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user: 3. 不同类别水质特征分析 3.1. 淡化水水质分析 表1是海水经过反渗透处理所产淡化水水质分析。表中所示海水、一级反渗透产水和二级反渗透产水的13项水质指标分析结果。从表中可以看出，经过一级反渗透后，淡化产水其他水质指标都符合国家饮用水水质标准。对于海水中海量较高的氯化物、钠盐、硫酸盐等离子，脱除率可达99%以上。 经过二级反渗透处理后，产水中溶解性总固体(TDS)的浓度进一步降低，仅为74 mg/L，水质指标都符合国家饮用水水质标准。经过一级和二级反渗透处理之后，pH值在6.5~8.5范围之间；一级反渗透产水的TDS浓度为218 mg/L，二级反渗透产水的TDS浓度为74 mg/L，均在500 mg/L以下；且反渗透膜对Ca 2+ 、Mg 2+ 离子的去除率很高(分别为99.95%和99.96%)，产水中Ca 2+ 、Mg 2+ 浓度均小于1 mg/L，总硬度和总碱度均小于5 mg/L (以CaCO 3 计)。与饮用天然矿泉水相比，淡化水的碱度、硬度及钙镁离子浓度均较低，需进行调质才更符合人们的饮用要求。 3.2. 矿泉水水质特征分析 由于饮用天然矿泉水有很多优点，受到人们的欢迎。因此通过对饮用天然矿泉水检测分析，总结矿泉水的水质特点，对淡化水水质调节具有指导作用。矿泉水根据所处的地层、岩石种类的不同而不同因此对对市售主流品牌19种饮用天然矿泉水进行检测分析，结果如图1~5可知，所检测的饮用天然矿泉水水质指标波动范围较大。 图1是饮用天然矿泉水钙离子浓度检测结果。从图中可以看出，19种调查的市售天然矿泉水牌子中，Ca 2+ 浓度波动范围在0~60 mg/L，其中品牌1中钙离子浓度为0.237 mg/L，几乎为0。钙离子浓度在2~15 mg/L范围的有9种，比例为30%。钙离子浓度在25~50 mg/L范围的有7种，所占比例为23.3%。钙离子浓度高于50 mg/L的有2种，品牌18和品牌19的钙离子浓度分别为50.84 mg/L和57.63 mg/L。可见不同品牌的矿泉水中所含的钙离子浓度也相差很多。 图1. 饮用天然矿泉水钙浓度范围 图2是饮用天然矿泉水镁离子浓度检测结果。从图中可以看出，19种调查的市售天然矿泉水牌子中，Mg 2+ 浓度波动范围0~20 mg/L，其中品牌3矿泉水中镁离子浓度为0.584 mg/L，而品牌15矿泉水中镁离子浓度为18.72，两种饮用天然矿泉水牌子中镁离子浓度相差18.136 mg/L。镁离子浓度在1~10 mg/L范围的有15种，所占比例为78.9%。镁离子浓度高于15 mg/L的有3种，分别为品牌16、品牌19和品牌15，所占比例为15.8%。 图2. 饮用天然矿泉水镁浓度范围 图3和图4是饮用天然矿泉水总硬度和总碱度的检测结果。从图中可以看出，品牌3是19种天然矿泉水中总硬度和总碱度最低的一种，其总硬度和总碱度分别为28.39 mg/L和19.01 mg/L。而品牌19是19种天然矿泉水中总硬度和总碱度最高的一种，其总硬度和总碱度分别为346.16 mg/L和158.3 mg/L。19种调查的市售天然矿泉水中，总硬度和总碱度最大差值为317.77 mg/L和139.29 mg/L。19种天然矿泉水中总硬度在50~200 mg/L范围内有13种，所占比例为68.4%，19种天然矿泉水中总硬度高于200 mg/L有4种，品牌18、品牌16、品牌15和品牌19的总硬度分别为212.94 mg/L、242.42 mg/L、260.98 mg/L和346.16 mg/L。19种天然矿泉水中总碱度相同的有2种，分别为品牌3和品牌6。19种天然矿泉水中总碱度在30~100 mg/L范围内有13种，所占比例为68.4%。 图3. 饮用天然矿泉水总硬度浓度范围 图4. 饮用天然矿泉水总碱度浓度范围 图5是饮用天然矿泉水pH值检测结果。从图中可以看出，19种调查的市售天然矿泉水中，pH近于7.0~8.5范围的有16种矿泉水，比例为84.2%。pH值低于7.0的有5种矿泉水，品牌12的pH值为6.01，品牌3的pH值为6.16，品牌4的pH值为6.49，品牌9的pH值为6.45以及品牌7的pH值为6.79，这5种天然矿泉水的pH值呈弱酸性。