水质中氟化物的检测方法比较分析
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摘要：随着经济的迅速发展，我国的氟化工业也得到了非常迅速的发展，在工业废水中所含有的负离子也迅速增加，氟化物类型的水污染现象愈发严重。目前，相关环境部门对于氟化物的检测越来越重视，并采取了有效的方法进行监测。对于氟化物的检测，有多种检测方法，目前主要使用离子选择电极法、离子色谱法、氟试剂分光光度法这三种方法，三种方法各有优劣。本文主要对三种检测方法进行一定的实验和对比，其中可发现色谱法的检测最为准确。
关键词：氟化物;检测方法;离子色谱法;电极法
中图分类号：X832 文献标识码：A 文章编号：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体中普遍存在，在人体中，主要存在牙齿和骨骼这两个部位，也是人体中不可或缺的一个基本元素。随着工业化的迅速推进，氟化工业也迅速兴起，导致水体中氟化物的污染现象也愈发严重。经过相关研究显示，饮用水中氟化钠含量达到2.4～5mg/L 即可出现氟骨病，而6～12g 氟化钠即可致死。由此可见，做好水体中氟化物的检测和研究十分重要，是保证人们日常生活饮食安全的基本前提。
1 氟化物的检测方法原理
1.1 离子选择电极法
该方法主要是以氟离子所选择的电极作为知识点击，而其中的氯化银电极作为参比电极，当其中的氟电极与氟溶液相互接触时，可以构成一个元电势，在其中，电池中的氟离子活度会发生变化，其中的电动势也会发生变化，而且该变化规律遵循Nernest方程。
1.2 氟试剂分光光度法
一般在pH值为4.1的乙酸缓冲溶液介质中，氟离子会与其中的氟试剂发生一定的反映，从而生成蓝色三元络合物，并使用分光光度法对该络合物进行检测，在620nm波长处，该络合物的吸光度会随着氟离子浓度的增加而增加，二者之间成正比关系，如此可通过定量的方法对氟化物进行检测。
1.3 离子色谱法
离子色谱法，主要是利用离子交换的原理，其中水溶液中的氟离子与其他离子进行分离，并通过定性和定量的方法进行检。通常在离子交换树脂上进行离子的分离，主要由样品离子、离子交换官能团、移动相这三者所决定，氟离子与其他离子进行交换的过程中，可用相关化学等式进行表示。
1.4 氟化物的检测方法对比
1.4.1 干扰对比
在使用离子选择电极法进行检测时，其中的阴离子、阳离子和氢离子、氟离子之间会相互干扰，彼此之间很容易发生反应形成络合物，该络合物会对检测形成干扰，其中干扰程度主要由氟离子的浓度而决定。一般来说，可以在其中增加一定量的缓冲剂，从而有效保持样品之中离子自身的强度，并对络合离子形成干扰。在pH值适当的时候，就可以对其进行直接測定。在使用氟试剂分光光度法进行测定时，样品之中所含有的氯离子、锰离子、钙离子等，达到一定浓度的时候，都会对实际测定造成影响，由此可见，需要提前进行预蒸馏的处理。使用离子色谱法进行检测，很容易受到分离柱中离子交换树脂的影响，其中存在阳离子交换树脂，也存在阴离子交换树脂，这些都需要提高色谱分离的效率，从而提高检测的准确度。
1.4.2 仪器设备对比
离子选择电极法只需要通过氟离子选择电极，其中还有氯化银电极、离子活度计、搅拌装置、烧杯，以及蒸馏装置。
氟试剂分光光度法，需要准备分光光度计，其中广光程为10mm或者是30mm的比色皿，并准备好蒸馏装置。
离子色谱法，需要准备分离柱、离子交换剂、专用检测器、检测池、恒温箱。
1.4.3 操作方法对比
离子选择电极法，主要是使用标准的氯化物溶液检测装置进行检测，在此过程中，也需要在对半数的坐标纸上的浓度以及电位值的曲线进行绘制，并校准。并在样品之中加入离子缓冲剂，排除其中所存在的干扰，并对样品的电位值进行直接测定，通过其中的校准曲线对浓度大小进行计算。氟试剂分光光度法，需要配置一定标准的溶液，在加入显色试剂之后，在对吸光度进行测定，同时再通过氟化物含量对吸光度进行曲线的绘制，从而得到浓度的大小。离子色谱法，需要配置一定标准的溶液，主要是在离子交换树脂中进行离子的交换，并通过专用检测器进行检测，必要的情况下，还需要将检测池置入恒温箱中，并进行数据的采集，从而绘制准确的曲线。
1.4.4 三种方法优缺点比较
离子选择电极法所选择的仪器设备较为简单，一般用于地下水、地表水以及工业废水的检测，检测的范围比较宽。但是在对其进行实际分析的过程中，其中的氟离子很容易受到金属离子、温度、pH等相关因素的影响，而且必须有人工进行实验操作，才能够排除干扰。
氯试剂分光光度法测量所出现的误差较大，而且所需要的氯化物溶液的浓度极不稳定，很容易产生一定的絮状物质，这会对实验产生较大影响，而且实际反应所需要花费的时间比较长，显色反应也不稳定，很容易受到温度的影响，但是操作简单，计算简便快捷。
离子色谱法操作简单、快捷、灵敏度高，其中的干扰也相对较少，具有较高的精密度，可以对降雨、地表水等进行测量和分析。该方法可以在减少检测的工作量的基础上，提高工作效率，并进行自动的定性、定量分析。但是需要专业的离子色谱仪进行检测，该仪器价格昂贵，测定成本较高，当前使用相对较少。
2 结论
通过分析可知，三种检测方法各有优势，其中离子色谱法检测步骤最为简单，而且检测质量最高，准确度更有保证。但是专业仪器成本较高，目前难以普及，通常会使用氯试剂分光光度法和离子选择电极法进行检测，只有对水中氟化物进行精确测定时，才会选择离子色谱法。
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收稿日期：2019-01-14
作者简介：王卫萍（1976-），女，汉族，本科学历，工程师，研究方向为水质检测。
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