離子選擇電極法與離子色譜法在生活飲用水氟化物檢測(cè)中的應(yīng)用對(duì)比

周永濤

【摘要】 目的：比較離子選擇電極法與離子色譜法在生活飲用水氟化物檢測(cè)中的效果。方法：于2020年6月-2021年6月采集某市區(qū)集中式飲用水源地的35份水樣，對(duì)所有水樣分別施以離子選擇電極法與離子色譜法檢測(cè)。比較兩種不同的檢測(cè)方法的氟化物含量檢測(cè)結(jié)果與檢測(cè)人員工作時(shí)間。結(jié)果：兩種不同檢測(cè)方式水源樣本內(nèi)的氟化物濃度均在1.0 mg/L的飲用水標(biāo)準(zhǔn)之下，其中離子色譜法水源樣本內(nèi)的氟化物平均濃度為（0.19±0.02）mg/L，離子選擇電極法水源樣本內(nèi)的氟化物平均濃度為（0.18±0.03）mg/L，兩種檢測(cè)方式的氟化物濃度檢測(cè)結(jié)果比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）;兩者的平均加標(biāo)率相比，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=1.915，P=0.060）;離子色譜法檢測(cè)人員工作時(shí)間為（2.00±0.50）h，短于離子選擇電極法的（2.85±0.59）h，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。結(jié)論：離子選擇電極法與離子色譜法在生活飲用水氟化物檢測(cè)中均具備較為優(yōu)良的檢測(cè)效能，但離子色譜法檢測(cè)水氟濃度中的檢測(cè)人員花費(fèi)的時(shí)間更短，值得臨床推廣應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】 生活飲用水 氟化物 離子選擇電極法 離子色譜法

Comparison of the Application of Ion Selective Electrode Method and Ion Chromatography in the Detection of Fluoride in Drinking Water/ZHOU Yongtao. //Medical Innovation of China， 2021， 18（36）： -161

[Abstract] Objective： To compare the effects of ion selective electrode method and ion chromatography in the detection of fluoride in drinking water. Method： 35 water samples from a centralized drinking water source in an urban area were collected from June 2020 to June 2021， all water samples were detected by ion selective electrode method and ion chromatography respectively. The fluoride content detection results of the two different detection methods and the working hours of the inspectors were compared. Result： The fluoride concentration in the water source samples of the two different detection methods was below the drinking water standard of 1.0 mg/L， and the average concentration of fluoride in the water source samples by ion chromatography was （0.19±0.02） mg/L， the average concentration of fluoride in the water source sample by ion selective electrode method is （0.18±0.03） mg/L，

and the difference between the two detection methods of fluoride concentration detection results is not statistically significant （P>0.05）; there was no significant difference in the average standard addition rate between the two （t=1.915， P=0.060）; the working time of the detection personnel of ion chromatography was （2.00±0.50） h， which was shorter than （2.85±0.59） h of ion selective electrode method， the difference was statistically significant （P<0.05）. Conclusion： Both ion-selective electrode method and ion chromatography have better detection efficiency in the detection of fluoride in drinking water， but the time spent by the detection personnel in the detection of fluoride concentration in water is shorter by ion chromatography， which is worthy of clinical application.

[Key words] Drinking water Fluoride Ion selective electrode method Ion chromatography

First-author’s address： Ji’an Center for Disease Control and Prevention， Jiangxi Province， Ji’an 343000， China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2021.36.038

飲用水為人們生活必需品之一，且人體所必需的氟元素多是于水中攝取，故在給人們提供生活飲用水的同時(shí)，還需對(duì)水中氟濃度施以合理有效的控制，以避免對(duì)人體健康構(gòu)成損害[1-2]。在正常情況下，人體需攝入一定量的氟以保障機(jī)體有效運(yùn)轉(zhuǎn)，但若氟化物攝入過多，則會(huì)誘發(fā)慢性中毒與急性中毒的現(xiàn)象，從而對(duì)患者身心健康構(gòu)成威脅[3-4]。因此，對(duì)生活飲用水中的氟化物濃度施以合理規(guī)范的監(jiān)測(cè)，對(duì)于保障人們身心健康具有重要意義[5]?，F(xiàn)階段，臨床的檢測(cè)方式主要有離子選擇電極法與離子色譜法兩種，檢測(cè)方法不同則檢測(cè)效果也可能存在一定差異?；诖?，本研究采集2020年6月-2021年6月某市區(qū)集中式飲用水源地的35份水樣，分別對(duì)其施以離子選擇電極法與離子色譜法檢測(cè)，比較兩者在生活飲用水氟化物檢測(cè)中的效果，旨在為臨床提供較為優(yōu)良的氟化物檢測(cè)方式?，F(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 于2020年6月-2021年6月采集某市區(qū)集中式飲用水源地的35份水樣，由工作人員施行統(tǒng)一的采取，將樣本采集至容量為500 mL的聚乙烯塑料瓶內(nèi)，采樣完畢之后將樣本放在4 ℃的冰箱內(nèi)存儲(chǔ);之后對(duì)所有水樣分別施以離子選擇電極法與離子色譜法檢測(cè)，兩組采集的水樣均來自同一水源地的同一處。納入標(biāo)準(zhǔn)：所有水樣均采集于同一水源地的同一處;均由同一工作人員進(jìn)行采集。排除標(biāo)準(zhǔn)：水源地存有重大污染情況。

