標準植物葉片中氟化物測定方法的比較

應新梅

摘 要：該文研究了浸提方式、浸提試劑、浸提時間等對標準植物葉片（楊樹葉、灌木樹葉）和實際樹葉（梧桐樹葉、雪松樹葉）中氟化物測定的影響，比較了氟離子選擇電極、離子色譜法測定其葉片氟化物的差異，確定了采用HNO3-KOH浸提，超聲處理植物葉片45 min，用離子色譜測定植物葉片中的氟化物的最佳試驗條件。該法用于測定植物葉片中氟化物，準確度高，重復性好，分析效率高，值得推廣應用。

關鍵詞：氟化物 氟離子選擇電極 離子色譜法 植物葉片

中圖分類號：TU99112 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）03（a）-0157-02

氟是最活躍的非金屬元素，自然界分布廣泛，多以氟化物（金屬氟化物，氟化氫，四氟化硅）形式存在，空氣中氟化物濃度超過一定的量，會對人群、農作物等產生不良影響[1]。植物在整個生長季節都在吸收大氣中的氟化物，主要積累在葉片中，幾乎不向其它器官轉移[2]。植物通過葉片的氣孔吸收空氣中的氟化物，不僅具有一定程度的抵抗力，還具有吸收、降解、同化和積累能力[3-7]，分析累積在葉片中氟素的含量，便可估測出大氣氟污染程度[8]，并能對城市污染等級和空氣質量評估及生態修復提供依據[9]。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

楊樹葉GBW07604（GSV-3），灌木枝葉GBW07603（GSV-2），購于地礦部物化探研究所。

聚乙烯燒杯，刻度移液管，容量瓶，PXSJ-216型氟離子選擇電極和飽和甘汞電極（上海精密科學儀器有限公司），離子色譜儀（戴安ICS2000），超聲波清洗器，磁力攪拌器。

硝酸鉀，檸檬酸鈉，濃硝酸，高氯酸，氫氧化鉀，以上試劑均為分析純。

1.2 樣品的預處理

對采集的新鮮樣品用自來水洗2～3次，去除葉面塵埃及附著物，再用去離子水沖洗2次，在50 ℃～60 ℃下烘5～6 h，直至恒重，去主脈，將植物葉片剪下，用電動粉碎機或研缽粉碎，過100目篩孔，充分混勻后裝入聚乙烯瓶中，置于干燥器內保存。

1.3 標準曲線的制備

用氟化物的標準儲備溶液逐漸稀釋成0.1、0.3、0.5、1.0、3.0、5.0μg/mL的標準溶液。

1.4 樣品的測定

準確稱取1.0 g標準植物葉片，用以下三種方法浸提：（1）HNO3-KOH浸提法。先用0.05 mol/L硝酸浸提20 min，再以0.10 mol/L氫氧化鉀浸提20 min，然后依次加入0.2 mol/L硝酸和0.4 mol/L檸檬酸鈉溶液，最后浸提45min后測定。（2）HClO4浸提，用0.1 mol/LHClO4浸提45 min。（3）超純水浸提，用超純水超聲浸提45 min，浸提液加入緩沖液后測定。

2 結果與分析

2.1 浸提劑的比較

在相同的溫度和攪拌速度下，分別用HNO3-KOH、HClO4和超純水浸提，測定植物葉片中的含氟量。為了提高可比性，在HClO4浸提液中加入堿性的檸檬酸鈉—硝酸鉀緩沖液。調節pH和總離子強度與另外兩種基質一樣，以氟離子選擇電極標準曲線法分別測定其植物葉片的含氟量，測定結果（見表1）。

從表1可以看出，3種方法測定的楊樹葉和灌木枝葉均在測定的真值范圍內。標準偏差均小于5%，就均值而言，HNO3-KOH浸提效果最好，HClO4次之，超純水效果稍微差點。因此，選用HNO3-KOH作為植物葉片含氟量測定的浸提試劑。

2.2 浸提時間的比較

為確定浸提時間對浸提效果的影響，準確稱取同一樣品3份，加入HNO3-KOH溶液浸提，在超聲波清洗器里超聲20 min，30 min，45 min，24 h隔夜。以氟離子選擇電極標準曲線法分別測定其測定植物葉片的含氟量，其測定結果見表2。

結果表明從20 ～30 min，其濃度值隨浸取時間增加而增加。不同的樹葉含氟量在30 min已基本穩定，30 min、45 min及靜置24 h過夜后，其濃度達到最高值，說明浸提45 min已經能滿足要求。

2.3 浸提方式的影響

普通磁力攪拌相對超聲處理效率較低，為提高磁力攪拌的浸提效果，該實驗增加浸提時間到45 min。以HNO3-KOH浸提為例，在相同間歇方式下處理45 min，以氟離子選擇電極標準曲線法分別測定磁力攪拌和超聲兩種方式植物葉片的含氟量，測定結果見表3。從表3可以看出，超聲和攪拌測得的楊樹葉中的含氟量分別21.5 mg/kg和20.0 mg/kg。灌木枝葉中的含氟量分別為22.1 mg/kg和21.6 mg/kg。兩種浸提方式浸提的兩種標準樹葉的含氟量均在真值范圍內。說明兩種浸提方法均適合測定植物葉片的含氟量。這也與余益軍等研究結果一致。梧桐樹葉和雪松樹葉的均值分別為8.7 mg/kg和5.8 mg/kg，標準偏差均小于5%。由于超聲浸提方法簡單，適合大批量樣品的測定，因此，以下的實驗均選用超聲方式浸提。

2.4 離子色譜法與電極法的比較

采用HNO3-KOH浸提，超聲處理植物葉片45 min，分別用離子色譜法和電極法測定植物葉片中的氟化物，兩種方法的標準曲線見圖1。

兩種測定方法的氟離子的標準曲線的相關系數分別為0.9995和0.9997，相關性均>0.999，說明兩種分析方法相關性良好，均可以作為植物葉片氟化物的測定方法。分別用兩種方法對植物葉片（標準葉片和實際葉片）的含氟量進行測定，色譜法和電極法測定楊樹葉中的含氟量分別為22.7 mg/kg和22.1 mg/kg，灌木樹葉中的含氟量分別為23.6 mg/kg和23.4 mg/kg，結果均在測定范圍內。因此，離子色譜法和電極法均適用測定植物葉片中的含氟量。由于離子色譜法簡單易行，精密度和準確度均滿足監測分析質量控制要求，降低了工作強度，提高了分析效率，因此值得推廣應用。

3 結語

該文初步比較了HNO3-KOH，HClO4，超純水對植物葉片中氟化物的浸提效果的區別，以及氟離子選擇電極與離子色譜測定之間的差異。結果表明：（1）超聲浸提45 min已經能滿足要求。（2）三種浸提物中HNO3-KOH浸提效果最好。（3）離子色譜法和電極法均適合用測定植物葉片中的含氟量。由于離子色譜法簡單易行，工作強度低，分析效率高，因此，建議采用HNO3-KOH浸提，超聲處理植物葉片45 min，離子色譜法測定植物葉片中的氟化物。

參考文獻

[1] 《空氣和廢氣監測分析方法》編寫組.空氣和廢氣監測分析方法[M].中國環境科學出版社，2007：142-145.

[2] 繆昆，王雁，彭鎮華.植物對氟化物的吸收積累及抗性作用[J].東北林業大學學報，2002，30（3）：100-106.

[3] 魯敏，王仁卿，齊鑫山.綠化樹種對大氣氯污染的反應[J].山東大學學報，2004，39（2）：98-101.