污水中氟化物的两种检测方法比较

2015-03-28赵正华蒋丹萍

化学工程师 2015年11期

赵正华，蒋丹萍

（无锡市排水有限公司水质检测站，江苏无锡214011）

氟化物是人体必需的微量元素之一[1]。缺氟或氟含量过高均会给人体带来一定的危害：缺氟（水质氟化物含量低于0.5mg·L-1）易患龋齿病，氟含量过高（高于1.0mg·L-1）则容易患斑齿病或氟骨病。因此，必须对水中氟化物含量进行控制。

污水经过处理符合国家相关标准后一般直接排入水体。由于自然界水资源的循环，收纳水体中污染物指标如氟化物含量的高低直接或间接影响到水源水的质量。因而对污水中氟化物含量的检测十分必要。

目前，污水中氟化物的检测，主要使用的是离子选择电极法，该方法操作简单，不需专用仪器设备，使用较为广泛。但在工作中，由于该方法受酸度、离子选择电极稳定性影响较大，且对取样量有一定的要求，因而检测结果的准确性和稳定性较差。离子色谱法作为一种成熟的仪器检测方法，可同时检测水中多种阴、阳离子，操作简单快速，干扰少，检测结果的准确度和精密度较高，适合污水中氟化物的测定。本文分别采用离子选择电极法和离子色谱法对污水中氟化物进行测定和比较，为污水中氟化物的准确检测提供了参考。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

ICS-90 离子色谱仪，带电导池检测器；Chromeleon 6.40 色谱工作站；样品过滤器（0.22um），C18柱。

PHSJ-4F 实验室pH 计，带氟离子选择电极及温度补偿。

氟化物标准溶液：由1.000g·L-1氟化物标准储备溶液稀释配制成含10.0mg·L-1F-的标准溶液和100.0mg·L-1F-的标准溶液。

总离子强度调节缓冲液（TISABⅡ）：按照GB7484-1987 配制。

淋洗液：称取经105℃烘干2h 后的无水Na CO326.5g，用水溶解并定容至500mL，浓度为0.5mol·L-1。移取上述溶液18mL 至1L 容量瓶中，用水稀释至刻度，配成浓度为0.009mol·L-1的淋洗液。

再生液：0.04mol·L-1H2SO4溶液。

载气为高纯N2（纯度大于99.995%）。

试验用水为超纯水（离子色谱仪用）及去离子水（离子选择电极用）。

H2SO4为优级纯，其他试剂为分析纯。

HCl（HCL）：2mol·L-1

乙酸钠：称取15g 乙酸钠溶于水，并稀释至刻度。

1.2 试验方法

氟化物的测定按以下两种方法进行。

1.2.1 离子选择电极法分别吸取污水水样25mL（或稀释到25mL）于50mL 容量瓶中，加入TISAB 溶液10mL，用水稀释到刻度。摇匀后转移至100mL 聚乙烯烧杯中。放入塑料搅拌子和电极，连续搅拌溶液，稳定后读取电位E1,加入一定量的氟化物标准溶液100mg·L-1,在不断搅拌下读取平衡电位E2。E2与E1 的毫伏值以相差30～40mV 为宜。

1.2.2 离子色谱法

1.2.2.1 色谱条件 IonPac AS9-HC 分离柱和保护柱，MMS Ⅲ型抑制器，柱温为室温，流量为1.0mL·min-1，进样量为10μL。

1.2.2.2 试验方法将污水水样依次过过滤颗粒物和有机物后，用注射器抽取1mL 左右注入仪器。按1.2.2.1 条件测定。同时测定空白。

2 结果与讨论

2.1 干扰因素的影响

2.1.1 离子选择电极法中干扰因素的影响离子选择电极法受酸度计（或pH 计）精度、污水水样中共存离子、pH 值范围、离子选择电极自身因素、搅拌等诸多因素影响[2]。因此，在采用离子选择电极法测定污水中氟化物时，由于污水成分较为复杂，干扰较多，建议采用标准加入法测定以减少基体影响。此外，所加标准溶液的浓度和体积应严格按照标准方法要求，测定中的电位差也应控制在30mV左右为宜。

2.1.2 离子色谱法中干扰因素的影响离子色谱受柱温、电压稳定性及仪器工作环境等因素的影响[3]，因此，测定前应采用空白试验检查基线，基线无较大波动或杂峰方可进行样品测定。此外，污水样品中颗粒物、有机物对色谱柱影响较大，严重时可堵塞色谱柱及造成色谱法无法分离。因此，水样测定时应依次经0.22μm 过滤器过滤颗粒度、用C18柱去除有机物干扰。

2.2 标准曲线与检出限

2.2.1 离子选择电极法标准加入法不需绘制工作曲线。根据能斯特方程，计算出离子选择电极法测定水中氟化物的检测范围为0.05～1900mg·L-1，最低检出限为0.05mg·L-1。

2.2.2 离子色谱法分别移取0，1.00，2.00，4.00，6.00，8.00，10.00，25.00mL F-标准溶液至25mL 比色管中，用水稀释至刻度，混匀后测定。以浓度为横坐标，峰面积为纵坐标绘制标准曲线，线性回归方程为Y=0.1259C-0.0092，相关系数为0.9996。按照3倍信噪比计算仪器检出限为0.024mg·L-1。