青浦区出厂水中总硬度和溶解性总固体分析

胡洁兰 姚新民 沈燕 陈云

摘 要：目的：了解青浦区出厂水中总硬度和溶解性总固体水平，为改善饮用水水质提供科学依据。方法：对2014—2022年青浦区市政水厂出厂水总硬度和溶解性总固体进行统计分析。结果：294份水样中，总硬度中位数为127 mg·L-1，溶解性总固体中位数为278 mg·L-1，合格率为100%。趋势性检验发现，两指标在2014—2022年均呈下降趋势（Rs=-0.357，P＜0.01；Rs=-0.374，P＜0.01）。3家水厂出厂水的总硬度均在枯水期、平水期和丰水期依次下降（P＜0.05）。比较不同水源，以淀山湖水系为水源的出厂水中溶解性总固体高于以青草沙水库为水源的出厂水（P＜0.05）。结论：青浦区出厂水口感好，但总硬度略低，建议居民增加钙镁的摄入。

关键词：出厂水；总硬度；溶解性总固体；水质

Analysis on Total Hardness and Total Dissolved Solids of Finished Water in Qingpu District

HU Jielan， YAO Xinmin， SHEN Yan， CHEN Yun

（Shanghai Qingpu Center for Disease Control and Prevention， Shanghai 201799， China）

Abstract： Objective： To study the contents of total hardness and total dissolved solids in finished water of water plants in Qingpu district， and to provide support for the improvement of drinking water quality. Method： Collect the testing results of total hardness and total dissolved solids of finished water from 2014 to 2022 for analysis. Result： 294 samples of finished water were collected. The median total hardness was 127 mg·L-1， and the median total dissolved solids was 278 mg·L-1， the qualification rate is 100%. Statistical analysis showed that the two items had a downward trend from 2014 to 2022（Rs=-0.375， P＜0.01; Rs=-0.375， P＜0.01）. By comparison， total hardness of finished water from three water plants descended sequentially from low water season， usual water season to abundant water season （P＜0.05）. Finished water from Dianshan lake has higher total dissolved solids than that from Qingcaosha reservoir （P＜0.05）. Conclusion： Finished water in Qingpu district has good taste， but the total hardness level is a little low. It is suggested that local residents increase their intake of calcium and magnesium.

Keywords： finished water; total hardness; total dissolved solids; water quality

生活饮用水除提供水分外，也是人体多种营养元素的重要来源。总硬度指水中钙、镁离子的总浓度；溶解性总固体指水中可溶解物质的总量，除可溶有机物外，也包括无机盐。在合理饮水的情况下，水可以为成人提供每日所需10%～15%以上的钙以及全部的镁[1-2]，与居民的健康密切相关。总硬度和溶解性总固体过高直接影响饮用水的口感，同时易导致水龙头和水壶结垢，是居民对饮用水水质反应的敏感指标。国内外也有文献报道高硬度饮水促进肾结石的发生[3]。过低的总硬度和溶解性总固体含量虽能明显减少水垢的产生，给居民水质好的印象，却会减少居民通过日常饮水摄入的钙镁等矿物质含量，长期饮用甚至有增加心血管疾病等的风险[4-6]。因此，有必要了解本地区生活饮用水中总硬度和溶解性总固体水平，为改善地区饮用水水质提供科学指导。本文共收集整理了2014—2022年青浦区3家市政水厂出厂水中总硬度和溶解性总固体的检测数据，并对其进行统计分析。

1 材料与方法

1.1 材料

从青浦区疾病预防控制中心实验室系统中导出2014—2022年生活饮用水数据，抽取其中出厂水数据共计294份。所有出厂水水样均来自青浦区3家市政水厂。

1.2 方法

按照《生活饮用水标准检验方法 第4部分：感官性状和物理指标》（GB/T 5750.4—2023）[7]中的乙二胺四乙二酸二钠滴定法和称量法分别对饮用水中的总硬度和溶解性总固体进行检测。结果判定依据《生活饮用水卫生标准》（GB 5749—2022）[8]，其中总硬度结果以CaCO3（mg·L-1）计，＜450 mg·L-1为合格；溶解性总固体，＜1 000 mg·L-1为合格。

1.3 统计学分析

所有数据均采用SPSS 20.0软件进行统计分析。采用中位数（M）和四分位数（Q25，Q75）对历年数据进行统计描述。用非参数检验Spearman对历年总硬度和溶解性总固体结果进行时间趋势性检验，检验水准为α=0.01。用非参数检验Kruskal-Wallis H检验比较各水文期检测结果，检验水准为α=0.05；若出现差异，进一步对各水文期进行两两比较。使用非参数Mann-Whitney U检验比较两处水源出厂水的检测结果，检验水准为α=0.05。

