水質(zhì)中氟化物的檢測方法比較分析

中圖分類號：R12311 文獻標(biāo)識碼：A

摘要：本文研究了氟離子選擇性電極法、氟試劑分光光度法及離子色譜法測定水樣中氟化物的差異，探討了三種方法的優(yōu)劣。結(jié)果表明：三種方法的標(biāo)準(zhǔn)曲線的相關(guān)性均符合實驗的技術(shù)要求。色譜法的回收率、準(zhǔn)確性及精密度高于其他兩種方法。

關(guān)鍵詞：電極法；分光光度法；離子色譜法；氟化物；方法比較

一、氟化物的性質(zhì)及危害

氟化物指含氟的二元化合物。與其他鹵化物不同，氟化銀可溶于水。氟化氫的水溶液稱氫氟酸，是一種弱酸。氟普遍存在于自然水體中，人體各組織中都含有氟，但主要積聚在牙齒和骨筋中。適當(dāng)?shù)姆侨梭w所必需的，過量的氟對人體有危害，氟化鈉對人的致死量為6～12克，飲用水含2.4～5毫克/升則可出現(xiàn)氟骨癥。其致毒機理為，氟離子會與血液中的鈣離子結(jié)合，生成不溶的氟化鈣，從而進一步造成低血鈣癥[1]。氟化氫在相比之下更加危險，因為它具有腐蝕性和揮發(fā)性，因此可通過吸入或皮膚吸收而進入人體，造成氟中毒。

目前，氟化物的測定方法主要包括離子選擇性電極法、氟試劑分光光度法和離子色譜法[2]。本文主要對這三種方法的標(biāo)準(zhǔn)曲線、準(zhǔn)確度、精確度、加標(biāo)回收率進行比較，分析了三種方法的優(yōu)缺點，以下是對這三種方法的比較分析。

二、氟化物的檢測方法比較

（一）儀器與試樣

儀器：氟離子選擇性電極；飽和甘汞電極；ph-3c 型ph 計；723s型分光光度計；美國戴安ics5000型離子色譜儀。

水樣：采集5個實際水樣進行分析，分別為淺層地下水、河水、海水、長江水、工廠廢水，每個采樣點水樣平行測定5次，取平均值進行加標(biāo)回收率試驗。

（二）操作步驟

1.離子選擇電極法

分別移取濃度為10μg/ ml氟標(biāo)準(zhǔn)溶液0. 00、1. 00、2.00、5. 00、10. 00、20. 00 ml 分別置于50 ml比色管中，然后分各加入10 ml tisab緩沖溶液，用蒸餾水定容至刻度，搖勻后傾入放入攪拌子的聚乙烯燒杯中，插入氟離子電極和甘汞電極，讀取電位值（mv） ，以mv 為縱坐標(biāo)，以lgc為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線[3]。

測定水樣時，取水樣20 ml，調(diào)ph 為5.2，按以上步驟測mv值，在標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出水樣中f- 的濃度（μg/ml） 。

2.氟試劑分光光度法

吸取一定量的氟標(biāo)液于25ml比色管中，加去離子水至10ml，準(zhǔn)確吸取10ml混合顯色劑，用去離子水稀釋到刻度，配成mf-分別為0.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0μg的標(biāo)準(zhǔn)溶液，搖勻。放置30min后，用1cm比色皿在620nm波長處，以去離子水或試劑空白作參比，測定吸光度。以吸光度為縱坐標(biāo)，氟離子含量的絕對量為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。水樣的測定過程同標(biāo)線測定方法[4]。

3.離子色譜法

將濃度為1000 mg /l的f- 標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋，配制成10m g /l f-標(biāo)準(zhǔn)儲備液，然后分別配成f- 濃度為0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mg /l的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液。標(biāo)準(zhǔn)系列溶液進離子色譜進行分析測定，以峰面積值（s）與氟離子濃度（c）的直線回歸方程。

將水樣經(jīng)0.45μm過濾器注入離子色譜儀的進樣系統(tǒng)中，通過工作站軟件chrome leon 自動控制進樣分析和采集數(shù)據(jù)，并進行定量分析[5]。

