制水厂，还在为铝离子检测烦恼么？
一 自来水中铝离子的来源及危害
目前，出水残余铝的问题已经引起了各国的广泛重视。《生活饮用水标准》和《城市供水水质标准》规定饮用水中铝的浓度不得超过0.2mg/L。水中铝的来源：
1.自然水体中存在铝元素。铝占地壳质量的8%，所以水体中或多或少含有一些铝，由于铝具有两性，当水体的pH值偏高或偏低时，土壤中的铝便会溶解进入水。由于工业污染而造成的酸雨，酸雾可使工业含铝污泥和土壤中的铝转变为溶解态铝；地下水中铝的含量受地层深度、地理位置、土质情况等多方面因素的影响有些不同。
2. 给水处理中，铝盐混凝剂的使用是出水残余铝升高的直接原因。水源的污染迫使许多水厂增加混凝剂投量，而国内大多数水厂都用铝盐作为混凝剂，原水中的铝和投加混凝剂引入的铝在经过混凝、沉淀、过滤后仍有约11%残留在出水厂中。若运行控制不当将会导致出厂水中铝浓度升高。输配水系统中的混凝土管、陶土管、水泥管等，其建筑材料中含有铝元素，它的溶解直接地提高了给水管网末梢出水的铝含量。
3.工业废水的不合理排放，也会增加接纳水体中铝的含量。
原水在净水厂中经过铝盐混凝剂处理后水中铝的含量大大增加并且其中相当多的铝是易被人体吸收和结合的，所以饮用水中的铝比其他来源的铝对人体的危害程度大。过量摄入铝会引起如下疾病：老年性痴呆症，记忆力减退；使骨质变得疏松；肾功能失调，肾衰竭及尿毒症；使血液和心血管发生疾病；对体细胞及生殖细胞有致突变的作用等。因此，控制饮用水中铝离子的残余量对保障用水健康，降低铝对人类和环境的危害，提高用水水质具有深远的现实意义。
二 自来水中铝的检测方法
对于水中微量铝的测定，一般推荐采用分光光度法比色法和原子吸收光度法。《GB/T 5750-2006 生活饮用水标准检验方法》中的铝的测定有4种测定方法：铬天青S分光光度法，水杨基荧光酮-氯代十六烷基吡啶分光光度法，无火焰原子吸收分光光度法，电感耦合等离子体发射光谱法。
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方法 |
原理 |
优点 |
缺点 |
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铬天青S分光光度法 |
其原理是在表面聚乙二醇辛基苯醚（OP）和溴代十六烷基吡啶（CPB）的增敏作用下，水中铝元素在 p H6.7~7.0 范围内，与铬天青 S 反应生成蓝绿色的四元胶束，用分光光度计比色定量。 |
操作简单，检测速度快 |
但存在操作繁琐、本底值高、方法重现性差、所加试剂如乙二胺为有毒药品、反应的酸碱度难控制等缺点，需研究出更优化的实验条件。 |
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水杨基荧光酮-氯代十六烷基吡啶分光光度法 |
在偏酸性环境下，铝离子与水杨基荧光酮及氯代十六烷基吡啶反应生成玫瑰红色的三元络合物，比色定量。 |
操作简单，不需要加热等处理 |
方法操作繁琐，所加试剂较多，试剂毒性较大， |
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无火焰原子吸收光谱法 |
特征谱线经过含铝样品经原子化产生的原子蒸气时被铝的基态原子所吸收，通过测定谱线强度减弱的程度对铝含量进行检测 |
选择性好、操作方便、检测速度快、精密度高等特点，可以增大其用于饮用水中铝含量检测的频率 |
该法测定铝对仪条件要求较高，干扰多，背景吸收高，须通过背景校正技术加以改进。 |
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电感耦合等离子体发射光谱法 |
一种原子发射光谱分析法，在激发光源电感耦合等离子炬的作用下使各元素的原子或离子变成激发态，根据激发态返回基态时发射的特征谱线种类和强度对元素进行定性和定量分析。 |
和电感耦合等离子体质谱法具有简单，有样品预处理步骤少，灵敏度高，线性范围宽，检出限低，准确度和精密度好等优点，适合于多元素的同时测定。 |
仪器昂贵，测试费用高，不适宜在基层实验室使用。
