水質(zhì)中氟化物的檢測方法比較分析

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，我國的氟化工業(yè)也得到了非常迅速的發(fā)展，在工業(yè)廢水中所含有的負(fù)離子也迅速增加，氟化物類型的水污染現(xiàn)象愈發(fā)嚴(yán)重。目前，相關(guān)環(huán)境部門對于氟化物的檢測越來越重視，并采取了有效的方法進(jìn)行監(jiān)測。對于氟化物的檢測，有多種檢測方法，目前主要使用離子選擇電極法、離子色譜法、氟試劑分光光度法這三種方法，三種方法各有優(yōu)劣。本文主要對三種檢測方法進(jìn)行一定的實驗和對比，其中可發(fā)現(xiàn)色譜法的檢測最為準(zhǔn)確。

關(guān)鍵詞：氟化物;檢測方法;離子色譜法;電極法

中圖分類號：X832 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）05-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.05.079

Abstract：With the rapid development of economy， the fluoride industry in China has also developed very rapidly. The negative ions in industrial wastewater have also increased rapidly， and the water pollution of fluoride type has become more and more serious. At present， the relevant environmental departments pay more and more attention to the detection of fluoride， and take effective methods to monitor. There are many methods for the detection of fluoride. At present， three methods are mainly used： ion selective electrode method， ion chromatography method and fluorine reagent spectrophotometry. Each method has its own advantages and disadvantages. In this paper， three kinds of detection methods are tested and compared， among which the most accurate one is the chromatographic method.

Keywords：Fluoride;Detection method;Ion chromatography;Electrode method

氟化物在自然界的水體中普遍存在，在人體中，主要存在牙齒和骨骼這兩個部位，也是人體中不可或缺的一個基本元素。隨著工業(yè)化的迅速推進(jìn)，氟化工業(yè)也迅速興起，導(dǎo)致水體中氟化物的污染現(xiàn)象也愈發(fā)嚴(yán)重。經(jīng)過相關(guān)研究顯示，飲用水中氟化鈉含量達(dá)到2.4～5mg/L 即可出現(xiàn)氟骨病，而6～12g 氟化鈉即可致死。由此可見，做好水體中氟化物的檢測和研究十分重要，是保證人們?nèi)粘Ｉ铒嬍嘲踩幕厩疤帷?/p>

1 氟化物的檢測方法原理

1.1 離子選擇電極法

該方法主要是以氟離子所選擇的電極作為知識點擊，而其中的氯化銀電極作為參比電極，當(dāng)其中的氟電極與氟溶液相互接觸時，可以構(gòu)成一個元電勢，在其中，電池中的氟離子活度會發(fā)生變化，其中的電動勢也會發(fā)生變化，而且該變化規(guī)律遵循Nernest方程。

1.2 氟試劑分光光度法

一般在pH值為4.1的乙酸緩沖溶液介質(zhì)中，氟離子會與其中的氟試劑發(fā)生一定的反映，從而生成藍(lán)色三元絡(luò)合物，并使用分光光度法對該絡(luò)合物進(jìn)行檢測，在620nm波長處，該絡(luò)合物的吸光度會隨著氟離子濃度的增加而增加，二者之間成正比關(guān)系，如此可通過定量的方法對氟化物進(jìn)行檢測。

1.3 離子色譜法

離子色譜法，主要是利用離子交換的原理，其中水溶液中的氟離子與其他離子進(jìn)行分離，并通過定性和定量的方法進(jìn)行檢。通常在離子交換樹脂上進(jìn)行離子的分離，主要由樣品離子、離子交換官能團(tuán)、移動相這三者所決定，氟離子與其他離子進(jìn)行交換的過程中，可用相關(guān)化學(xué)等式進(jìn)行表示。

