什么是堿度？
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方法中水和廢水（SM 2320 堿度）檢查中的描述“水能中和酸的能力就是堿度”，即可滴定堿的總量。同樣可表征為水可承受pH變化使得酸性更強的能力（或水的緩沖能力）。堿度主要與碳酸根、碳酸氫根、氫氧根離子有關(guān)，也可能與硼酸根、磷酸根、硅酸根等堿性物質(zhì)有關(guān)。
為什么需要測量堿度？
在許多環(huán)境和工業(yè)領(lǐng)域中，堿度都是重要的測量參數(shù)：
水質(zhì)——堿度可抵抗來自于自然界或人類活動引起的pH快速變化，所以堿度的高低對于魚類和淡水生物很重要。為了鑒定地表水酸化的敏感性，美國環(huán)保署監(jiān)測各區(qū)域地表水的堿度，并制作了總堿度地圖.此外，堿度過高也會損害水生物。
污水廠——堿度在污水處理中扮演著重要的角色。污水原水的堿度與很多因素有關(guān)，如水源、懸浮有機物的數(shù)量、游離氫氧根堿性物質(zhì)是否存在、碳酸氫鹽和可溶二氧化碳量的多少等。在污水處理中，使用了不同的化學(xué)物質(zhì)調(diào)節(jié)處理過程中的*堿度，如曝氣池的生物硝化作用、出水的加氯消毒、厭氧池內(nèi)活性生物生成酸的中和作用、抑制腐蝕。
飲用水廠（自來水廠）——在飲用水處理中堿度也很重要。在不同處理階段都要測量堿度，如原水、沉淀池、出水。在水的軟化、防腐控制、殺菌、絮凝沉淀和氧化過程中堿度都是重要的參數(shù)。根據(jù)消毒劑及其副產(chǎn)品法規(guī)（DBPR），飲用水廠通常同時測量原水的堿度和TOC并通告。
樣品的采集和儲存
通常，采集樣品需遵循以下原則：
在低溫下，用聚乙烯瓶或硼硅酸鹽玻璃瓶保存樣品。記錄采集地水源的pH值。樣品瓶要填滿并蓋緊。不要過濾、稀釋、濃縮或改變樣品。水樣應(yīng)盡快測量，在4℃下多可儲存14天。
測量方法
滴定法
滴定法是經(jīng)典方法，且EPA認(rèn)可。在室溫下用酸性標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至預(yù)選終點，結(jié)果以mg/L CaCO3來表示。終點可由pH電極或觀察顯色劑顏色變化來確定。通過滴定至終點使用的硫酸或鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液來計算堿度。可測量以下兩種堿度：
P-堿度（或稱酚酞堿度）——用酸滴定至pH 8.3。測量了樣品中包含由碳酸鹽、氫氧根和部分碳酸氫根引起的堿度。P-堿度達到一定程度可抑制腐蝕，但過量的堿度也會導(dǎo)致腐蝕（脆化）或苛性水，嘗起來有灼燒感。P-堿度由以下公式計算：
P-alkalinity, mg CaCO3/L = ((滴定至pH 8.3使用的酸標(biāo)準(zhǔn)液mL體積數(shù))*(酸標(biāo)準(zhǔn)液濃度)*50000)
樣品mL體積數(shù)
總堿度也稱為M-堿度（M代表滴定至甲基橙色），由酸滴定至pH 4.5，所有的碳酸鹽、氫氧根和碳酸氫根都被滴定。總堿度（M-堿度）可由以下公式計算：
M-alkalinity, mg CaCO3/L = ((滴定至pH 4.5使用的酸標(biāo)準(zhǔn)液mL體積數(shù)) *(酸標(biāo)準(zhǔn)液濃度)*50000)
樣品mL體積數(shù)
P-堿度和M-堿度可幫助用戶確定水的性質(zhì)。比如：如果P-堿度大于M堿度的一半，水中的氫氧根和碳酸根會造成水有腐蝕性；如果P-堿度為0，則水中沒有氫氧根和碳酸根。可參考標(biāo)準(zhǔn)方法2320查看更多詳細信息。
Orion pH電極可成功用于堿度的終點滴定。滴定前需要對電極進行校準(zhǔn)。肥皂、油狀物、懸浮物、沉淀物以及一些會附著在pH球泡引起響應(yīng)遲鈍的物資會影響滴定。必要時及時清洗電極或在添加滴定劑間給予電極另外的時間使其達到穩(wěn)定。
比色法
比色法測量堿度的原理類似于傳統(tǒng)的滴定法，但是pH終點雖然不同，但添加的酸是預(yù)制的。試劑通常含有多種酸和pH敏感顯色劑。當(dāng)酸與樣品中的堿性物質(zhì)反應(yīng)時，改變了樣品的pH值，并改變了顯色劑的顏色。pH的改變導(dǎo)致顏色的變化，其與樣品中的堿度成比例，利用特定波長（P-堿度用560nm，M-堿度用610nm）可測量其吸光度。
Orion總堿度套裝
Orion總堿度套裝同樣由一些酸組成，可與樣品中可滴定的堿性物質(zhì)反應(yīng)。樣品中的pH值會隨之變化，可用pH電極來測量。試劑添加后的pH讀數(shù)不同于總堿度。
| 滴定法 | 比色法 | Orion總堿度套裝 |
P-堿度 | 是 | 是 | 否 |
總堿度（M-堿度） | 是 | 是 | 是 |
樣品量 | 200mL | 10mL | 100mL |
測量范圍 | 堿度所有范圍 | P-堿度：5-200mg/L CaCO3 M-堿度：5-200mg/L CaCO3 | 0-225mg/L CaCO3 |
干擾 | 可附著在pH球泡上的物質(zhì) | 樣品中的濁度和顏色 | 可附著在pH球泡上的物質(zhì) |
優(yōu)點 | 濁度和顏色無干擾。 滴定可自動進行。 測量范圍大。 EPA認(rèn)可的方法。 | 樣品體積小。 出結(jié)果快。 便于操作和攜帶。 可測量P-堿度和M-堿度。 | 濁度和顏色無干擾。 比滴定法快。 測量范圍大。
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推薦設(shè)備 | Orion pH電極和pH測量儀。 | Orion試劑： AC2002 (M-堿度)， AC3002P。 Orion 儀器： AQ3700， AQ7000 or AQ8000。 | Orion 700010 總堿度套裝 |
