⚗️ Wapń i magnez w wodzie

Fizykochemia PN-EN ISO 7980

Krótko: o co chodzi

Oznaczanie rozpuszczonego wapnia i magnezu w wodach surowych i do picia metodą płomieniowej absorpcyjnej spektrometrii atomowej, z chlorkiem lantanu (płomień powietrze–acetylen) albo chlorkiem cezu (płomień podtlenek azotu–acetylen) ograniczającym zakłócenia. Badanie wykonuje się według normy PN-EN ISO 7980:2002; Zakres bez rozcieńczania: do 50 mg/l wapnia i do 5 mg/l magnezu (optymalnie 3–50 i 0,9–5 mg/l przy płomieniu powietrze–acetylen). Procedura obejmuje 6 kroków; stosuje się je m.in. do: Wody surowe i do picia — rozpuszczony wapń i magnez (rozdz. 1), Monitoring wód powierzchniowych i podziemnych — wapń i magnez, z nich twardość ogólna (Dz.U. 2021 poz. 1576), Woda do spożycia — magnez 7–125 mg/l i twardość 60–500 mg/l CaCO₃ jako wartości zalecane (Dz.U. 2026 poz. 748).

W skrócie

Norma: PN-EN ISO 7980:2002
Kategoria: Fizykochemia
Kroków procedury: 6
Długości fali: wapń 422,7 nm; magnez 285,2 nm
Zakres bez rozcieńczania: do 50 mg/l wapnia i do 5 mg/l magnezu (optymalnie 3–50 i 0,9–5 mg/l przy płomieniu powietrze–acetylen)
Płomień: powietrze–acetylen z chlorkiem lantanu albo podtlenek azotu–acetylen z chlorkiem cezu

Przegląd

STATUS (stan na 29.10.2026). PN-EN ISO 7980:2002 — wersja polska, opublikowana 21.03.2002, wprowadza EN ISO 7980:2000 i ISO 7980:1986 [IDT]. Norma aktualna — bez adnotacji o wycofaniu. ISO 7980:1986 i EN ISO 7980:2000 są w katalogach ISO i CEN aktualne, bez nowszego wydania.

ZAKRES (rozdz. 1). Rozpuszczony wapń i magnez w wodach surowych i do picia, przy zawartości wapnia do 50 mg/l i magnezu do 5 mg/l; przy wyższych stężeniach do analizy bierze się mniejszą objętość próbki. Przy płomieniu powietrze–acetylen i rozcieńczeniu 1 : 10 (p. 6.1) optymalny zakres wynosi 3–50 mg/l wapnia i 0,9–5 mg/l magnezu, przy płomieniu podtlenek azotu–acetylen — 2–20 mg/l wapnia i 0,2–2 mg/l magnezu (tablica 2).

WAPŃ I MAGNEZ W WODZIE. Jony wapnia i magnezu występują we wszystkich wodach naturalnych; zwykle wapnia jest od kilku do kilkunastu razy więcej niż magnezu. Pochodzą z wietrzenia skał i ługowania gleby, a także ze ścieków przemysłowych. Suma ich stężeń to twardość ogólna wody.

WYBÓR PŁOMIENIA (rozdz. 4, uwaga 2). Wybór płomienia norma pozostawia użytkownikowi. Płomień podtlenek azotu–acetylen uważa się za korzystniejszy dla próbek o dużej zawartości substancji rozpuszczonych albo zawierających fosforany, siarczany, glin lub krzemionkę; przy złożonym albo nieznanym składzie próbki zaleca się go ogólnie. Przy płomieniu powietrze–acetylen chlorek lantanu ogranicza zakłócenia od trudno lotnych związków z fosforanami, siarczanami, glinem lub krzemionką; przy płomieniu podtlenek azotu–acetylen chlorek cezu ogranicza efekty jonizacji (p. 6.4, uwaga 2).

PRECYZJA (p. 7.2). W jednym laboratorium, dla wody destylowanej z dodatkiem wapnia 9,0 i 36 mg/l, odchylenia standardowe wynosiły 0,3 i 0,6 mg/l, a odzysk — 99 %. W badaniu międzylaboratoryjnym (ponad 30 laboratoriów; wapń 100–300 mg/l, magnez 7–85 mg/l) współczynniki zmienności wynosiły 3,5–4,6 % dla wapnia i 2,9–6,9 % dla magnezu.

