麦饭石对自来水中残余氯离子的净化试验aa

麦饭石对自来水中残余氯离子的净化试验

作者：林鸿炀

指导教师：岑瑞宝

摘要随着当今社会的日益进步，人们对于健康也越来越注重了。而自来水厂为了消除水中的细菌等，便使用在水中加氯的方法。根据生活饮用水指标，在细菌学指标中，余氯不低于0.3mg/L。然而，水中余氯长期被饮用对于人体却是有一定程度的伤害。因此，对水中余氯的净化成了人们关心的事。

本文分析测试了麦饭石在不同时间、不同用量和不同加热条件下对自来水残余氯离子的净化效果，测试结果表明麦饭石具有良好的净化自来水余氯的功效。但不同状态下，麦饭石对自来水中的氯离子具有不同的吸附特性，浸泡时间，麦饭石用量和加热状态都对麦饭石的吸附效应存在明显影响

关键词麦饭石，自来水，氯离子，健康

1．前言

麦饭石是我国珍贵而古老的矿物材料，也是一种天然的保健和环境净化材料。据明代李时珍的本草纲目记载：“麦饭石处处山溪中有之，其石大小不等，或如拳，或如鹅卵，或如盏，或如饼，大略状如攥成的一团麦饭。”故得名麦饭石。

医学博士Joseph Price和博士Richard Passwater的研究表明，冠状动脉粥样硬化的基本原因与氯离子有着密切的关系。这个结论被使用含有氯离子的自来水喂食鸡的试验所证实，饮用含氯离子蒸馏水的鸡，95%在几个月内就出现了动脉粥样硬化。由于氯化作用产生的THM’s和氯仿，是直接引起动脉硬化的主要原因，这些强烈的化学污染物能引发动物体内产生过多的自由基，自由基会损害细胞。过多的自由基使动脉壁原本规则光滑的肌肉细胞变得粗糙，最后发生突变，纤维状斑快不断形成，最终成为良性肿瘤，不幸的是，这种肿瘤是和心脏病起因相连的。

动脉粥样硬化、心力衰竭和动脉硬化形成的斑块所带来的一系列问题，实际上只是一系列生化反应失调的最后一步反映。Price指出要经过十到二十年的时间，人体才出现明显症状，从许多方面看，这使人联想到二十至三十年才显现癌症。

大量事实已经证明，长期饮用含有一定量氯离子的自来水，将对人体造成伤害。因此，进行自来水中残余氯离子的净化处理，是一项目十分有益工作。

2. 麦饭石的矿物学特征

麦饭石产生于中生代末新生代初，距今约5000万年-7000万年。地质研究表明麦饭石属于火成岩类中的石英斑岩。长期地质运动造就了麦饭石具有多孔性的蜂窝孔状结构，它是由花岗岩风化形成的一种具有一定生物活性的次火山岩，经蚀变、风化或

半风化作用，呈斑状或似斑状结构的斜长石与钾长石的组合体。麦饭石含有大量对人体有益的矿物元素，其中不仅有人体健康所必需的钾、钠、钙、镁，更含有抗氧化性能的微量元素硒，用其浸泡过的水中偏硅酸含量接近饮用天然矿泉水指标。

目前，对麦饭石研究较深入的国家和地区主要有日本、美国和韩国等。研究的课题主要是麦饭石的作用及其机理的探究。日本用麦饭石作矿泉水或水质净化剂，美国主要研究用麦饭石水制作运动员饮料。其主要原因在于麦饭石具有特殊的吸附作用，对离子浓度和pH值的双向调节及净化水质的作用。

我国麦饭石资源极为丰富，几乎各省、市、自治区均有矿产资源，主要产地分布于北方及中原地带，内蒙、辽宁、北京、天津及河南等地均发现有麦饭石矿藏。比较著名并己开发应用的有内蒙古奈曼旗、天津蓟县、辽宁阜新、浙江四明山、江西赣南、台湾台东。据1987年资料，全国累计储量达10亿t。其中内蒙哲里木盟的平顶山产的麦饭石质量最好，不含有害元素，被为“中华麦饭石”。

3．麦饭石的化学成分

不同产地的麦饭石化学组成及含量都有所差别，但主要成分都是二氧化硅和三氧化二铝，两者共占70% 以上，麦饭石中还含有人体及其他生物体生长发育所必须的几十种常量元素、微量元素和被称为动物促生长剂的稀土元素。据东北农业大学王秀艳等分析，中华麦饭石的化学成分如表3-1所示。

表3-1 麦饭石的化学成分分析

4. 麦饭石对自来水中残余氯离子的净化试验

4.1 氯的测定方法：

4.1.1测定原理（莫尔法）

滴定剂：硝酸银（AgNO3），1ml硝酸银标准溶液相当于0.5mg氯离子。

指示剂：铬酸钾溶液（K2CrO3）。

Ag++Cl-→AgCl↓ (白色沉淀)；Ag++CrO3-2→Ag2CrO3（红）

溶液酸碱度对指示剂的颜色产生影响，溶液的pH值<6.3时，形成Ag2CrO3红色；溶液的pH值>10时，形成Ag++OH-→AgOH↓，Ag++Cl-→AgCl↓白色试剂的影响：水中Ｈ2Ｓ等物质影响测定Ｈ2Ｓ+AgNO3→AgＳ↓+HNO3

4.1.2 测定步骤：

(1)取25ml自来水样置于锥型瓶中，加入2滴酚酞，

(2)用0.005mol/l的NaOH溶液或0.1 mol/l的H2SO4溶液调节水样的pH值，使红色刚刚褪掉；

(3)在自来水样中加入5滴铬酸钾溶液（K2CrO3），摇匀；

(4)用硝酸银标准液滴至溶液颜色为淡橘红色为止；

(5)用蒸馏水替代自来水样，完成上述滴定实验，叫空白实验，检查蒸馏水消耗硝酸银的量；

(6)计算：

氯离子浓度(含量参数)（mg/l）=（V2-V1）×0.5×1000/ V

V1－蒸馏水消耗硝酸银的体积（ml）；V2－自来水样消耗硝酸银的体积（ml）；V －自来水样的体积（ml）；0.5－硝酸银与氯离子的换算系数（mg/ml）

4.2 实验方案：

(1)比较等量的麦饭石在不同时间里净化氯离子的效果，将30克麦饭石倒入常温下80ml的自来水中，30分钟后测定水中氯离子的含量，60分钟后测定水中氯离子的含量，90分钟后测定水中氯离子的含量，120分钟后测定水中氯离子的含量

(2)比较不同量的麦饭石在相同时间里净化氯离子的效果，分别将20克，30克，40克麦饭石倒入80ml的自来水中。3小时15分钟后测定水中氯离子的含量。

(3)比较在常温下与在100℃时20克麦饭石倒入80ml的自来水中净化氯离子的效果。

5．实验结果与分析

将30克麦饭石倒入80ml自来水中，在常温下浸泡不同时间后，进行氯离子浓度分析，分析结果如表5-1所示。

表5-1不同浸泡时间与氯离子浓度的关系

为了解不同麦饭石的用量与氯离子的吸附关系，分别取20克、30克和40克麦饭