（三）三種方法比較分析

1.標(biāo)準(zhǔn)曲線比較

通過前文，可以總結(jié)出三種方法的工作曲線分別為：電極法e=333.1-61.02lgc，相關(guān)系數(shù)r=0.9995，分光光度法：a=0.026m+0.032，相關(guān)系數(shù)r=0.9993，離子色譜法s= 0.563c-0.003，相關(guān)系數(shù)r=0.9997，說明這三種方法的相關(guān)性都很好。

2.準(zhǔn)確度及精密度

使用三種方法分別對氟化物標(biāo)準(zhǔn)溶液（濃度為1.00 mg/l）進行5次測定， 其變異系數(shù)分別為1.03%、1.53%和0.44%，表明三種方法的測定結(jié)果均符合質(zhì)控要求。

離子色譜法標(biāo)準(zhǔn)偏差、變異系數(shù)最小， 說明離子色譜法的精密度最高，其次為電極法。

3.加標(biāo)回收率

分別以五個水樣的平均值進行加標(biāo)回收試驗，：電極法的平均回收率為99.16%，分光光度法的平均回收率為98.20%，離子色譜法的平均回收率是99.62%。離子色譜法的回收率比其他兩種方法的的回收率更接近100 %，證明離子色譜法具有更高的準(zhǔn)確度。

4.三種方法優(yōu)缺點比較

由于離子選擇電極法所用的儀器設(shè)備簡單，因此多適用于測定地表水、地下水和工業(yè)廢水中的氟化物，檢測范圍較寬，且渾濁的、有顏色的水樣也可測定。目前，它是比較常用的經(jīng)典的測定方法。但是在分析過程中氟離子易受到來自ph、金屬離子及溫度等因素的影響，且必須由人工操作實驗，屬于人工定量分析。

氟試劑分光光度法測量誤差相對較大，所需的氟試劑溶液及硝酸鑭溶液不穩(wěn)定，容易生產(chǎn)絮狀物質(zhì)，對實驗產(chǎn)生影響，并且反應(yīng)的顯色時間長、顯色反應(yīng)不穩(wěn)定，受溫度、水樣的顏色影響較大，但是此法操作簡單，便于計算。

離子色譜法具有較高的選擇性，且靈敏度高，方法簡單、快速、相對干擾較少、檢出限低，準(zhǔn)確度和精密度相對較高，常用于測定降雨、地表水、地下水中的微量氟化物分析。離子色譜法減少了工作量，同時提高了工作效率。因為它可以實現(xiàn)自動進樣、自動進行定性和定量分析。但是離子色譜儀價格昂貴，增加了測定的成本，目前還難以普及。

三、結(jié)論

通過以上分析表明：

1.氟離子電極法設(shè)備簡單，不受水的顏色及濁度的影響。

2.電極法和分光光度法適合測定較高濃度的氟化物，水平上無差異。

3.離子色譜法的回收率相對最高，其次為電極法，均高于分光光度法。

4.電極法是一種快速準(zhǔn)確、測定范圍寬、便于現(xiàn)場分析水樣中氟含量的有效方法。

5.離子色譜法適合測定水中微量的氟化物。

離子選擇電極法、分光光度法和離子色譜法測定水中的氟化物，其方法的精密度、準(zhǔn)確度，均符合相應(yīng)技術(shù)要求，因此三種方法都可作為測定水中氟含量的方法。如果要精確測定水中微量的氟化物，應(yīng)選擇離子色譜法。

參考文獻：

[1]黃海燕.工業(yè)廢水中氟的兩種測定方法的結(jié)果比較[j].中國衛(wèi)生檢驗雜志，2001，11（5）：575.

[2]夏曉萍.離子選擇電極法測定水中氟化物的研究與探討[j].重慶環(huán)境科學(xué)，2003， 25（9）： 71-72.

[3]國家環(huán)保局水和廢水監(jiān)測分析方法編委會. 水和廢水監(jiān)分析方法[m]. 第4版，中國環(huán)境科學(xué)出版社， 2002： 211- 222.

作者簡介：汪蕾（1980.07-），安徽池州人，助理工程師，從事化驗檢測工作十四年。