摘要：人的氟骨病与牙斑釉是由于微量元素氟摄入过多引发的，而人的龋齿则是由于氟摄入量不足导致的，因此饮用水中氟化物的含量则与人体健康密切相关。在当前水中氟化物的检测工作中，存在不同类型的检测方法，其基本原理与应用方式存在较大差异。在实际检测工作当中，应该对不同检测方法进行了解与掌握，以便提升检测工作的效率。本文将对水中氟化物的不同检测方法的原理进行分析，并从仪器、试剂和测定方法等方面研究氟化物检测方法的差异性，明确离子色谱法在氟化物检测中的优势，为检测人员提供参考。
关键词：水中氟化物；检测方法；比较
0.5-1.0mg/L是相关标准中对于饮用水中氟的浓度的相关要求，如何检测水中氟化物的含量，以确保其在合理的范围之内，保障人体的生命健康，成了检测人员共同关注的问题。离子色谱法、茜素磺酸锆目视比色法、氟试剂分光光度法和离子选择性电极等，是在水中氟化物检测中常用的几种方法。其中，茜素磺酸锆目视比色法主要是借助于目测的形式，而氟试剂分光光度法、离子色谱法和离子选择性电极，是水中氟化物检测中的常见仪器法。在对上述方法进行比较研究时，主要是针对其精确度、标准曲线、加标回收率和精密度等，明确不同方法的使用特点与检测效果，以便在实际工作当中选择适用性较强的检测方法。通过实验表明，离子色谱法的优势较为明显，能够降低氟化物检测的误差，提供可靠的数据信息。
一、水中氟化物的检测方法原理分析
应用茜素磺酸锆目视比色法时，锆盐和茜素磺酸钠会在酸性介质当中生成红色络合物，锆离子存在于络合物当中会被氟离子所夺取，这也是氟化锆生成的基本原理。茜素磺酸根离子呈现黄色，通过对照颜色变化的色度，能够实现比色定量，从而测定水中氟化物的含量。这种检测虽然原理不复杂，但是预蒸馏操作却较为繁琐，而且溶液长期保存后会降低检测效果，观测误差较大。应用离子选择性电极法时，参比电极与指示电极分别为饱和甘汞电极和离子选择性电极，其中离子选择性电极的敏感膜为氟化镧。随着离子活度负对数的增长，离子选择性电极的电位值也会相应增加，灵敏度满足能斯特方程的特点。0.05mg/L是最低检出限浓度，1.90mg/L为测定上限浓度。在20-25℃环境中，电极电位会在氯离子浓度变化10倍的情况下出现58±1mV的波动【1】。利用氟试剂分光光度法进行检测时，选择的乙酸-乙酸钠缓冲溶液pH值应该控制在4.1左右，络合物随着硝酸镧、氟试剂和氟离子之间的化学反应而出现，并呈现出蓝色。随着氟离子浓度的增加，颜色的深度逐渐加深。在吸光度的测定中应该选择620nm波长位置，0.05mg/L是最低检出限浓度，1.80mg/L为测定上限浓度。离子交换基团与流动相的离子交换过程，是运用离子色谱法对无机阴离子进行分离的首要前提，针对不同的阴离子，分离柱表现出来的吸附洗脱能力也会有所不同，在对离子含量进行定量与定性分析时，需要借助于峰高和相对保留时间。1.8μg/L为最低检出限浓度。
二、水中氟化物的检测方法比较
（一）仪器与试剂
pHS-3C型酸度计、氟离子选择性电极、饱和甘汞电极等，是离子选择性电极法中常用的几种仪器，在该检测方法中用到的试剂为总离子强度缓冲溶液；T6紫外分光光度计是氟试剂分光光度法中用到的主要仪器，在该检测方法中用到的试剂主要为乙酸-乙酸钠缓冲溶液和混合显色剂；戴安90离子色谱仪是离子色谱法中用到的主要仪器，在该检测方法中用到的试剂主要是离子色谱洗液。在选取水中氟化物检测样品时，选择地下水与地表水两种天然水，同时采用水利部氟化物标准物质。在测定氟化物在样品中的含量时采用上述三种仪器法，为了确保检测数据的精确性，应该测定5次并取平均值。在加标回收实验当中，氟化物的浓度为1.0mg/L，1.00mL为合理的加标量【2】。
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（二）测定方法
