饮用水氧化还原电位的影响因素分析VIP免费

第20卷第2期2007年6月苏州科技学院学报(工程技术版)J．ofUniversityofScienceandTechnologyofSuzhou(EngineeringandTechnology)V0lI20No．2Jun．2007饮用水氧化还原电位的影响因素分析徐华成，徐晓军，王凯，黄进刚(青岛理工大学环境与市政工程学院，山东青岛266033)摘要：氧化还原电位(ORP)是评价饮用水的一个重要参数通过研究饮用水中的无机成分(如pH值、硬度、碱度、以及硫酸盐)与氧化还原电位(ORP)的关系，得出提高饮用水的温度、pH值、碱度、硬度均可明显降低饮用水ORP值，且茶叶也可降低饮用水的ORP值。关键词：饮用水；无机成分；氧化还原电位中图分类号：R123文献标识码：A文章编号：l672—0679(2007)02—0063-04健康饮用水是指在满足饮用水水质安全性的前提下，长期饮用可以促进人体健康的饮水【lJ。当饮用水中的溶解氧与大气的氧处于平衡时，氧化还原电对OJH20的平衡反应为：02+4H+4e-c：：~2H20，氧化还原电位ORP=k+(kJ4)lgSoo-k2pH，k2=2．303RT／F，其中8Do为水中溶解氧浓度，mg／L；R为气体常数，8．314J／(mol·K)；T为绝对温度，K；F为法拉第常数，96485C／mol；后为与水温有关的常数，mV。近年来的研究表明人体内抗氧化作用偏低，原有氧化与还原的均衡关系遭到破坏，使得人体细胞处于被氧化状态而引发多种疾病，因此应降低人体内氧化性物质含量及其活性，以提高人体的免疫能力和自然治愈能力【2I。故笔者研究饮用水中的无机成分(如pH值、硬度、碱度以及硫酸盐)与氧化还原电位(ORP)的关系，这对人体健康饮用水具有重要的现实意义。1实验部分1．1仪器与试剂pHS一3C型酸度计，电子天平，电炉，温度计，茶叶，烧杯，移液管。试验所用纯水为用蒸馏水制备的不含有机物的水，试验前水样的氧化还原电位为292mV，pH=6．13，水温16．5oC。化学试剂CaCI2、MgCI2、Na2CO3、NaHCO3、Na~SO4均为分析纯。1．2实验方法先将CaCI、MgCI2、Na2CO3、NaHCO3、Na~SO等化学试剂用纯水配制成一定浓度的溶液备用，然后分别向纯水水样中投加一定体积的备用液来改变水样的硬度、碱度以及硫酸盐浓度。用0．1mol／LHCI和2％的NaOH溶液单方向调节水样pit值，纯水所需的温度通过电炉对水样进行加热来实现。实验控制的各个指标浓度如表1所示。表1实验指标控制浓度院mg／L2结果分析2．1ptt值对氧化还原电位的影响图1为pH值对水样ORP的影响。由公式ORP=k+(k2／4)lg8∞一k2pH可知，饮用水pH值升高，一k2pH减[收稿日期]2007-03—28[作者简介]徐华成(1982一)，男．安徽安庆人，硕士研究生。维普资讯http://www.cqvip.com苏州科技学院学报(工程技术版)2007矩小，则ORP的值降低。这与图1的结果相吻合，由图1可知，随着pH值的升高，水样的ORP值下降，且它们之间具有良好的线性关系，回归方程为：y=一56．618x+639．91．R2=0．9997。、，由于弱碱性水具有很好的保健功能，我国现行的《生活^二饮用水水质卫生规范》(2001)规定饮用水pH值范围为6．5～。8．5。在本试验条件下，水样pH值从6．5上升到8．5，ORP值下降近120mV，折算为每升高1个pH值单位ORP值下降近60mV。2．2温度对氧化还原电位的影响50o4001300}200l0ol023456789lOlIl2pH图1pH值对ORP的影响温度对ORP的影响结果见图2。由图2可见，随着水温的升高，水样的ORP值下降，且它们之间具有良好的线性关系，回归方程为：=一3．9089x+340．44，R2=0．9963因为温度升高使得水分子运动加剧，从而导致水分子氢键扭曲、变形或断裂，水的缔合程度下降，水分子团簇变小，同时温度升高，水中的含氧量则急剧降低，由公式ORP=k+(k2／4)lg3rx~-k2pH可知，ORP与含氧量呈正向关系，含氧量降低，ORP值也下降。2-3硬度对氧化还原电位的影响调节纯水中Ca盐硬度和Mg盐硬度考察硬度对ORP的影响，试验结果如图3所示。由图3可见，Ca盐硬度和Mg盐硬度均有降低ORP值的作用，Ca盐硬度在0～100mg／LCaCO之间，ORP值降低幅度较大，大约为132mV，随后平缓下降；Mg盐硬度在0～100mg／LCaCO之间，ORP值也存在一定的降低趋势，降幅为42mV，随后趋于平缓。由图3还可以看出Ca盐硬度对ORP值的下降作用强于Mg盐硬度，笔者认为这可能是由于Ca(OH)和Mg(OH)的溶度积的不同而引起的H1。Ca(OH)2~=...