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什么是堿度？
閱讀：10983 發(fā)布時(shí)間：2020-2-4什么是堿度？
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方法中水和廢水（SM 2320 堿度）檢查中的描述“水能中和酸的能力就是堿度”，即可滴定堿的總量。同樣可表征為水可承受pH變化使得酸性更強(qiáng)的能力（或水的緩沖能力）。堿度主要與碳酸根、碳酸氫根、氫氧根離子有關(guān)，也可能與硼酸根、磷酸根、硅酸根等堿性物質(zhì)有關(guān)。
為什么需要測(cè)量堿度？
在許多環(huán)境和工業(yè)領(lǐng)域中，堿度都是重要的測(cè)量參數(shù)：
水質(zhì)——堿度可抵抗來(lái)自于自然界或人類活動(dòng)引起的pH快速變化，所以堿度的高低對(duì)于魚類和淡水生物很重要。為了鑒定地表水酸化的敏感性，美國(guó)環(huán)保署監(jiān)測(cè)各區(qū)域地表水的堿度，并制作了總堿度地圖.此外，堿度過(guò)高也會(huì)損害水生物。
污水廠——堿度在污水處理中扮演著重要的角色。污水原水的堿度與很多因素有關(guān)，如水源、懸浮有機(jī)物的數(shù)量、游離氫氧根堿性物質(zhì)是否存在、碳酸氫鹽和可溶二氧化碳量的多少等。在污水處理中，使用了不同的化學(xué)物質(zhì)調(diào)節(jié)處理過(guò)程中的*堿度，如曝氣池的生物硝化作用、出水的加氯消毒、厭氧池內(nèi)活性生物生成酸的中和作用、抑制腐蝕。
飲用水廠（自來(lái)水廠）——在飲用水處理中堿度也很重要。在不同處理階段都要測(cè)量堿度，如原水、沉淀池、出水。在水的軟化、防腐控制、殺菌、絮凝沉淀和氧化過(guò)程中堿度都是重要的參數(shù)。根據(jù)消毒劑及其副產(chǎn)品法規(guī)（DBPR），飲用水廠通常同時(shí)測(cè)量原水的堿度和TOC并通告。
樣品的采集和儲(chǔ)存
通常，采集樣品需遵循以下原則：
在低溫下，用聚乙烯瓶或硼硅酸鹽玻璃瓶保存樣品。記錄采集地水源的pH值。樣品瓶要填滿并蓋緊。不要過(guò)濾、稀釋、濃縮或改變樣品。水樣應(yīng)盡快測(cè)量，在4℃下多可儲(chǔ)存14天。
測(cè)量方法
滴定法
滴定法是經(jīng)典方法，且EPA認(rèn)可。在室溫下用酸性標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至預(yù)選終點(diǎn)，結(jié)果以mg/L CaCO3來(lái)表示。終點(diǎn)可由pH電極或觀察顯色劑顏色變化來(lái)確定。通過(guò)滴定至終點(diǎn)使用的硫酸或鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液來(lái)計(jì)算堿度。可測(cè)量以下兩種堿度：
P-堿度（或稱酚酞堿度）——用酸滴定至pH 8.3。測(cè)量了樣品中包含由碳酸鹽、氫氧根和部分碳酸氫根引起的堿度。P-堿度達(dá)到一定程度可抑制腐蝕，但過(guò)量的堿度也會(huì)導(dǎo)致腐蝕（脆化）或苛性水，嘗起來(lái)有灼燒感。P-堿度由以下公式計(jì)算：
P-alkalinity, mg CaCO3/L = ((滴定至pH 8.3使用的酸標(biāo)準(zhǔn)液mL體積數(shù))*(酸標(biāo)準(zhǔn)液濃度)*50000)
樣品mL體積數(shù)
總堿度也稱為M-堿度（M代表滴定至甲基橙色），由酸滴定至pH 4.5，所有的碳酸鹽、氫氧根和碳酸氫根都被滴定?？倝A度（M-堿度）可由以下公式計(jì)算：
M-alkalinity, mg CaCO3/L = ((滴定至pH 4.5使用的酸標(biāo)準(zhǔn)液mL體積數(shù)) *(酸標(biāo)準(zhǔn)液濃度)*50000)
樣品mL體積數(shù)
P-堿度和M-堿度可幫助用戶確定水的性質(zhì)。比如：如果P-堿度大于M堿度的一半，水中的氫氧根和碳酸根會(huì)造成水有腐蝕性；如果P-堿度為0，則水中沒(méi)有氫氧根和碳酸根?？蓞⒖紭?biāo)準(zhǔn)方法2320查看更多詳細(xì)信息。
Orion pH電極可成功用于堿度的終點(diǎn)滴定。滴定前需要對(duì)電極進(jìn)行校準(zhǔn)。肥皂、油狀物、懸浮物、沉淀物以及一些會(huì)附著在pH球泡引起響應(yīng)遲鈍的物資會(huì)影響滴定。必要時(shí)及時(shí)清洗電極或在添加滴定劑間給予電極另外的時(shí)間使其達(dá)到穩(wěn)定。
比色法
比色法測(cè)量堿度的原理類似于傳統(tǒng)的滴定法，但是pH終點(diǎn)雖然不同，但添加的酸是預(yù)制的。試劑通常含有多種酸和pH敏感顯色劑。當(dāng)酸與樣品中的堿性物質(zhì)反應(yīng)時(shí)，改變了樣品的pH值，并改變了顯色劑的顏色。pH的改變導(dǎo)致顏色的變化，其與樣品中的堿度成比例，利用特定波長(zhǎng)（P-堿度用560nm，M-堿度用610nm）可測(cè)量其吸光度。
Orion總堿度套裝
Orion總堿度套裝同樣由一些酸組成，可與樣品中可滴定的堿性物質(zhì)反應(yīng)。樣品中的pH值會(huì)隨之變化，可用pH電極來(lái)測(cè)量。試劑添加后的pH讀數(shù)不同于總堿度。
| 滴定法 | 比色法 | Orion總堿度套裝 |
P-堿度 | 是 | 是 | 否 |
總堿度（M-堿度） | 是 | 是 | 是 |
樣品量 | 200mL | 10mL | 100mL |
測(cè)量范圍 | 堿度所有范圍 | P-堿度：5-200mg/L CaCO3 M-堿度：5-200mg/L CaCO3 | 0-225mg/L CaCO3 |
干擾 | 可附著在pH球泡上的物質(zhì) | 樣品中的濁度和顏色 | 可附著在pH球泡上的物質(zhì) |
優(yōu)點(diǎn) | 濁度和顏色無(wú)干擾。 滴定可自動(dòng)進(jìn)行。 測(cè)量范圍大。 EPA認(rèn)可的方法。 | 樣品體積小。 出結(jié)果快。 便于操作和攜帶。 可測(cè)量P-堿度和M-堿度。 | 濁度和顏色無(wú)干擾。 比滴定法快。 測(cè)量范圍大。
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推薦設(shè)備 | Orion pH電極和pH測(cè)量?jī)x。 | Orion試劑： AC2002 (M-堿度)， AC3002P。 Orion 儀器： AQ3700， AQ7000 or AQ8000。 | Orion 700010 總堿度套裝 |