PRZEPISY. Woda do spożycia: magnez 7–125 mg/l (nie więcej niż 30 mg/l, gdy siarczanów jest 250 mg/l lub więcej) i twardość 60–500 mg/l w przeliczeniu na węglan wapnia — wartości zalecane ze względów zdrowotnych, które nie nakładają na dostawcę obowiązku uzupełniania; wapń nie ma wartości parametrycznej (rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 22 maja 2026 r., Dz.U. 2026 poz. 748, zał. nr 1 cz. D tab. 2 lp. 1 i 3); niepewność pomiaru magnezu i twardości do 20 % (zał. nr 4 cz. B). W monitoringu wód powierzchniowych i podziemnych PN-EN ISO 7980 jest metodyką oznaczania wapnia i magnezu (FAAS), a twardość ogólną można obliczyć z ich wyników (Dz.U. 2021 poz. 1576, zał. nr 8, wskaźniki 3.3.6–3.3.8).

Zasada metody

Wapń i magnez mierzy się metodą płomieniowej absorpcyjnej spektrometrii atomowej po dodaniu chlorku lantanu (płomień powietrze–acetylen) albo chlorku cezu (płomień podtlenek azotu–acetylen), które ograniczają zakłócenia; absorbancję wapnia mierzy się przy 422,7 nm, magnezu — przy 285,2 nm (rozdz. 2). Próbkę zasysa się do płomienia, gdzie ulega atomizacji, a wiązka promieniowania z lampy z katodą wnękową przechodzi przez płomień do monochromatora i detektora, który mierzy ilość promieniowania pochłoniętego przez atomy oznaczanego pierwiastka. W podanych zakresach wykres kalibracji musi być liniowy (p. 6.4).

Zastosowania

Wody surowe i do picia — rozpuszczony wapń i magnez (rozdz. 1)
Monitoring wód powierzchniowych i podziemnych — wapń i magnez, z nich twardość ogólna (Dz.U. 2021 poz. 1576)
Woda do spożycia — magnez 7–125 mg/l i twardość 60–500 mg/l CaCO₃ jako wartości zalecane (Dz.U. 2026 poz. 748)
Wyższe stężenia — mniejsza objętość próbki (rozdz. 1, p. 6.1)

Kluczowe parametry

Parametr	Wartość
Długości fali	wapń 422,7 nm; magnez 285,2 nm
Zakres bez rozcieńczania	do 50 mg/l wapnia i do 5 mg/l magnezu (optymalnie 3–50 i 0,9–5 mg/l przy płomieniu powietrze–acetylen)
Płomień	powietrze–acetylen z chlorkiem lantanu albo podtlenek azotu–acetylen z chlorkiem cezu
Roztwór do pomiaru	10,0 ml próbki + 10 ml roztworu lantanu (albo cezu), dopełnić kwasem solnym 0,1 mol/l do 100 ml
Kalibracja	7 roztworów: wapń 0–5 mg/l, magnez 0–0,5 mg/l (płomień powietrze–acetylen)
Wynik	z dokładnością 1 mg/l albo 0,02 mmol/l

Norma

Numer normy: PN-EN ISO 7980:2002
Tytuł (PL): Jakość wody — Oznaczanie wapnia i magnezu — Metoda atomowej spektrometrii absorpcyjnej
Title (EN): Water quality — Determination of calcium and magnesium — Atomic absorption spectrometric method

Procedura krok po kroku

Pobranie i utrwalenie

Do czystych butelek polietylenowych albo polipropylenowych; jak najszybciej po pobraniu zakwasić 8 ml kwasu solnego (ρ = 1,18 g/ml) na litr próbki — obniża to pH i zapobiega wytrącaniu węglanu wapnia; analizować jak najszybciej (rozdz. 5).
Roztwór do pomiaru