1.2 方法 （1）儀器設(shè)備及試劑。離子選擇電極法：選用上海雷磁公司生產(chǎn)的PXSJ-226離子計(jì)，氟離子選擇電極與飽和甘泵電極;離子色譜法采用瑞士萬通中國有限公司生產(chǎn)的IC930-Compact IC Flex型離子色譜儀，MagIC Net 色譜工作站，919 IC Autosampler plus自動(dòng)進(jìn)樣器;相關(guān)試劑：硫酸溶液、氯化氫（HCl）溶液、檸檬酸鈉（Na3C6H5O7·2H2O），總離子調(diào)節(jié)緩沖液（TIS-AB）、超純水裝置、標(biāo)準(zhǔn)的儲(chǔ)備液。（2）操作方式。①描繪標(biāo)準(zhǔn)的溶液工作曲線，以氟化物的規(guī)定用液與純凈水配比合成濃度梯度的標(biāo)準(zhǔn)系列，溶液內(nèi)氟離子的含量分別為0、0.10、0.20、0.50、1.00、1.50、2.00 mg/L，對(duì)離子選擇電極法、離子色譜法工作曲線與有關(guān)系數(shù)進(jìn)行描繪。②飲用水樣本測(cè)定。離子選擇電極法：選取10 mL的水樣，放入100 mL燒杯內(nèi)，然后取特定量的總離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)緩沖液放入該燒杯，之后對(duì)該水樣進(jìn)行合理的攪拌，插入氟離子選擇電極與飽和苷泵電極，在攪拌下對(duì)平衡電位數(shù)目進(jìn)行有效讀取，按特定的方程對(duì)水樣內(nèi)的氟離子含量進(jìn)行計(jì)算。離子色譜法：首先將水樣與標(biāo)準(zhǔn)溶液分別以0.45 μm過濾器濾過，并把其輸注至檢測(cè)系統(tǒng)內(nèi)，憑借工作站的計(jì)算軟件對(duì)水樣施行控制分析，獲得最終含量結(jié)果，各水樣設(shè)置重復(fù)3次，測(cè)定后計(jì)算平均值;對(duì)離子選擇電極法與離子色譜法下的35份水樣進(jìn)行加標(biāo)試驗(yàn)，取樣20 mL，加標(biāo)量5 μg，計(jì)算兩者的加標(biāo)回收率。

1.3 觀察指標(biāo)及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 比較兩種檢測(cè)方式的氟化物含量檢測(cè)結(jié)果、加標(biāo)回收率[加標(biāo)回收率=（加標(biāo)試樣測(cè)定值-試樣測(cè)定值）÷加標(biāo)量×100%]、檢測(cè)人員工作時(shí)間（檢測(cè)人員檢測(cè)出具體氟化物濃度的所需時(shí)間）。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS 20.0軟件對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)量資料用（x±s）表示，比較采用t檢驗(yàn);計(jì)數(shù)資料以率（%）表示，比較采用字2檢驗(yàn)。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩種檢測(cè)方式的氟化物含量檢測(cè)結(jié)果 兩種不同檢測(cè)方式水源樣本內(nèi)的氟化物濃度均低于1.0 mg/L的生活飲用水檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，離子色譜法水源樣本內(nèi)氟化物的平均濃度為（0.19±0.02）mg/L，

離子選擇電極法水源樣本內(nèi)的氟化物平均濃度為（0.18±0.03）mg/L，兩組檢測(cè)方式的氟化物含量檢測(cè)結(jié)果相比，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=1.641，P=0.106）。見表1。

2.2 兩種檢測(cè)方式的加標(biāo)回收結(jié)果 離子選擇電極法平均加權(quán)率為（99.10±2.03）%，離子色譜法為（100.05±2.12）%，兩者的平均加標(biāo)率相比，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=1.915，P=0.060）。見表2。

2.3 兩種檢測(cè)方式的檢測(cè)人員工作時(shí)間 離子色譜法檢測(cè)人員工作時(shí)間為（2.00±0.50）h，短于離子選擇電極法的（2.85±0.59）h，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=6.502，P=0.000）。

