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一 自來(lái)水中鋁離子的來(lái)源及危害
目前，出水殘余鋁的問(wèn)題已經(jīng)引起了各國的廣泛重視?！渡铒嬘盟畼藴省泛妥钚碌慕ㄔO部《城市供水水質(zhì)標準》規定飲用水中鋁的濃度不得超過(guò)0.2mg/L。水中鋁的來(lái)源：
1.自然水體中存在鋁元素。鋁占地殼質(zhì)量的8%，所以天然水體中或多或少含有一定的鋁，由于鋁具有兩性，當水體的pH值偏高或偏低時(shí)，土壤中的鋁便會(huì )溶解進(jìn)入天然水。由于工業(yè)污染而造成的酸雨，酸霧可使工業(yè)含鋁污泥和土壤中的鋁轉變?yōu)槿芙鈶B(tài)鋁；地下水中鋁的含量受地層深度、地理位置、土質(zhì)情況等多方面因素的影響有些不同。
2. 給水處理中，鋁鹽混凝劑的使用是出水殘余鋁升高的直接原因。水源的污染迫使許多水廠(chǎng)增加混凝劑投量，而國內大多數水廠(chǎng)都用鋁鹽作為混凝劑，原水中的鋁和投加混凝劑引入的鋁在經(jīng)過(guò)混凝、沉淀、過(guò)濾后仍有約11%殘留在出水廠(chǎng)中。若運行控制不當將會(huì )導致出廠(chǎng)水中鋁濃度升高，甚至超標。輸配水系統中的混凝土管、陶土管、水泥管等，其建筑材料中含有鋁元素，它的溶解直接地提高了給水管網(wǎng)末梢出水的鋁含量。
3.工業(yè)廢水的不合理排放，也會(huì )增加接納水體中鋁的含量。
原水在凈水廠(chǎng)中經(jīng)過(guò)鋁鹽混凝劑處理后水中鋁的含量大大增加并且其中相當多的鋁是易被人體吸收和結合的，所以飲用水中的鋁比其他來(lái)源的鋁對人體的危害程度大。過(guò)量攝入鋁會(huì )引起如下疾?。豪夏晷园V呆癥，記憶力減退；使骨質(zhì)變得疏松軟化；腎功能失調，腎衰竭及尿毒癥；使血液和心血管發(fā)生疾??；對體細胞及生殖細胞有致突變的作用等。因此，控制飲用水中鋁離子的殘余量對保障用水安全，降低鋁對人類(lèi)和環(huán)境的危害，提高用水水質(zhì)具有深遠的現實(shí)意義。
二 自來(lái)水中鋁的檢測方法
對于水中微量鋁的測定，一般推薦采用分光光度法比色法和原子吸收光度法?！?/font>GB/T 5750-2006 生活飲用水標準檢驗方法》中的鋁的測定有4種測定方法：鉻天青S分光光度法，水楊基熒光酮-氯代十六烷基吡啶分光光度法，無(wú)火焰原子吸收分光光度法，電感耦合等離子體發(fā)射光譜法。
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方法 |
原理 |
優(yōu)點(diǎn) |
缺點(diǎn) |
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鉻天青S分光光度法 |
其原理是在表面活性劑聚乙二醇辛基苯醚（OP）和溴代十六烷基吡啶（CPB）的增敏作用下，水中鋁元素在 p H6.7~7.0 范圍內，與鉻天青 S 反應生成藍綠色的四元膠束，用分光光度計比色定量。 |
操作簡(jiǎn)單，檢測速度快 |
但存在操作繁瑣、本底值高、方法重現性差、所加試劑如乙二胺為有毒藥品、反應的酸堿度難控制等缺點(diǎn)，需研究出更優(yōu)化的實(shí)驗條件。 |
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水楊基熒光酮-氯代十六烷基吡啶分光光度法 |
在偏酸性環(huán)境下，鋁離子與水楊基熒光酮及氯代十六烷基吡啶反應生成玫瑰紅色的三元絡(luò )合物，比色定量。 |
操作簡(jiǎn)單，不需要加熱等處理 |
方法操作繁瑣，所加試劑較多，試劑毒性較大， |
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無(wú)火焰原子吸收光譜法 |
特征譜線(xiàn)經(jīng)過(guò)含鋁樣品經(jīng)原子化產(chǎn)生的原子蒸氣時(shí)被鋁的基態(tài)原子所吸收，通過(guò)測定譜線(xiàn)強度減弱的程度對鋁含量進(jìn)行檢測 |
選擇性好、操作方便、檢測速度快、精密度高等特點(diǎn)，可以增大其用于飲用水中鋁含量檢測的頻率 |
該法測定鋁對儀條件要求較高，干擾多，背景吸收高，須通過(guò)背景校正技術(shù)加以改進(jìn)。 |
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電感耦合等離子體發(fā)射光譜法 |
一種原子發(fā)射光譜分析法，在激發(fā)光源電感耦合等離子炬的作用下使各元素的原子或離子變成激發(fā)態(tài)，根據激發(fā)態(tài)返回基態(tài)時(shí)發(fā)射的特征譜線(xiàn)種類(lèi)和強度對元素進(jìn)行定性和定量分析。 |
ICP-AES法和電感耦合等離子體質(zhì)譜法具有簡(jiǎn)單快速，有樣品預處理步驟少，靈敏度高，線(xiàn)性范圍寬，檢出限低，準確度和精密度好等優(yōu)點(diǎn)，適合于多元素的同時(shí)測定。 |
儀器昂貴，測試費用高，不適宜在基層實(shí)驗室使用。
