水中氟化物檢測方法對比分析

王曉飛

（阜新市環(huán)境監(jiān)測中心站，遼寧阜新 123000）

水中氟化物檢測方法對比分析

王曉飛

（阜新市環(huán)境監(jiān)測中心站，遼寧阜新 123000）

隨著氟化工行業(yè)的興起，工業(yè)廢水中負(fù)離子含量增高，氟化物污染愈發(fā)嚴(yán)重。氟化物的檢測方法多種多樣，主要茜素磺酸鋯目視比色法、離子選擇電極法、氟試劑分光光度法，對這三種方法的利弊進(jìn)行了對比分析。

氟化物；茜素磺酸鋯目視比色法；離子選擇電極法；氟試劑分光光度法

氟化物廣泛存在于自然界的水體中，在人體中主要積聚在牙齒和骨骼中，是人體不可缺少的元素之一。但隨著氟化工行業(yè)的興起，水體中的氟化物污染愈發(fā)嚴(yán)重，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。因此對水體中氟化物的檢測研究就顯得尤為重要。水體中氟化物的檢測方法常用的有三種，分別為：茜素磺酸鋯目視比色法、離子選擇電極法、氟試劑分光光度法。本文對這三種方法的利弊加以對比分析。

1 氟化物的檢測方法原理

1.1 茜素磺酸鋯目視比色法

在酸性溶液中，茜素磺酸鈉和鋯鹽生成紅色絡(luò)合物，當(dāng)樣品中有氟離子存在時，能奪取絡(luò)合物中鋯離子，釋放出黃色的茜素磺酸鈉，根據(jù)溶液有紅色退至黃色的色度不同于標(biāo)準(zhǔn)比色定量。

1.2 離子選擇電極法

該方法以氟離子選擇電極為指示電極，飽和甘汞電極或氯化銀電極為參比電極，當(dāng)氟電極與含氟的溶液接觸式時構(gòu)成原電池，電池的電動勢隨溶液中氟離子的活度變化而改變，該變化遵循Nernest方程。

1.3 氟試劑分光光度法

氟離子在pH值為4.1的乙酸鹽緩沖介質(zhì)中與氟試劑及硝酸鑭反應(yīng)生成藍(lán)色三元絡(luò)合物，該絡(luò)合物在620nm波長處的吸光度都與氟離子的濃度成正比，即可定量測定氟化物。

2 氟化物的檢測方法對比

2.1 適用范圍對比

本文中提到的三種方法均可適用于飲用水、地表水、地下水和廢水的測定。

茜素磺酸鋯目視比色法的檢出限為0.1mg/L，測定下限為0.4mg/L，測定上限為1.5mg/L。離子選擇電極法的最低檢測限位0.05mg/L，測定上限可達(dá)1 900mg/L。氟試劑分光光度法的檢出限為0.02mg/L，測定下限為0.08mg/L。

2.2 干擾對比

使用茜素磺酸鋯目視比色法時，樣品的總堿度、濁度、色度，以及氯化物、硫酸根、鋁、磷酸根、鐵在達(dá)到一定濃度時均會對測定結(jié)果產(chǎn)生干擾，而需要進(jìn)行預(yù)蒸餾處理。

使用離子選擇電極法時只有少量的高價陽離子和氫離子會與氟離子絡(luò)合而產(chǎn)生干擾，干擾的程度取決于絡(luò)合離子的種類濃度等。通常加入總離子強(qiáng)度緩沖劑就可以保持樣品中總離子強(qiáng)度，并干擾絡(luò)合離子，在保持適當(dāng)pH值時即可直接進(jìn)行測定。

應(yīng)用氟試劑分光光度法時，樣品中含有的氯離子，硫酸根離子、硝酸根離子、硼酸根離子、錳離子、銨根離子、鈣離子在達(dá)到一定濃度時均影響測定，需要進(jìn)行預(yù)蒸餾處理。