在使用离子选择性电极法时，氟化钠标准溶液的浓度为10mg/L，五组溶液量分别为1.00mL、3.00mL、5.00mL、10.00mL和20.00mL。选择的容量瓶容积为50.00mL，总离子强度缓冲溶液量为10.00mL，在对其进行稀释时采用蒸馏水，并严格控制其至标线位置【3】。在向聚乙烯烧杯倒入前应该充分摇匀，电位值的测定运用氟离子选择性电极和饱和甘汞电极。在绘制浓度曲线时应该严格以电位值为依据，确保曲线的精准性。在样品值测定操作中，25.00mL为合理的样品量，电位值的测定也是按照上述方法进行，浓度含量应该通过曲线方程进行计算。
在使用氟试剂分光光度法时，氟化钠标准溶液的浓度为100mg/L，溶液量分别为0mL、1.00mL、2.00mL、4.00mL、6.00mL和8.00mL。比色管规格为25mL，混合显色剂含量为10.00mL。在对其进行稀释时采用蒸馏水，并严格控制其至刻度位置。摇匀后进行30min的静置显色处理，在对其吸光度进行测定时，选择620nm位置，浓度曲线方程严格以吸光度为依据。在样品值测定操作中，10.00mL为合理的样品量，按照上述步骤开展测定工作，浓度可以通过曲线方程进行计算。
在使用离子色谱法时，标准溶液浓度分别为0.0mL/L、0.2mL/L、0.4mL/L、0.6mL/L、0.8mL/L和1.0mL/L。向离子色谱仪的进样系统中注入标准溶液时，采用0.45μm的过滤器。在进样分析时利用工作站软件实现自动操作，能够提升测定的效率，其样品分析与上述两种方法一致。
三、水中氟化物的检测结果讨论
在完成检测实验后，得到离子选择性电极法、氟试剂分光光度法和离子色谱法的标准曲线方程分别为E=-58.481gm+363、A=0.249c-0.0228、S=0.137c+0.001；其相关系数分别为-0.9999、0.9998和0.9997；平均值分别为0.273mg/L、0.275mg/L和0.277mg/L；变异系数分别为0.87%、0.77%和0.26%。在对地表水和地下水进行氟化物检测时采用上述三种仪器法，地表水中氟化物浓度平均值分别为0.67mg/L、0.67mg/L和0.64mg/L；地下水中氟化物浓度平均值分别为0.45mg/L、0.44mg/L和0.42mg/L。三种检测方法的平均值较为接近，变异系数相差在2%以内，检测方法具有良好的精密度与稳定性【4】。离子色谱法的变异系数分别为0.55%和0.71%，比其他两种方法的变异系数都要低，因此具有良好的精密度。
四、结语
通过实验可以发现，离子选择性电极法具有较高的灵敏度和选择性，而且较快的响应速度与较宽的线性范围，也给检测工作的开展提供了保障，但是对于pH值的控制要求较高。氟试剂分光光度法会存在较大的误差，而且操作过程存在一定复杂性。而离子色谱法具有较高灵敏度、精密度和准确度，能够有效提升氟化物检测的工作效率。
参考文献：
[1]滕曼，杨婧，吴晓凤，师耀龙，张震，付军.环境监测实验室水中氟化物检测能力及检测方法比对分析[J].中国测试，2018，44（07）：47-50.
[2]赵春清，李文睿，李萧涵.饮水中氟化物测定离子色谱法和氟试剂分光光度法的比较[J].铁路节能环保与安全卫生，2017，7（05）：256-258.
[3]王晓飞.水中氟化物检测方法对比分析[J].化工设计通讯，2017，43（01）：161-162.
[4]陈文静，陈佳鹏.浅谈水中氟化物的检测方法比较[J].许昌学院学报，2014，33（05）：86-88.
论文作者:李海明
论文发表刊物:《基层建设》2019年第9期
论文发表时间:2019/7/3
标签：氟化物论文; 离子论文; 电极论文; 浓度论文; 水中论文; 试剂论文; 选择性论文; 《基层建设》2019年第9期论文;