2 结果与分析

2.1 总体情况

2014—2022年青浦区市政出厂水样共294份，总硬度中位数为127 mg·L-1，合格率100%；溶解性总固体中位数为278 mg·L-1，合格率100%。

2.2 不同年份检测结果分析

使用SPSS 20.0软件对检测数据进行描述性统计分析，总硬度和溶解性总固体结果均不符合正态分布，因此采用中位数（M）和四分位数间距（Q75-P25）对数据进行描述。根据饮用水水质硬度分级标准，2014—2022年青浦区水厂出厂水包括软水（＜75～

150 mg·L-1）和中硬水（＜150～300 mg·L-1），其中2014—2016年的中硬水比例逐年降低，至2017年及以后青浦市政水厂出厂水基本为软水。表1显示2014—2016年青浦区出厂水总硬度和溶解性总固体中位数呈降低趋势，2016年两个指标中位数均达到最低，2017年及以后两个指标呈小幅度波动，总体保持稳定。为检验总硬度和溶解性总固体的时间变化趋势，采用非参数检验Spearman分析历年的检测结果，总硬度（Rs=-0.357，P＜0.01）和溶解性总固体（Rs=-0.374，P＜0.01）的含量均有逐年减小趋势。

2.3 不同水厂和不同水源检测结果分析

采用多个独立样本Kruskal-Wallis H检验比较3家水厂的总硬度和溶解性总固体结果，检验水准为α=0.05。3家水厂的总硬度之间没有统计学差异（P＞0.05），溶解性总固体之间有统计学差异

（P＜0.05），第二和第三水厂出厂水中的溶解性总固体均显著高于徐泾水厂（P＜0.05），见表2。由于第二和第三水厂取水自淀山湖水系，徐泾水厂取水自青草沙水库，合并第二和第三水厂的检测结果，使用Mann-Whitney U检验对两个水源的出厂水中溶解性总固体进行比较，检验水准为α=0.05。检验结果进一步证实淀山湖水系出厂水中溶解性总固体含量均显著高于青草沙水库出厂水（P＜0.05），见表3。

2.4 不同水文期检测结果分析

采用独立样本Kruskal-Wallis H检验比较3个水文期的总硬度和溶解性总固体结果，检验水准α=0.05。3个水文期的总硬度之间有统计学差异（P＜0.05），枯水期、平水期和丰水期的总硬度水平依次降低；不同水文期的溶解性总固体水平有显著性差异（P＞0.05），枯水期和平水期溶解性总固体水平高于丰水期，见表4。

3 结论与讨论

饮用水与人体健康密切相关，水中的总硬度和溶解性总固体水平直接影响人们的日常生活。生活饮用水中溶解性总固体和总硬度含量可能会影响居民日常的钙、镁等矿物质元素的摄入，成人每日正常饮水量大约可以提供人体每日钙推荐摄入量的10%[1]。上海市人群健康状况调查也显示全市范围内人群钙摄入量近年来有所提升，但钙补充量仍未达标，人群平均钙摄入量仅为推荐量的60%～80%[9-10]。在学龄儿童、老年人和育龄女性普遍缺钙的情况下，饮水中的钙源显得尤为重要。

青浦区水厂294份出厂水中的总硬度和溶解性总固体合格率达到100%。2014—2022年青浦区生活饮用水中总硬度和溶解性总固体水平总体呈下降趋势，2016年两项指标均达到最低点（115.5 mg·L-1和199.0 mg·L-1），此后两个指标基本保持稳定。世界卫生组织基于全球人群的健康状况及保健需求，推荐的生活饮用水中总硬度为170 mg·L-1，为兼顾口感，建议溶解性总固体不超过300 mg·L-1[11]。青浦区出厂水溶解性总固体中位数为278 mg·L-1，口感较好；总硬度的中位数为127 mg·L-1，主要为软水，低于世卫组织的推荐值，结合上海市居民膳食钙摄入不足的情况，说明青浦区的出厂水硬度偏低。

青浦区共3家市政水厂，均采用相同的水处理工艺，因此，出厂水水质与水源水密切相关。青浦区出厂水中总硬度水平在枯水期、平水期和丰水期依次降低，说明水源中钙、镁含量主要受季节性降雨影响。溶解性总固体水平在丰水期低于枯水期和平水期，说明除降雨外，地表径流中的溶解性物质也显著影响水源水中的溶解性总固体水平。

青浦区3家市政水厂取水自淀山湖水系和青草沙水库，统计分析结果显示淀山湖水系（青浦区二、三水厂）出厂水的总硬度和溶解性总固体水平高于青草沙水库（徐泾水厂）。这可能与上海市近几年来加强水源地管理，疏散撤离水源区附近污染企业、规范周围居民生活污水排放和家畜家禽养殖等政策有关。

青浦区饮用水水质的不断改善保证了本地居民的用水安全，但以往的居民营养状况调查也启示人们关注居民从日常饮水中摄入的矿物质元素，尤其是钙含量。生活饮用水虽不是人体钙、镁元素的主要来源，但因其钙、镁元素主要以离子状态存在，生物利用率等同或高于食物，饮用水中适宜的总硬度水平能在一定程度上帮助改善地区居民的缺钙现状。

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