19种调查的市售天然矿泉水中pH值高于8的有1种，品牌8的pH值为8.16，偏碱性。19种调查的市售天然矿泉水中pH最大差值为2.15。 图5. 饮用天然矿泉水pH范围 不同品牌市售矿泉水水质指标相差较大，总硬度为28~346 mg/L (以CaCO 3 计)，多为50~100 mg/L (以CaCO 3 计)；总碱度为19~158 mg/L (以CaCO 3 计)，多为40~80 mg/L (以CaCO 3 计)；Ca 2+ 含量为0.2~57 mg/L，多为10~20 mg/L；Mg 2+ 含量为0.6~18 mg/L，多为2~6 mg/L；市售饮用天然矿泉水pH多为弱碱性，为7.0~8.0，少数呈弱酸性。 淡化水的水质若参照饮用天然矿泉水的水质范围进行调质。调质的目标建议值可定为：总硬度50~200 mg/L (以CaCO 3 计)，总碱度30~200 mg/L (以CaCO 3 计)，Ca 2+ 浓度10~40 mg/L，Mg 2+ 浓度5~20 mg/L。 3.3. 淡化水推荐水质标准 将不同淡水的水质和相关标准对Ca 2+ 、Mg 2+ 、总硬度和总碱度(以CaCO 3 计)的浓度范围统计为表2。 Table 2 Analysis and comparison of different water qualit 序号 水质 Ca2+浓度 (mg/L) Mg2+浓度 (mg/L) 总硬度 (mg/L，以CaCO3计) 总碱度 (mg/L，以CaCO3计) 1 淡化水 ≤1 ≤1 ≤5 ≤5 2 饮用天然矿泉水 10~40 5~20 50~200 30~200 3 《生活饮用水水质标准》GB5749-2006 / / 0~450 / 4 WHO《饮用水水质标准》第四版-2011 / / / / 5 欧盟《饮用水水质指令》80/778/EC-1995 / / / / 6 美国《饮用水水质指令》-2001-一级 / / / / 7 美国《饮用水水质指令》-2001-二级 / / / / 8 日本《生活饮用水水质标准》-1993 / / ≤300 / 9 中国《低矿化度饮用水矿化卫生标准》GJB 1335-92 20~50 10~20 100~200 80~250 (换算值) 10 淡化水水质调质目标建议值 10~50 5~20 50~200 30~150 表2. 不同水质分析比较 由表2可知，有关饮用水的水质推荐，国际上无硬性的规定，WHO 《饮用水水质标准》 (第四版-2011)、欧盟《饮用水水质指令》(80/778/EC-1995)、美国《饮用水水质指令》(2001-一级)和美国《饮用水水质指令》(2001-二级)对Ca 2+ 和Mg 2+ 以及总硬度(以CaCO 3 计)和总碱度无水质要求，日本《生活饮用水水质标准》(1993)仅对总硬度由浓度要求，范围0~300 mg/L；而国内的《生活饮用水水质标准》(GB5749-2006)仅对总硬度有浓度要求，范围0~450 mg/L。中国《低矿化度饮用水矿化卫生标准》(GJB 1335-92)中对低矿化度饮用水有相应的水质标准，Ca 2+ 、Mg 2+ 、总硬度和总碱度(以CaCO 3 计)的浓度范围分别为20~50 mg/L、10~20 mg/L、100~200 mg/L和80~250 mg/L。 李福志等 [ 6 ] 对健康饮水的水质指标体系探讨中提出在安全性的前提下，健康饮水必须能够保证在长期饮用的条件下可以全面促进人体的健康。在所有的饮水中，只有天然优质饮水符合这样的条件并且得到了长期的验证，因此，在制定健康饮水的水质指标体系时，将以优质天然饮水作为参考的依据。公众健康饮用水研究所指出《健康饮水水质标准》的出现是时代发展所需。安全饮水水质标准主要考虑水中对人体有毒和有害的物质，并且主要针对的是自来水行业。健康饮水标准是建立在安全的基础上，同时强调对人体有益的物质及含量 [ 7 ] 。 由以上标准，再根据调查得到的城市自来水和饮用天然矿泉水的水质，建议淡化水的调质目标可以定为：总硬度50~200 mg/L (以CaCO 3 计)，总碱度30~150 mg/L (以CaCO 3 计)，Ca 2+ 浓度：10~50 mg/L，Mg 2+ 浓度：5~20 mg/L。