Próbki zawierające po zakwaszeniu cząstki sączy się, aby nie zatkały rozpylacza i palnika. Do kolby miarowej 100 ml: 10 ml roztworu chlorku lantanu (płomień powietrze–acetylen) albo chlorku cezu (podtlenek azotu–acetylen), pipetą 10,0 ml próbki, dopełnić kwasem solnym 0,1 mol/l. Gdy stężenia przekraczają zakresy z tablicy 2, bierze się odpowiednio mniejszą objętość próbki (p. 6.1).
Ślepa próba

Równocześnie z oznaczeniem, z tymi samymi odczynnikami w tych samych ilościach, z wodą zamiast próbki (p. 6.2).
Roztwory kalibracyjne

Do siedmiu kolb miarowych 100 ml po 10 ml roztworu lantanu (albo cezu) i pipetami 0; 2,5; 5; 10; 15; 20 i 25 ml roztworu wzorcowego wapnia i magnezu, dopełnić kwasem 0,1 mol/l: wapń 0; 0,5; 1; 2; 3; 4 i 5 mg/l, magnez 0; 0,05; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4 i 0,5 mg/l. Stężenia te dotyczą płomienia powietrze–acetylen; przy podtlenku azotu mogą być właściwe inne (p. 6.3, tablica 1).
Kalibracja i pomiar

Przy 422,7 nm (wapń) i 285,2 nm (magnez) zasysać roztwory kalibracyjne i ślepe w przypadkowej kolejności, a między nimi kwas solny 0,1 mol/l. Wykres kalibracji musi być liniowy; jeżeli nie jest — znaleźć i usunąć przyczynę i powtórzyć kalibrację. Następnie zasysać roztwory badane, także rozdzielone kwasem. Nachylenie wykresu dobrze jest sprawdzać regularnie, np. co 10 próbek (p. 6.4, uwaga 1).
Obliczenie

ρ₁ = ρ₂ · f · V₁ / V₀, gdzie ρ₂ — stężenie odczytane z wykresu z uwzględnieniem ślepej próby, f — współczynnik rozcieńczenia kwasem przy utrwalaniu (zwykle 1,008), V₀ — objętość próbki (zwykle 10 ml), V₁ — objętość kolby (100 ml). Stężenia molowe: cCa = ρCa / 40,1, cMg = ρMg / 24,3 [mmol/l]. Wynik podaje się z dokładnością 1 mg/l albo 0,02 mmol/l (p. 7.1).

Wymagany sprzęt i aparatura

Sprzęt	Przykład	Orientacyjna cena
Spektrometr absorpcji atomowej	ustawiony i obsługiwany według instrukcji producenta, z palnikiem do płomienia powietrze–acetylen albo podtlenek azotu–acetylen i lampami z katodą wnękową do wapnia i magnezu (rozdz. 4)	—
Kolby miarowe 100 ml i 1000 ml, pipety	do roztworów badanych, kalibracyjnych i wzorcowych (rozdz. 3, 6)	—
Butelki polietylenowe albo polipropylenowe	na próbki i roztwory podstawowe (rozdz. 3, 5)	—
Szkło	myte ciepłym, rozcieńczonym (1 + 1) kwasem solnym i płukane wodą (rozdz. 4, uwaga 1)	—

