環境監測中氟化物檢測方法的分析

王瑞芳

（山東省濟寧市鄒城生態環境監控中心，山東 濟寧 273500）

氟化物是氟與另一種元素或基團組成的一種化合物，它在無機化學中指的是帶有負電的氟離子和其他元素帶正電的陽離子結合而形成的鹽類化合物。自然界中若氟化物含量超標會導致動植物中毒，造成經濟損失，而且環境中氟化物含量超標也會出現地方性疾病。有效監測氟化物含量有助于保護生態環境。

1 氟化物

氟化物是指含有負價氟的有機物及化合物，是鹵族元素中氟的一種化合物，與其他鹵族元素性質幾乎一致，一般都會形成一個單負陰離子。另外，氟離子也可以與氦、氖以外的其他惰性元素結合為二元化合物。從致命毒素沙林到藥品依法韋侖，從難容的氟化鈣到反應性極強的四氟化硫都在氟化物的范圍內。并且在鹵化物中，氟化物易與一些高氧化態的陽離子形成一個穩定的配離子[1]。

含氟化合物在結構上存在著很大的差異，而氟化物的毒性與它的反應活性和結構也有著一定的關系，所以就難以概括出氟化物的一般毒性。

2 對氟化物進行監測的重要性

氟化物可使人、動植物中毒，進而造成經濟損失。如果人們的生存環境中存在大量的氟化物，則可能會引發各種疾病。目前，環境中的氟化物主要來源是各種工業化生產及一些燃煤的廢氣排放。想要對氟化物進行控制就需要依據環境監測中的檢測方法對環境進行氟化物監測，及時發現、及時應對，為人類及動植物提供一個健康、和諧的環境。

所有氟化物都含有毒性，如果人們誤食150 mg的氟化鈉就會造成嚴重疾病。不過攝取微量的氟化物則對人們有一定的益處，在飲水中若含有1～2 ppm的氟離子則能夠防止齲齒，含氟牙膏也有著同樣的效用。人體中含有的氟化物主要集中在牙齒與骨骼中。不過要注意無論是氣態、液體亦或是固態的氟化物都會對人體的皮膚造成嚴重的灼傷，同時會加大骨骼的脆性。一般常規飲用水的氟化物含量最大值在4 ppm，如果超過這一數值，就會使人患病，比如：骨痛、佝僂等。從這些分析中可以看出，加強對氟化物的監測是非常重要的，只有這樣才能把氟化物含量控制在一個不會對人體造成傷害的范圍內。

3 環境監測中氟化物的監測方法

3.1 茜素磺酸鋯目視比色檢測氟化物

在環境樣品檢測方法中茜素磺酸鋯目視比色法能夠有效地檢測出氟化物，這種檢測方法的檢測原理是把鋯鹽與茜素磺酸鈉加入到酸性溶液中，得到一種紅色物質，若環境樣品中存在氟化物，那么它就會與該紅色物質產生化學反應，進而形成氟化鋯，這種物質無色無味，它在形成過程中會釋放出一種茜素磺酸鈉，顏色為黃色，在檢測中可以以此作為檢測顏色對比，若出現變色現象那么就能夠確定環境樣品中存在氟化物，若不變色則環境樣品中不存在氟化物，當然確定存在氟化物之后還需對其含量進行檢測。如果準備測量的環境樣品溶液是50 ml，那么就可以對氟化物中的濃度進行檢測。這樣的方式能夠對不同水中的氟化物進行檢測，同時采用茜素磺酸鋯目視比色法檢測氟化物，速度快，操作容易。不過，這一方法也有不足，它檢測的氟化物含量會出現較大誤差，而且在操作中一定要做好相應的防護措施。

3.2 氟試劑分光光度檢測法檢測氟化物

常采用氟試劑分光光度檢測方法檢測環境樣品中的氟化物含量，這樣的方法也常應用于工業排放水與其他廢水檢測過程中。該方法的檢測原理是當乙酸鹽溶液中的pH值達到4時，水中的氟離子就會與其中的氟試劑發生化學反應，進而生成一種藍色物質。如果藍色物質的波長在620 mm左右時，廢水中存在的氟離子與吸光度成正比。這一方法能夠準確測量環境樣品中較低含量的氟化物，當含量較高時就會出現誤差。另外在使用這一檢測方法過程中所花費的時間也較長，檢測流程也較為復雜[2]。

