水中氟化物检测方法探讨

水中氟化物检测方法探讨

李引歌

陕西省咸阳市环境监测站陕西咸阳712000

摘要：氟化物广泛存在于自然界中，是环境监测项目的重要指标之一，同时也是人体一种必需的微量元素。天然水中的氟化物含量一般为0.2～0.5mg/L，一些流经含氟矿层的地下水有时可达2～5mg/L或更高。饮用水中氟离子的适宜浓度为0.5～1.0mg/L。当长期饮用含氟离子浓度高于1～1。5mg/L的水时，易患斑齿病；当饮用水中氟离子浓度高于4mg/L时会得氟骨病。水中氟化物的测定方法颇多，常用的有离子选择电极法、氟试剂分光光度法、离子色谱法等。本文对这几种方法的利弊加以对比分析，以供参考。

关键词：氟化物；方法比较；分光光度法；离子选择性电极；离子色谱法

1原理简述

1.1离子选择性电极

原理：以氟化镧为敏感膜的离子选择性电极作为指示电极，以饱和甘汞电极作为参比电极二者共同构成电池：氟离子选择性电极|试液||饱和甘汞电极。离子选择性电极的电位值对溶液中待测离子活度的负对数呈线性正比关系。灵敏度符合能斯特方程，在20～25℃之间，氟离子浓度每改变10倍，电极电位变化58±1mV。最低检出限浓度为0。05mg/L，测定上限浓度为1900mg/L。

1.2氟试剂分光光度法

原理：在pH值为4.1的乙酸—乙酸钠缓冲溶液中，氟离子与氟试剂和硝酸镧反应生成蓝色络合物，颜色的强度与氟离子的浓度成正比，在620nm波长处测定吸光度。根据吸光度值与浓度的线性关系进行定量分析。最低检出限浓度为0.05mg/L，测定上限浓度为1.80mg/L。

1.3离子色谱法

原理：离子色谱法分离无机阴离子的原理是基于样品在流动相和键合在基质上的离子交换基团之间的离子交换过程。根据分离柱对不同阴离子吸附洗脱能力的不同，可以用相对保留时间和峰高(或峰面积)定性或定量测定各离子含量。最低检出限浓度为1.8μg/L。

2氟化物的检测方法比较

2.1主要仪器与试剂

（1）离子选择行电极法：氟离子选择性电极；pHS-3C型酸度计；饱和甘汞电极；总离子强度缓冲溶液。

（2）氟试剂分光光度法：T6紫外分光光度计；混合显色剂；乙酸—乙酸钠缓冲溶液。

（3）离子色谱法：戴安90离子色谱仪；离子色谱洗液。

（4）样品：水利部氟化物标准物质(唯一标识130116)；选取2个当地天然水(一个地表水、一个地下水)，采用不同方法对其样品中的氟化物含量平行测定5次，对测定平均值进行加标回收实验，分别加标量为1.00mL浓度为1.0mg/L的氟化物。

2.2测定方法

(1)离子选择性电极。分别吸取浓度为10mg/L的氟化钠标准溶液1.00、3.00、5.00、10.00、20.00mL置于50.00mL容量瓶中，加入10.00mL总离子强度缓冲溶液，加蒸馏水稀释至标线。摇匀后倒入聚乙烯烧杯中，用氟离子选择电极和饱和甘汞电极测其电位值，以电位值对浓度做曲线。测定样品值，取样品25.00mL，按以上步骤测其电位值，从曲线方程中计算其浓度含量。

(2)氟试剂分光光度法。依次分别吸取浓度为100mg/L的氟化钠标准溶液0、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00mL于25mL比色管中，加入10.00mL混合显色剂，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀静置显色30min，在620nm处测其吸光度。以吸光度对浓度做曲线方程。测定样品值，取样品10.00mL，测定步骤同上，从曲线方程计算其浓度。

(3)离子色谱法。分别配置0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0mg/L标准溶液，通过0.45μm的过滤器注入离子色谱仪的进样系统，通过工作站软件自动进样分析。测定样品值，样品分析步骤同上。

2.3结果讨论

通过实验得到三种方法的标准曲线见表1。三种方法工作曲线的线性相关系数都达到0.999，表明三种方法的线性相关性良好。三种方法对标准样品的5次平行测定，测定值都接近样品真值，表明三种方法的准确度都符合质控要求，离子色谱法检测出的含量值更接近标准样品的真实值。

表1三种方法的标准曲线

3结论

离子选择性电极法设备简单且操作简单，选择性好、灵敏度高、响应速度快、线性范围宽，能克服实际样品的色度和浊度干扰，是比较经典的测定方法，但是温度是影响氟化物测定的重要因素之一，电极的斜率随温度变化而变化，样品的离解也受温度变化的影响，从而影响到电极电位。因此，要确保样品和标准曲线在相同温度（温度差不高于±1℃）条件下测定。在测定过程需控制样品pH在5-8。

氟试剂分光光度法精密度相对较差，测量相对误差较大，显色时间长，且测定之前需要对水样进行预处理，以除去色度浊度的影响，较为繁琐。

离子色谱法选择性好、灵敏度高、准确度和精密度较高、检出限低，分离柱的稳定性好、容量高，自动化程度高，减轻了工作量，提高了工作效率。

实验结果表明：上述三种仪器法均可有效地检测水中氟化物的含量，但若要更精确的测定微量氟化物，可以选择离子色谱法。

氟化物的测定方法多样，具体工作中不应该拘泥于一种，应综合考虑检测环境，样品状态和对检测时间的要求等选择检测方法，力求做到各方面平衡考量。

参考文献

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[2]杨国栋.电极法和离子色谱法测定生活饮用水中氟化物的比较[J].中国卫生检验杂志，2005，15（8）：87.

[3]朱文玲，吉荣娣，李淑敏，邢方潇，张振伟，应波.测定水中氟化物简易方法研究[J].中国卫生检验杂志，2011（04）.