水樣的水樣濁度；S3.將水樣濁度代入數學模型中的水體濁度，推算水樣的硬度。本發明利用鈣離子、鎂離子能夠轉化為難溶于水的難溶鹽的特性，通過引入鈣鎂離子沉淀劑，將鈣鎂離子轉化為難溶鹽，以使水樣的濁度發生明顯的變化，上述過程反應現象明顯，測試準確度高，無須繁瑣的前置校準或昂貴的儀器，即可快速、準確地獲取水樣的硬度值。

技術領域

本發明屬于水質檢測技術領域，具體地，涉及一種基于水樣濁度變化的水樣硬度檢測方法。

背景技術

水是生命之源，人類在生活和生產活動中都離不開水，生活飲用水水質的優劣與人類健康密切相關，隨著社會經濟發展、科學進步和人民生活水平的提高，人們對生活飲用水的水質要求不斷提高，飲用水水質標準也相應地不斷發展和完善。水質硬度是指水體中鈣、鎂離子的總量，若水體的硬度過高，將對人體健康產生影響，長期飲用高硬度的水，會引起心血管、神經、泌尿以及造血等系統的病變，對生產和生活也會有危害，水質硬度檢測分析是水質分析的一項重要工作，影響到公共生產，生活安全。

現有水質硬度檢測方法主要有以下幾種：EDTA滴定法、ICP光譜分析法、鈣離子選擇性電極電位分析法等，這些方法操作繁瑣、復雜，一般需要涉及到輔助檢測的化學滴定劑的使用、前置于正式檢測的校準步驟，此外，上述方法還依賴于昂貴的儀器檢測載體，由此不僅增加了水質硬度檢測的成本，還需要對儀器進行不斷維護，然而，上述測試方法的準確度還存在著難以把控的問題，測試人員的個體操作差異、設備的污染或老化等都有可能使測試結果產生難以忽視的偏差。基于現有的水質硬度檢測方法中存在的種種問題，使水質硬度檢測技術在生活、生產中的普及應用推進。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于水樣濁度變化的水樣硬度檢測方法，以通過簡便的操作步驟實現水質硬度的準確檢測。

根據本發明的一個方面，提供一種基于水樣濁度變化的水樣硬度檢測方法，包括以下步驟：S1.構建水體硬度與水體濁度相關的數學模型；S2.使水樣與鈣鎂離子沉淀劑接觸，以使水樣中的鈣離子、鎂離子轉化為難溶鹽，測試水樣的水樣濁度；S3.將水樣濁度代入數學模型中的水體濁度，推算水樣的硬度。本發明利用鈣離子、鎂離子能夠轉化為難溶于水的難溶鹽的特性，通過引入鈣鎂離子沉淀劑，將鈣鎂離子轉化為難溶鹽，以使水樣的濁度發生明顯的變化，上述過程反應現象明顯，測試準確度高，無須繁瑣的前置校準或昂貴的儀器，即可快速、準確地獲取水樣的硬度值。上述方法無須涉及滴定劑的使用以及前置的校準操作，對硬件設備的要求不高，因而可以節省繁瑣復雜的儀器日常維護，具有操作簡單、可靠性高、綠色環保的優越性。

優選地，鈣鎂離子沉淀劑包括磷酸根供給物料，磷酸根供給物料選自磷酸鹽、磷酸中的至少一種；難溶物為羥基磷灰石。磷酸鹽包括磷酸正鹽、正磷酸一氫鹽、磷酸二氫鹽。依照本領域的表述習慣，上述的羥基磷灰石經常被寫成(Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂)的形式以突出它是由兩部分組成的：羥基與磷灰石；其中，鈣離子可以被多種金屬離子通過發生離子交換反應代替，形成對應金屬離子的M磷灰石(M代表取代鈣離子的金屬離子)，在本方案中，(Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂)中的至少一部分鈣離子被鎂離子代替而形成的磷灰石也屬于上述羥基磷灰石所包括的范圍。在本發明中，所采用的鈣鎂離子沉淀劑旨在提供磷酸根離子，以使鈣鎂離子與磷酸根離子轉化為難溶于水的羥基磷灰石，所涉及的沉淀反應具有很高的靈敏度，濁度變化迅速且明顯，有利于提高基于濁度推算水樣硬度的準確性。此外，上述反應不涉及毒性強或價格昂貴的試劑，符合綠色環保和成本節約的追求，有利于基于水樣濁度變化的水樣硬度檢測方法的推廣應用。