一种适用于不同基底水体中总碱度的测定方法

本发明涉及水体总碱度测定领域，尤其涉及一种适用于不同基底水体的宽范围总碱度的测定方法。

背景技术：

1、总碱度（total alkalinity，ta）是碳酸盐系统的四个基本参数之一，被定义为“与1 kg样品中质子接受体（由解离常数k≤10-4.5和离子强度为零的弱酸形成的碱）超过质子给予体（k＞10-4.5的酸）相当的氢离子摩尔数”。根据此定义，ta可用下列方式表示：

2、ta=[hco3-]+2[co32-]+[b(oh)4-]+[oh-]+[hpo42-]+2[po43-]+[sio(oh)3-]+[nh3]+[hs-]+…-[h+]f-[hso4-]-[hf]-[h3po4]-…

3、ta用重量单位表示，表明其不受系统内温度和压力的影响。

4、ta是表征水体缓冲能力的一个重要指标，是衡量水体抗酸化能力的一种手段。ta也是环境和工业过程中的一个重要参数（水质控制、废水处理、水生生态系统管理和工业过程控制），它影响营养物质的可用性以及不同化学物质对天然水系统中水生生物的毒性。天然水体的碱度变化范围大，变化范围可达1~10000 μmol/kg。

5、目前ta的多步滴定法包括多步滴定-电极电位法和多步滴定-分光光度法。其中多步滴定-电极电位法是ta测定最常用的方法，但是该方法的样品消耗量大、测定时间长、需频繁校正、操作步骤较为繁琐。本发明旨在建立一种小体积、宽范围、操作简单的水体总碱度测定方法，能够适用于不同基底水体中总碱度的测定。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决现有技术中的上述问题，提供一种适用于不同基底水体中总碱度的测定方法，具有小体积、宽范围、操作简单、无需复杂仪器设备等优点。

2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种适用于不同基底水体中总碱度的测定方法，包括以下步骤：

4、1）将待测水样过滤膜，得到过滤后的水样，用温度计及盐度计测定其温度与盐度；

5、2）取2~5 ml步骤1）得到的过滤后水样加入比色皿中，向水样中依次加入指示剂储备液及盐酸；

6、3）溶液混合均匀后将二氧化碳气体排出；

7、4）排出二氧化碳后，将比色皿置于分光光度计中，读取其在特征波长下的吸光度；

8、5）将温度、盐度、吸光度带入算法，获得算法碱度；

9、6）将算法碱度代入校正公式，获得试样最终总碱度；

10、所述算法如下：

11、

12、其中，ta为试样的总碱度；ρs、ρa、ρi分别为水样、盐酸及指示剂储备液的密度；vs、va、vi分别为水样、盐酸及指示剂储备液的体积；ca、ci分别为盐酸的浓度及指示剂储备液中指示剂总浓度；ci’为反应后溶液中指示剂总浓度；a1、a2为分光光度计所读吸光度；t为反应温度；s为试样盐度；φ1(hi)、φ2(hi)分别为指示剂储备液及反应后溶液中，酸态指示剂占总指示剂的比例。

13、所述指示剂储备液为溴甲酚绿或溴甲酚紫中的一种。

14、所述指示剂储备液的浓度为2~10 mmol/l。

15、所述盐酸的浓度为0.02~1 mol/l。

16、所述特征波长与所选指示剂种类相关；若指示剂为溴甲酚绿，则特征波长为444nm、616 nm；若指示剂为溴甲酚紫，则特征波长为432 nm、589 nm。

17、步骤6）中的校正公式是将已知碱度标准品用本方法测定，所得数据经所述算法处理得到算法碱度，将算法碱度与其理论标准值作图获得。

18、相对于现有技术，本发明技术方案取得的有益效果是：

19、1、本发明使用单点滴定法。与多点滴定法相比，单点滴定法操作更为简单，仅需加入一次酸即可。

20、2、本发明使用实验室常见的分光光度计测定吸光度再通过特定的算法和校正公式，即可实现水体中总碱度的测定，无需复杂的仪器设备。

21、3、与现有总碱度测定方法相比，本发明所需试样体积小。目前大多碱度测定方法所需试样体积为50~100 ml，本发明仅需几毫升即可完成一次测定。

22、4、本发明方法精密度好、操作流程简单、易上手，不同操作人员及不同分光光度计测定结果无明显差异，具有普适性。

23、5、本发明可用于淡水、海水等不同基底总碱度的测定，不受基底干扰，可实现现场测定。

24、6、本发明可用于宽范围碱度的测定，可测淡水试样碱度范围为500~10000 μmol/kg，也可测定正常海水范围内的碱度（1800~2200 μmol/kg）。

技术特征：

1.一种适用于不同基底水体中总碱度的测定方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种适用于不同基底水体中总碱度的测定方法，其特征在于：所述指示剂储备液为溴甲酚绿或溴甲酚紫中的一种。

3.如权利要求1所述的一种适用于不同基底水体中总碱度的测定方法，其特征在于：所述指示剂储备液的浓度为2~10 mmol/l。

4.如权利要求1所述的一种适用于不同基底水体中总碱度的测定方法，其特征在于：所述盐酸的浓度为0.02~1 mol/l。

5.如权利要求1所述的一种适用于不同基底水体中总碱度的测定方法，其特征在于：所述特征波长与所选指示剂种类相关；若指示剂为溴甲酚绿，则特征波长为444 nm、616 nm；若指示剂为溴甲酚紫，则特征波长为432 nm、589 nm。

6.如权利要求1所述的一种适用于不同基底水体中总碱度的测定方法，其特征在于：步骤6）中的校正公式是将已知碱度标准品用本方法测定，所得数据经所述算法处理得到算法碱度，将算法碱度与其理论标准值作图获得。

技术总结一种适用于不同基底水体中总碱度的测定方法，涉及水体总碱度测定领域，其可以测定不同基底水体宽范围的碱度。本发明的步骤为：将待测水样过滤后加入到比色皿中，依次加入指示剂及盐酸，充分混合均匀后排气一定时间。用分光光度计读取其在相应特征波长下的吸光度，将吸光度代入碱度算法中获得算法碱度。将算法碱度带入校正方程中，得到实际待测水样的总碱度。本发明操作简单、对仪器要求低、试验材料易得、所需样品体积小，可用于不同基底水体中总碱度的测定。技术研发人员：马剑,马秀梅,李杭茜,郑书露,陈钊英受保护的技术使用者：厦门大学技术研发日：技术公布日：2025/1/6