2.3 儀器設(shè)備對比

茜素磺酸鋯目視比色法只需要50mL具塞比色管，在有干擾的存在下需要蒸餾裝置進(jìn)行預(yù)處理。

離子選擇電極法需要氟離子選擇電極，飽和甘貢電極或氯化銀電極，離子活度計，磁力攪拌裝置和聚乙烯燒杯，必要時準(zhǔn)備預(yù)蒸餾裝置。

氟試劑分光光度法需要準(zhǔn)備分光光度計，光程為30mm或10mm的比色皿，有干擾存在時準(zhǔn)備預(yù)蒸餾裝置。

2.4 操作方法對比

茜素磺酸鋯目視比色法是將不同量的氟化物標(biāo)準(zhǔn)溶液加入材質(zhì)相同的比色管中，加入茜素磺酸鋯酸性溶液稀釋定容至相同體積后，配置成一套標(biāo)準(zhǔn)系列溶液，將待測樣品在同樣的條件下稀釋，顯色后與標(biāo)準(zhǔn)色階通過目視顏色判斷濃度大小。

離子選擇電極法是用氟化物標(biāo)準(zhǔn)溶液配置標(biāo)準(zhǔn)序列，在半對數(shù)坐標(biāo)紙上以電位值和濃度繪制校準(zhǔn)曲線。在樣品中加入總離子強(qiáng)度緩沖劑排除干擾后直接測定樣品的電位值，通過校準(zhǔn)曲線計算濃度大小。

氟試劑分光光度法同樣需要用標(biāo)準(zhǔn)溶液配制標(biāo)準(zhǔn)序列，加入顯色劑稀釋定容后以純水為參比測定吸光度，再以氟化物含量對吸光度作圖，即可得到校準(zhǔn)曲線。在同樣的條件下測定樣品的吸光度，經(jīng)空白校正后由吸光度值在校準(zhǔn)曲線上查得濃度大小。

3 結(jié)論

綜合以上多個方面的對比，茜素磺酸鋯目視比色法設(shè)備簡單，經(jīng)濟(jì)方便，快捷，適用于基層，但主觀影響較大，準(zhǔn)確度不高，誤差大；離子選擇電極法靈敏度高，干擾少，準(zhǔn)確度和精確度都很高，操作方法簡單，儀器設(shè)備廉價，但測定過程中的pH值，溫度等都會對結(jié)果產(chǎn)生一定影響，并在電極選擇和判斷電極老化程度上有一定難度；氟試劑分光光度法用于低濃度樣品時準(zhǔn)確度和重現(xiàn)度好，但檢測過程繁瑣，且只限于可見光范圍。

4 結(jié)束語

氟化物的測定方法多樣，除本文提到的三種方法外還有離子色譜法等方法，具體工作中不用拘泥于一種，應(yīng)綜合考慮檢測環(huán)境，樣品狀態(tài)和對檢測時間的要求等選擇檢測方法，力求做到各方面平衡考量。

[1] 水質(zhì) 氟化物的測定 茜素磺酸鋯目視比色法 中華人民共和國國家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn) HJ 487-2009.

[2] 水質(zhì) 氟化物的測定 離子選擇電極法 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn) GB 7484-1987.

[3] 水質(zhì) 氟化物的測定 氟試劑分光光度法 中華人民共和國國家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn) HJ 488-2009.

[4] 曾蘭英.水中氟化物國際標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法的驗(yàn)證及其比較[J].分析測試技術(shù)與儀器，2006，12（1）：47-50.

[5] 韋敢.水質(zhì)中氟化物的檢測方法比較分析[J].科研，2016（5）：217.

Comparative Analysis of Fluoride Detection Methods in Water

Wang Xiao-fei

With the rise of fluorine chemical industry，the content of negative ions in industrial wastewater is increasing，and the pollution of fluoride is becoming more and more serious.There are many kinds of methods for detecting fluoride.There are three common methods：Method，ion selective electrode method，fluorine reagent spectrophotometry，the advantages and disadvantages of these three methods for comparative analysis.

fluoride；alizarin sulfonyl zirconium visual colorimetric method；ion selective electrode method；fluorine reagent spectrophotometry

X832

A

1003-6490（2017）01-0161-02

2017-01-06

王曉飛（1988—），女，遼寧阜新人，工程師，主要研究方向?yàn)榄h(huán)境監(jiān)測與治理。