3.3 氟離子選擇電極法檢測氟化物

一般在檢測水中氟化物含量時，最常用的方法就是氟離子選擇電極法，這種方法結構簡單、氟電極也較為敏感，同時氟離子選擇性也較好，穩定時間短。氟離子選擇電極法操作較為簡單，為了提高檢測效率，減少失誤，也需嚴格把控檢測操作流程，同時也要仔細了解氟電極與參比電極的特性。這一檢測方法的檢測原理是氟離子選取電極與參比甘汞電極在檢測溶液中能夠產生原電池，當溶液中的氟離子在原電池的作用下產生相應的變化時，這種變化的產生就必然會引起原電池電動勢發生變化。基于此，計算溶液中氟化物的含量需根據溶液中氟離子活度的對數值與原電池電動勢之間存在的線性關系與nernst方程達到一致。在計算氟離子濃度時通常采用標準曲線法與標準加入法。

3.3.1 大氣濾膜采樣氟離子選擇電極法檢測

處于大氣樣品中的氟離子很難實現直接測定,要利用大氣濾膜進行采樣,讓大氣當中的氟離子隨大氣樣品一起被濾膜所吸附。一般在這種檢測方法中采樣的流量與時間都是固定的，進而才能夠對濾膜中的氟離子進行檢測。不過這種檢測方式只適用于大氣環境中氟化物含量低的情況。

3.3.2 石灰濾紙采樣氟離子選擇電極法檢測

如果需要測量大氣中較長時間平均氟化物含量時，那么就需要花費較長的時間進行采樣，若需要計算一個月內大氣中氟化物濃度，那么它的檢測下限則為0.18μm/（dm·d）。這種檢測方式的檢測原理在于大氣中氟化物與浸漬過的氫氧化鈣濾紙間進行了長時間的接觸反應，并且是處于一種固定狀態。

氟離子選擇電極測量氟化物這一檢測方法較為陳舊，不過這種方法也有著極大的優勢，它能夠快速并且精準地測量出氟離子濃度，同時它所受到的干擾因素也較少。不過因為環境樣品中的氟離子濃度有著極大的變化，這種方法的使用也因此受到不少因素的干擾。另外若在氟離子選擇電極法中使用濃度較高的緩沖劑，也會對檢測的靈敏度造成一定的影響[3]。

3.4 離子色譜檢測氟化物

用離子色譜檢測環境樣品中的氟化物，可以對樣品中的陰離子進行有效測量[4]，這種方法也是環境監測氟化物的常用方法，并且所得到的結果也是較為準確的。在這種方法的檢測過程中需要把電導檢測器安裝到離子交換樹脂柱的后方，這時測試的電導率就能在一定情況下與待測氟離子濃度形成一種對比現象。隨著科學技術的發展，檢測氟化物的方式、手段也越來越先進。與其他方法相比，離子色譜檢測法具有靈敏度高，檢測時間短的優點，已廣泛應用于氟化物含量的監測[5]。

離子色譜檢測法是采用離子色譜儀檢測氟化物含量的。離子色譜儀結構復雜，由多個部件組成。在離子色譜儀中，最常見的檢測儀器有許多種，例如：電導、安培等。這些儀器的主要作用就是降低淋洗液背景電導，升高被測離子的電導值，有效降低信噪比，進而提高準確度。離子色譜儀可以檢測多種樣品中的多種元素含量，比如進場陰離子。同時這一儀器的操作方式也可以通過軟件自動完成，當樣品檢測完成后，還能夠進行科學合理的學習，并最終打印出檢驗報告，縮短了檢測人員的工作時間，提升了檢測人員的工作效率，并且還能夠有效縮短檢測人員處于不穩定檢測環境中的時間[6]。

4 結語

對環境樣品中氟化物進行檢測，有著多種多樣的檢測方法，不過也需要根據環境樣品的性質選取使用的檢測方法，并且在操作過程中要嚴格按照步驟進行，避免因操作不當導致危險情況發生，進而危害到檢測人員的生命健康。當然對檢測方法進行合理、適當地選擇，也是為了保證氟化物濃度的檢測值更加準確，以便為環境監測提供準確的數據。