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随着现代仪器检测分析技术的发展，人们对饮用水中铝含量的检测技术研究不断深入，取得了可喜的成果。分光光度法是基层实验室常用的分析方法，通过实验研究人员不断的实际探索和研究，解决了分光光度法测铝含量时容易受到共存离子干扰，本底值较高等问题，并将操作步骤进行了简化。分光光度法具有灵敏度高，操作简单，检测速度快，重复性好等优点，广泛应用于基层实验室和研究机构，其中铬天青S分光光度法常用。
三 如何使用便携式水质检测仪测试自来水中铝的含量
便携式水质分析仪(以下简称仪器)是一种分析精度相当高的多参数水质分析仪。仪器采用新的LED测试技术，集成特定吸收峰波长620nm的 LED光源，摒弃了传统复杂、笨重的光路系统，仪器具有体积小，操作方便等优点，直接使用比色管作为测量的容器，大大方便了用户。
雷磁研究开发并确定了检测过程中的关键控制点和主要影响因素，并通过改进显色溶液的配置和使用，抗干扰溶液配制方法，优化显色时间等方法，解决了所加试剂种类繁琐、检测稳定性和重复性差等问题，增加了检测准确度和灵敏度，简化了操作步骤，减少了试剂用量，使便携式水质分析仪适用于饮用水中铝的测定。
² 测量前需要做哪些准备工作？
1.溶液的准备
1) 比色管预处理：使用（1+9）的硝酸浸泡过夜除去比色管壁上的杂质。
2) 配套试剂：显色剂，指示剂，酸试剂等。
3) 铝离子校准液（ρ（Al）=1mg/L）：临用时用铝标准储备液稀释而成。
CAl=0.3mg/L标准溶液：准确吸取60mL铝校准母液（ρ（Al）=1mg/L）至200mL容量瓶中，用水定容至刻度。
4) 显色过程：移取标液或者样品溶液5mL，向比色管中加入一滴指示剂，摇匀，加一滴氨水，摇匀，加3滴硝酸溶液摇匀，再加0.3mL显色剂溶液，摇匀，加入1mL缓冲液摇匀。（每支比色管单独测量，缓冲溶液加入后，带读数稳定即读数）
² 自来水中铝的含量如何测试？
1. 仪器标定
选择620nm波长标定和测量。以浓度0.00mg/L，0.30mg/L的标液进行标定。若需精确测量，可选择多点标定。
2. 自来水测定结果
移取某管网末梢自来水5mL，按上述步显色步骤进行比色测定。平行测定三份，计算三份结果平均值，即为自来水中铝离子的含量。
表1 某管网末梢自来水含量的测定
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编号 |
自来水（mg/L） |
平均值（mg/L） |
自来水加标（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% |
自来水中铝离子的含量为0.083mg/L，而国家饮用水水质标准中规定铝的含量不多过0.2毫克/升，样品溶液中加入50μL10mg/L标液显色后测定，回收率为98%，102%，测定结果准确可靠。
² 测量过程中需要注意什么？
1. 测量前使用（1+9）的硝酸浸泡过夜除去比色管壁上的杂质，否则会造成测定结果不准。
2. 测试过程中要控制加入每种试剂的时间，会造成测试结果偏差。
3. 测完之后废液注意回收。
四 雷磁便携式水质分析仪
技术参数：
1) 测量范围
铝：（0.000~0.300）mg/L；
2) 示值误差
±0.015mg/L。
3) 重复性
不大于0.005mg/L。
4) 检出限
不大于0.01mg/L。
功能特点：
1) 采用单片机技术，良好人机界面。支持IP65防水等级。
2) 仪器直接读取测量结果。
3) 仪器通常不需要校准，即可直接测量。对应高精度要求的测量，用户可自行标定后 测量；仪器支持2点校准。
4) 仪器使用图形显示方式，支持查阅上次标定结果、存贮结果，直观方便。
5) 仪器支持自动关机功能，在设定的时间内，如果用户不操作仪器，则自动关机。
6) 仪器具有断电保护功能，在仪器使用完毕关机后或非正常断电情况下，仪器内部贮存的测量数据、校正数据、设置参数不会丢失。
7) 仪器支持电池供电或者USB自动取电；
8) 仪器支持固件升级，允许功能扩展和应用拓展，满足特殊用户的测量需求。
