一、檢測項目概述

1. • 評估水質的硬度（鈣鎂總硬度是水質硬度的重要指標）。
   • 監測工業循環水、鍋爐水的結垢傾向。
   • 食品、藥品中礦物元素的含量控制。
   • 土壤、礦石中鈣鎂含量的地質分析。
2. • 總硬度（Ca²? + Mg²?）：以碳酸鈣（CaCO?）當量表示（mg/L或mmol/L）。
   • 鈣離子（Ca²?）濃度：單獨測定鈣的含量。
   • 鎂離子（Mg²?）濃度：通過總硬度與鈣含量的差值計算得出。

二、常用檢測方法

1. EDTA絡合滴定法

• 原理： 在pH 10的氨性緩沖溶液中，鈣鎂離子與指示劑（如鉻黑T）形成紅色絡合物。用乙二胺四乙酸二鈉（EDTA）標準溶液滴定，EDTA優先與Ca²?、Mg²?結合，終點時溶液由紅色變為藍色。
• 適用性： 適用于水質、土壤、食品等樣品的總硬度檢測。
• 優勢： 成本低、操作簡單，無需復雜儀器。
• 局限性： 易受重金屬離子（如Fe³?、Al³?）干擾，需加入掩蔽劑（如三乙醇胺、KCN）。

2. 原子吸收光譜法（AAS）

• 原理： 通過原子化器將樣品中的鈣、鎂轉化為基態原子，利用特定波長（Ca：422.7 nm；Mg：285.2 nm）的光吸收進行定量分析。
• 適用性： 高精度測定樣品中鈣、鎂的單獨濃度。
• 優勢： 靈敏度高、選擇性好，可區分鈣和鎂。
• 局限性： 設備昂貴，需專業操作，樣品需預處理（如消解、過濾）。

3. 電感耦合等離子體發射光譜法（ICP-OES）

• 原理： 樣品在等離子體中激發，鈣和鎂發射特征光譜（Ca：317.9 nm；Mg：279.5 nm），通過光強與濃度的線性關系定量。
• 適用性： 復雜基質樣品（如生物組織、礦石）的多元素同時分析。
• 優勢： 檢測限低、線性范圍寬，可同時測定多種元素。
• 局限性： 儀器成本高，維護復雜。

4. 分光光度法

• 原理： 利用顯色劑（如鈣指示劑或鎂試劑）與鈣或鎂形成有色絡合物，通過吸光度值定量。
• 適用性： 實驗室快速檢測，適用于低濃度樣品。
• 優勢： 設備簡單，適合批量檢測。
• 局限性： 易受共存離子干擾，需嚴格控制反應條件。

三、檢測流程與步驟（以EDTA法為例）

1. • 水樣：過濾去除懸浮物，調節pH至中性。
   • 固體樣品（如土壤、食品）：酸消解后定容。
2. • EDTA標準溶液（0.01 mol/L）。
   • 氨性緩沖溶液（pH 10，含NH?·H?O和NH?Cl）。
   • 鉻黑T指示劑。
3. • 取50 mL樣品于錐形瓶中，加入5 mL緩沖溶液和少量指示劑。
   • 用EDTA滴定至溶液由紅色變為純藍色，記錄消耗的EDTA體積（V）。
4. • 總硬度（mg/L CaCO?）= (C_EDTA × V_EDTA × 100.09 × 1000) / V_sample

四、應用場景

1. 環境監測
   • 地表水、地下水硬度分析，評估飲用水安全及工業用水適用性。
2. 工業水處理
   • 監測鍋爐水、冷卻水的鈣鎂含量，防止管道結垢。
3. 食品與醫藥
   • 乳制品、鈣鎂補充劑中礦物質含量的質量控制。
4. 地質與礦產
   • 礦石、土壤中鈣鎂比例的測定，輔助地質勘探。

五、注意事項

1. 干擾消除：
   • Fe³?、Al³?等干擾離子需用掩蔽劑（如三乙醇胺）消除。
   • 高濃度鹽分可能影響滴定終點判斷，需稀釋樣品。
2. 標準溶液校準：
   • EDTA易受pH和溫度影響，需定期標定。
3. 儀器維護：
   • AAS和ICP-OES需定期清洗霧化器，校準波長。

六、