1.4 氟化物的檢測方法對比

1.4.1 干擾對比

在使用離子選擇電極法進(jìn)行檢測時，其中的陰離子、陽離子和氫離子、氟離子之間會相互干擾，彼此之間很容易發(fā)生反應(yīng)形成絡(luò)合物，該絡(luò)合物會對檢測形成干擾，其中干擾程度主要由氟離子的濃度而決定。一般來說，可以在其中增加一定量的緩沖劑，從而有效保持樣品之中離子自身的強(qiáng)度，并對絡(luò)合離子形成干擾。在pH值適當(dāng)?shù)臅r候，就可以對其進(jìn)行直接測定。在使用氟試劑分光光度法進(jìn)行測定時，樣品之中所含有的氯離子、錳離子、鈣離子等，達(dá)到一定濃度的時候，都會對實際測定造成影響，由此可見，需要提前進(jìn)行預(yù)蒸餾的處理。使用離子色譜法進(jìn)行檢測，很容易受到分離柱中離子交換樹脂的影響，其中存在陽離子交換樹脂，也存在陰離子交換樹脂，這些都需要提高色譜分離的效率，從而提高檢測的準(zhǔn)確度。

1.4.2 儀器設(shè)備對比

離子選擇電極法只需要通過氟離子選擇電極，其中還有氯化銀電極、離子活度計、攪拌裝置、燒杯，以及蒸餾裝置。

氟試劑分光光度法，需要準(zhǔn)備分光光度計，其中廣光程為10mm或者是30mm的比色皿，并準(zhǔn)備好蒸餾裝置。

離子色譜法，需要準(zhǔn)備分離柱、離子交換劑、專用檢測器、檢測池、恒溫箱。

1.4.3 操作方法對比

離子選擇電極法，主要是使用標(biāo)準(zhǔn)的氯化物溶液檢測裝置進(jìn)行檢測，在此過程中，也需要在對半數(shù)的坐標(biāo)紙上的濃度以及電位值的曲線進(jìn)行繪制，并校準(zhǔn)。并在樣品之中加入離子緩沖劑，排除其中所存在的干擾，并對樣品的電位值進(jìn)行直接測定，通過其中的校準(zhǔn)曲線對濃度大小進(jìn)行計算。氟試劑分光光度法，需要配置一定標(biāo)準(zhǔn)的溶液，在加入顯色試劑之后，在對吸光度進(jìn)行測定，同時再通過氟化物含量對吸光度進(jìn)行曲線的繪制，從而得到濃度的大小。離子色譜法，需要配置一定標(biāo)準(zhǔn)的溶液，主要是在離子交換樹脂中進(jìn)行離子的交換，并通過專用檢測器進(jìn)行檢測，必要的情況下，還需要將檢測池置入恒溫箱中，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，從而繪制準(zhǔn)確的曲線。

1.4.4 三種方法優(yōu)缺點比較

離子選擇電極法所選擇的儀器設(shè)備較為簡單，一般用于地下水、地表水以及工業(yè)廢水的檢測，檢測的范圍比較寬。但是在對其進(jìn)行實際分析的過程中，其中的氟離子很容易受到金屬離子、溫度、pH等相關(guān)因素的影響，而且必須有人工進(jìn)行實驗操作，才能夠排除干擾。

氯試劑分光光度法測量所出現(xiàn)的誤差較大，而且所需要的氯化物溶液的濃度極不穩(wěn)定，很容易產(chǎn)生一定的絮狀物質(zhì)，這會對實驗產(chǎn)生較大影響，而且實際反應(yīng)所需要花費的時間比較長，顯色反應(yīng)也不穩(wěn)定，很容易受到溫度的影響，但是操作簡單，計算簡便快捷。

離子色譜法操作簡單、快捷、靈敏度高，其中的干擾也相對較少，具有較高的精密度，可以對降雨、地表水等進(jìn)行測量和分析。該方法可以在減少檢測的工作量的基礎(chǔ)上，提高工作效率，并進(jìn)行自動的定性、定量分析。但是需要專業(yè)的離子色譜儀進(jìn)行檢測，該儀器價格昂貴，測定成本較高，當(dāng)前使用相對較少。

2 結(jié)論

通過分析可知，三種檢測方法各有優(yōu)勢，其中離子色譜法檢測步驟最為簡單，而且檢測質(zhì)量最高，準(zhǔn)確度更有保證。但是專業(yè)儀器成本較高，目前難以普及，通常會使用氯試劑分光光度法和離子選擇電極法進(jìn)行檢測，只有對水中氟化物進(jìn)行精確測定時，才會選擇離子色譜法。

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收稿日期：2019-01-14

作者簡介：王衛(wèi)萍（1976-），女，漢族，本科學(xué)歷，工程師，研究方向為水質(zhì)檢測。