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隨著(zhù)現代儀器檢測分析技術(shù)的發(fā)展，人們對飲用水中鋁含量的檢測技術(shù)研究不斷深入，取得了可喜的成果。分光光度法是基層實(shí)驗室最常用的分析方法，通過(guò)實(shí)驗研究人員不斷的實(shí)際探索和研究，解決了分光光度法測鋁含量時(shí)容易受到共存離子干擾，本底值較高等問(wèn)題，并將操作步驟進(jìn)行了簡(jiǎn)化。分光光度法具有靈敏度高，操作簡(jiǎn)單，檢測速度快，重復性好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應用于基層實(shí)驗室和研究機構，其中鉻天青S分光光度法最為常用。
三 如何使用便攜式水質(zhì)檢測儀測試自來(lái)水中鋁的含量（DGB-427）
DGB-427型便攜式水質(zhì)分析儀(以下簡(jiǎn)稱(chēng)儀器)是一種分析精度相當高的多參數水質(zhì)分析儀。儀器采用新的LED測試技術(shù)，集成特定吸收峰波長(cháng)620nm的 LED光源，摒棄了傳統復雜、笨重的光路系統，儀器具有體積小，操作方便等優(yōu)點(diǎn)，直接使用比色管作為測量的容器，大大方便了用戶(hù)。
雷磁研究開(kāi)發(fā)并確定了檢測過(guò)程中的關(guān)鍵控制點(diǎn)和主要影響因素，并通過(guò)改進(jìn)顯色溶液的配置和使用，抗干擾溶液配制方法，優(yōu)化顯色時(shí)間等方法，解決了所加試劑種類(lèi)繁瑣、檢測穩定性和重復性差等問(wèn)題，增加了檢測準確度和靈敏度，簡(jiǎn)化了操作步驟，減少了試劑用量，使DGB-427型便攜式水質(zhì)分析儀適用于飲用水中鋁的測定。
² 測量前需要做哪些準備工作？
1.溶液的準備
1) 比色管預處理：使用（1+9）的硝酸浸泡過(guò)夜除去比色管壁上的雜質(zhì)。
2) 配套試劑：顯色劑，指示劑，酸試劑等。
3) 鋁離子校準液（ρ（Al）=1mg/L）：臨用時(shí)用鋁標準儲備液稀釋而成。
CAl=0.3mg/L標準溶液：準確吸取60mL鋁校準母液（ρ（Al）=1mg/L）至200mL容量瓶中，用水定容至刻度。
4) 顯色過(guò)程：移取標液或者樣品溶液5mL，向比色管中加入一滴指示劑，搖勻，加一滴氨水，搖勻，加3滴硝酸溶液搖勻，再加0.3mL顯色劑溶液，搖勻，最后加入1mL緩沖液搖勻。（每支比色管單獨測量，緩沖溶液加入后，帶讀數穩定即讀數）
² 自來(lái)水中鋁的含量如何測試？
1. 儀器標定
選擇620nm波長(cháng)標定和測量。以濃度0.00mg/L，0.30mg/L的標液進(jìn)行標定。若需精確測量，可選擇多點(diǎn)標定。
圖1 不同鋁離子濃度的顯色變化圖
2. 自來(lái)水測定結果
移取某管網(wǎng)末梢自來(lái)水5mL，按上述步顯色步驟進(jìn)行比色測定。平行測定三份，計算三份結果平均值，即為自來(lái)水中鋁離子的含量。
表1 某管網(wǎng)末梢自來(lái)水含量的測定
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編號 |
自來(lái)水（mg/L） |
平均值（mg/L） |
自來(lái)水加標（mg/L） |
回收率 |
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1 |
0.083 |
0.084 |
0.182 |
98% |
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2 |
0.083 |
0.186 |
102% |
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3 |
0.086 |
0.186 |
102% |
自來(lái)水中鋁離子的含量為0.083mg/L，而國家飲用水水質(zhì)標準中規定鋁的含量不超過(guò)0.2毫克/升，所以未超標。樣品溶液中加入50μL10mg/L標液顯色后測定，回收率為98%，102%，測定結果準確可靠。
² 測量過(guò)程中需要注意什么？
1. 測量前使用（1+9）的硝酸浸泡過(guò)夜除去比色管壁上的雜質(zhì)，否則會(huì )造成測定結果不準。
2. 測試過(guò)程中要控制加入每種試劑的時(shí)間，會(huì )造成測試結果偏差。
3. 測完之后廢液注意回收。
四 雷磁DGB-427 便攜式水質(zhì)分析儀
DGB-427便攜式多參數水質(zhì)分析儀
技術(shù)參數：
1) 測量范圍
鋁：（0.000~0.300）mg/L；
2) 示值誤差
±0.015mg/L。
3) 重復性
不大于0.005mg/L。
4) 檢出限
不大于0.01mg/L。
功能特點(diǎn)：
1) 采用單片機技術(shù)，良好人機界面。支持IP65防水等級。
2) 儀器直接讀取測量結果。
3) 儀器通常不需要校準，即可直接測量。對應高精度要求的測量，用戶(hù)可自行標定后 測量；儀器支持2點(diǎn)校準。
4) 儀器使用圖形顯示方式，支持查閱上次標定結果、存貯結果，直觀(guān)方便。
5) 儀器支持自動(dòng)關(guān)機功能，在設定的時(shí)間內，如果用戶(hù)不操作儀器，則自動(dòng)關(guān)機。
6) 儀器具有斷電保護功能，在儀器使用完畢關(guān)機后或非正常斷電情況下，儀器內部貯存的測量數據、校正數據、設置參數不會(huì )丟失。
7) 儀器支持電池供電或者USB自動(dòng)取電；
8) 儀器支持固件升級，允許功能擴展和應用拓展，滿(mǎn)足特殊用戶(hù)的測量需求。