Odczynniki, podłoża i materiały eksploatacyjne

Odczynnik	CAS	Szczegóły
Kwas solny, ρ = 1,18 g/ml	7647-01-0	do utrwalania próbek (8 ml na litr) i roztworu chlorku lantanu (p. 3.1)
Kwas solny 0,1 mol/l	—	8 ml kwasu solnego ρ = 1,18 g/ml rozcieńczyć do 1 l; rozpuszczalnik roztworów wzorcowych i do dopełniania kolb (p. 3.2)
Roztwór chlorku lantanu, 20 g La/l	—	do kolby miarowej 1 l dać 24 g tlenku lantanu La₂O₃ (czystość do AAS), powoli i ostrożnie, mieszając, dodać 50 ml kwasu solnego ρ = 1,18 g/ml, a po rozpuszczeniu dopełnić wodą (p. 3.3)
Roztwór chlorku cezu, 20 g Cs/l	—	25 g CsCl rozpuścić w 1 l kwasu solnego 0,1 mol/l (p. 3.4)
Roztwór podstawowy wapnia, 1000 mg/l	—	węglan wapnia suszyć 1 h w 180 °C, ostudzić w eksykatorze; (2,50 ± 0,01) g zawiesić w 100 ml wody, powoli dodać najmniejszą ilość kwasu solnego 0,1 mol/l potrzebną do rozpuszczenia (ok. 250 ml), krótko zagotować (usunięcie CO₂), ostudzić i dopełnić kwasem 0,1 mol/l do 1000 ml; przechowywać w butelce polietylenowej albo polipropylenowej (p. 3.5)
Roztwór podstawowy magnezu, 1000 mg/l	—	tlenek magnezu suszyć 1 h w 180 °C; (1,66 ± 0,01) g rozpuścić w kwasie solnym 0,1 mol/l i tym kwasem dopełnić do 1000 ml; przechowywać w butelce polietylenowej (p. 3.6)
Roztwór wzorcowy wapnia i magnezu (20 mg/l Ca, 2 mg/l Mg)	—	pipetami 20,0 ml roztworu podstawowego wapnia i 2,0 ml roztworu podstawowego magnezu, dopełnić kwasem 0,1 mol/l do 1000 ml; można używać gotowych roztworów handlowych (p. 3.7)
Woda	—	destylowana albo o równoważnej czystości; odczynniki o uznanej czystości analitycznej (rozdz. 3)

Bezpieczeństwo i higiena pracy (BHP)

Kwas solny dodaje się do tlenku lantanu powoli i ostrożnie, mieszając (p. 3.3)
Spektrometr, palnik i gazy (acetylen, podtlenek azotu) — według instrukcji producenta (rozdz. 4); z odczynnikami postępuje się według kart charakterystyki

Najczęstsze pytania

Jaka norma opisuje to badanie?

Badanie wykonuje się według normy PN-EN ISO 7980:2002 — „Jakość wody — Oznaczanie wapnia i magnezu — Metoda atomowej spektrometrii absorpcyjnej”. Tytuł angielski: „Water quality — Determination of calcium and magnesium — Atomic absorption spectrometric method”.

Na czym polega ta metoda?

Jaki jest zakres pomiarowy i dokładność?

Długości fali: wapń 422,7 nm; magnez 285,2 nm; Zakres bez rozcieńczania: do 50 mg/l wapnia i do 5 mg/l magnezu (optymalnie 3–50 i 0,9–5 mg/l przy płomieniu powietrze–acetylen); Płomień: powietrze–acetylen z chlorkiem lantanu albo podtlenek azotu–acetylen z chlorkiem cezu; Roztwór do pomiaru: 10,0 ml próbki + 10 ml roztworu lantanu (albo cezu), dopełnić kwasem solnym 0,1 mol/l do 100 ml.

Ile trwa wykonanie badania?

Procedura obejmuje 6 kroków. Norma nie podaje czasu trwania dla wszystkich etapów — decyduje procedura laboratorium.

Jaki sprzęt jest potrzebny?

Spektrometr absorpcji atomowej, Kolby miarowe 100 ml i 1000 ml, pipety, Butelki polietylenowe albo polipropylenowe, Szkło.

Gdzie stosuje się to badanie?

Wody surowe i do picia — rozpuszczony wapń i magnez (rozdz. 1); Monitoring wód powierzchniowych i podziemnych — wapń i magnez, z nich twardość ogólna (Dz.U. 2021 poz. 1576); Woda do spożycia — magnez 7–125 mg/l i twardość 60–500 mg/l CaCO₃ jako wartości zalecane (Dz.U. 2026 poz. 748); Wyższe stężenia — mniejsza objętość próbki (rozdz. 1, p. 6.1).

Jakie środki ostrożności obowiązują?

Kwas solny dodaje się do tlenku lantanu powoli i ostrożnie, mieszając (p. 3.3); Spektrometr, palnik i gazy (acetylen, podtlenek azotu) — według instrukcji producenta (rozdz. 4); z odczynnikami postępuje się według kart charakterystyki.

Które laboratorium wykona to badanie?

Badanie wykonują laboratoria akredytowane według ISO/IEC 17025. Na LabCoda wyszukasz je po numerze normy PN-EN ISO 7980.

🔍 Znajdź laboratorium wykonujące to badanie