李瑞娜

【摘 要】随着时代的快速发展，工业、生产、生活等活动范围的不断扩大， 产生了大量的工业、农业及生活垃圾和污水， 这些废弃物导致了严重的环境污染， 特别是地表水体污染，文章主要对地表水氟化物测定方法展开探讨。

【关键词】氟化物；测定方法；水质监测；地表水

一、氟化物相关概述

氟化物是指氟离子、含氟的有机和无机化合物。作为卤素，氟元素易存在为单负阴离子即F-。适当的氟是人体所必需的，含氟化合物能预防龋齿，因此被应用于口腔卫生产品。然而过量的氟对人体有危害，轻则氟牙症，当饮用水中氟化物含量是2.4～5mg/L时则可出现氟骨病，更为甚者氟化钠对人体的致死量为6～12g。因此，有效的选择较佳的分析方法来检测氟化物，显得尤为重要。我国有很多地区水中氟化物的含量严重超标，是导致慢性氟中毒的主要原因。我们国家对氟化物的处置策略是“兴氟利，除氟弊”。根据环境监测工作的需要，氟化物的测定是一项水环境常规的监测项目，因此探究准确测定氟化物的方法显得尤为重要。本文旨在日积月累的氟化物监测实践中，不断地摸索探究影响准确测定氟化物的因素，力求尽可能全面地总结影响氟化物监测的因素，从而避免这些影响因素对准确测定氟化物的干扰。

二、氟化物测定方法的对比分析

（一）离子色谱法

2.1.1主要仪器、标准物质和试剂

主要仪器：离子色谱仪（美国DIONEX，ICS2000）及配套工作站，氢氧化钾淋洗液自动电解发生器，离子活度计（上海雷磁仪器厂，PXS-215），氟离子选择电极、饱和甘汞电极，磁力搅拌器。

标准物质：F-，Cl-，Br-，NO3-，SO42-多元素标准溶液100mg/L，氟化物标准溶液500mg/L。

主要试剂：多元素标准溶液使用液10.0mg/L，氟化物标准溶液使用液10.0mg/L，0.2mol/L柠檬酸钠-2mol/L硝酸钠（总离子强度调节缓冲溶液TISAB）。

（二）实验方法

2.2.1离子色谱法

原理：水样中的氟离子经阴离子色谱柱交换分离，抑制型电导检测器检测，根据保留时间定性，峰高或峰面积定量。

标准曲线的绘制：准确移取0、2.00、5.00、10.0、20.0、50.0mL多元素标准溶液使用液，置于100mL容量瓶定容，配制成6个不同浓度的标准系列：0、0.20、0.50、1.00、2.00、5.00mg/L，由低至高浓度依次注入离子色谱仪，以氟离子的质量浓度为横坐标，峰面积为纵坐标如表1所示，绘制标准曲线如图1所示。

表1质量浓度和峰面积

图1离子色谱法标准曲线

2.2.2离子选择电极法

操作方法：第一，绘制标准溶液T.作曲线，用氟化物标准使用液与纯水配置为浓度梯度的标准系列，溶液中氟离子浓度分别为0.00量g/L、0.20量g/L、0.40量g/L、0.60量g/L、1.00量g/L、2.00量g/Ull3.00量g/L，分别绘制出离子选择电极法、离子色谱法的工作曲线与相关系数；第二，饮用水样本检测，离子选择电极法：取水样量L，置人100量L烧杯中，然后取总离子强度调节缓冲液10量置人该烧杯，然后采用电磁搅拌器进行水样溶液搅拌，再插人氟离子选择电极和饱和甘汞电极，并在搅拌的过程中读取平衡电位数值，参照标准溶液工作曲线方程计算出水样的氟离子含量。

三、试验方法分析

（一）氟化物测定方法对比

氟化物是人体不可缺少的微量元素，缺氟易患龋齿，但长期摄入氟化物超标的水或食物会造成氟中毒，损害人体健康。根据地表水环境质量标准基本项目标准限值，饮用水中氟化物（主要以F离子计）含量的最低标准为≤1.0mg/L。地表水化学物质检测是水质监测的重要方式之一，水体中氟化物测定对饮用水质量监管与水质监测分析具有重要意义。

（二）电极性能判定

电极性能的好坏直接影响电极的响應极限、线性范围的大小和分析测试的准确度及精密度。性能变差的电极会出现离子计示值不稳定、线性变差、精密度下降和空白值升高等问题。对于氟离子选择电极性能的判别方法：根据Nernst方程，在20℃～25℃范围内，氟离子浓度每改变10倍，氟离子选择电极的电位变化值应在（58±2）mV。若在此条件下测试，氟离子选择电极电位变化在此范围内，说明该电极性能良好。对参比电极性能的判别方法：首先，电极液中的氯化钾溶液应处于过饱和状态，如果平时做样量较大，应及时补充氯化钾（GR级）。其次，测定样品时不应超过70℃，否则会对参比电极造成不可逆的伤害，导致性能变差。参比（甘汞）电极的温度滞后性很明显，即，当甘汞电极的使用温度改变后，其平衡电势不能按能斯特方程响应迅速达到平衡。在甘汞电极的使用过程中，要求以多孔陶瓷为液接部的甘汞电极，其渗漏速度每6h滴1滴，渗漏过快将引起甘汞电极电位漂移，过慢不能保证在液接部与离子充分接触，甚至会增大甘汞电极内阻。另外，也可用一支已表明性能良好的参比电极进行对照实验，如果电位差大于2MV～3MV，则表明该参比电极性能变差，最好弃用。

（三）电极性能的影响

电极老化、污染、机械损伤均影响电极灵敏度、响应值及电极斜率。油脂和脂肪沉积物是较常见的污染物，电极污染时用无水乙醇或丙酮轻擦电极表面，也可用400号金相砂纸或绒布加抛光膏（或用优质牙膏）抛光加以改善，抛光后在含氟离子的稀标准溶液中浸泡活化2h。

（四）对比离子选择电极法与离子色谱法的优缺点

主要体现在下述几个方面：第一，离子选择电极法测定水样氟化物含量为传统的测定方法，所用仪器设备简单，适合在地下水、地表、饮用水等觥化物的检测，使用范围广泛，在水样混浊，有颜色的情况下均可进行测定。但是在氟离子的分析中容易受到温度、PH和金属离子等因素的影响，并且检测必须采用人工、操作和人工、定量分析，这导致在试验样品较多的情况下需要花费较大的人力，并且人为操作对测定结果也存在一定的影响。为降低OH_的影响，缓冲液加入量应控制水样PH为6左右；第二，离子色谱法利用分离柱对阴离子的不亲和性实现离子的分离，在水样分析中能够一次性分析其中的氟离子、氯离子、硝酸根离子和硫酸根离子等含量。离子色谱法运用自动进样器与软件进行样本的定量与定性分析，并打印相关结果数据报告，检测效率砑著提升，这大大降低了工作量。但是离子色谱法所使用的仪器需花费较高的成本，普及程度不髙，并且在水样中存在较髙浓度低分子量有机酸时将对测定结果造成彫响，对加标后的测量造成干扰。

四、结语

总上所述，离子选择电极法测定氟化物，虽然操作简单，但想得到理想测定结果，需要注意的细节很多。如果要提高离子选择电极法测定氟化物的准确度，要从试剂、电极、温度、操作规范性、干扰因素等多方面综合考虑，保证试验过程和试验结果的准确性。

【参考文献】

[1]韩张雄，董抒浩，段旭，等.环境监测中氟化物的检测方法综述[J].当代化工，2017，46（1）：184-186.