3 討論

氟元素是機(jī)體的必須元素，適量的補(bǔ)充氟元素可確保機(jī)體機(jī)能的平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)[6-7]。若人體氟元素的濃度超過規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，則會(huì)誘發(fā)急性炎癥與慢性中毒等情況[8-9]。生活飲用水作為攝取氟元素的重要來源，近年伴隨城市的不斷發(fā)展與人們生活習(xí)慣的不斷轉(zhuǎn)變，促使工業(yè)發(fā)展涵蓋范圍越來越大，從而不斷增加工業(yè)廢水的排放量[10-11]。大量的工業(yè)廢水排放，造成水污染的現(xiàn)象愈發(fā)嚴(yán)峻，從而導(dǎo)致水內(nèi)的氟元素濃度不斷上升[12-13]。當(dāng)飲用水內(nèi)的氟元素濃度在規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)之上時(shí)，則會(huì)對(duì)患者健康造成不良影響[14-15]。因此，對(duì)生活飲用水內(nèi)的氟化物濃度予以相關(guān)的測(cè)定，在確保人們的身心安全中意義重大。

現(xiàn)階段，臨床首選離子選擇電極法與離子色譜法對(duì)生活飲用水內(nèi)的氟化物予以測(cè)定，兩種方法雖均具備良好的檢測(cè)效能，但在具體的檢測(cè)過程中仍存在一定差異。本研究結(jié)果顯示，兩種不同檢測(cè)方式水源樣本內(nèi)的氟化物濃度均在1.0 mg/L的飲用水標(biāo)準(zhǔn)之下，其中離子色譜法水源樣本內(nèi)的氟化物平均濃度（0.19±0.02）mg/L，離子選擇電極法水源樣本內(nèi)的氟化物平均濃度為（0.18±0.03）mg/L，兩種檢測(cè)方式的氟化物濃度檢測(cè)結(jié)果比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）;兩者的平均加標(biāo)率相比，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）;離子色譜法檢測(cè)人員工作時(shí)間為短于離子選擇電極法，提示離子選擇電極法與離子色譜法均能夠獲得優(yōu)良的檢測(cè)準(zhǔn)確度，但后者更能夠顯著縮短檢測(cè)時(shí)間。其原因?yàn)殡x子選擇電極法所用儀器設(shè)備相對(duì)簡便，廣泛適用于地下水、工業(yè)廢水等的氟化物測(cè)定，使用范圍廣泛，在水樣渾濁、存有特殊顏色的狀況下均能夠予以測(cè)定，具有較高的可用性。然而離子選擇電極法在氟離子的檢測(cè)中會(huì)受溫度、金屬離子等因素的影響，加之其需要人工進(jìn)行操作、定量分析，導(dǎo)致在樣品較多時(shí)所需使用的人工勞動(dòng)力較多，從而延長檢測(cè)時(shí)間。而離子色譜法是憑借分離柱對(duì)陰離子不盡相同的親和度施行分離的檢測(cè)方式，該措施能夠一次性對(duì)水樣中多種離子的含量進(jìn)行有效分析，可有效縮短檢測(cè)時(shí)間[16-17]。同時(shí)，該方式還具有自動(dòng)進(jìn)樣器與軟件控制的優(yōu)勢(shì)，可自動(dòng)化進(jìn)行定量、定性分析，從而在極大程度上提高檢測(cè)效率，進(jìn)一步降低工作量縮短檢測(cè)人員工作時(shí)間，故在實(shí)驗(yàn)室的條件允許下可選用離子色譜法進(jìn)行生活飲用水的檢測(cè)[18-19]。但離子色譜法所用儀器花費(fèi)較高，難以廣泛普及，加之水源樣本中含有較高濃度的低分子量有機(jī)酸，從而會(huì)給測(cè)定結(jié)果造成影響，對(duì)加標(biāo)后的測(cè)量構(gòu)成一定程度的干擾[20]。此外，本研究存在納入樣本量少等缺點(diǎn)，可能會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精準(zhǔn)性造成一定程度的干擾。因此，臨床還需不斷完善實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，擴(kuò)大樣本量的納入，以此深入了解離子色譜法在生活飲用水中氟化物含量的檢測(cè)效能。

綜上所述，離子選擇電極法與離子色譜法均可有效檢測(cè)出生活飲用水中氟化物的含量，但離子色譜法所需檢測(cè)人員工作時(shí)間更短，自動(dòng)化程度高，多項(xiàng)目同時(shí)檢測(cè)，故在實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)條件允許時(shí)盡可能地選用離子色譜法進(jìn)行生活飲用水內(nèi)氟化物含量的檢測(cè)，以此減短檢測(cè)人員工作所需時(shí)間。

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（收稿日期：2021-11-17） （本文編輯：占匯娟）