污水監測中氟化物的不同檢測方法分析

梁趙萍，廖國萍，楊濱如北海市輻射環境與固體廢物管理站；北海市環境保護科學研究所

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污水監測中氟化物的不同檢測方法分析

梁趙萍1，廖國萍2，楊濱如1
1北海市輻射環境與固體廢物管理站；2北海市環境保護科學研究所

摘要：污水經過處理排入大自然水體后，就會被人類重新利用，污水中氟含量的高低直接影響人們用水中氟含量的高低，氟化物的含量會直接影響人體的健康,因此我們有必要對污水中氟含量進行檢測。本文對比分析了氟化物的不同檢測方法，希望給日后的氟化物檢測工作起到一定的借鑒作用。

關鍵詞：污水；氟化物；檢測；方法

近些年來，隨著科學技術的不斷發展，人們生活水平的不斷提高，生活、工業的廢水排放量也日益增多。污水的質量直接影響人們用水的質量。氟化物作為人體必需的一種微量元素，人體對其非常敏感，當人體內氟含量超過1.0mg/L時，會患氟骨病或斑齒病，而當含量在0.5mg/L之下時則有可能患齲齒病，因此有必要對污水中的氟化物進行檢測。目前常用的氟化物檢測方法有比色法、離子選擇電極法、離子色譜法、液相色譜法、熒光指示劑法等。

1.比色法

比色法是一種比較簡單的氟含量測定方法，它是通過硝酸鑭、氟試劑與待測樣品在一定條件下相互反應，最終生成一種三元絡合物，而這種絡合物本身是藍色的，并且氟含量的多少與絡合物顏色的深淺成正比關系，之后通過分光光度計測定絡合物吸光度，這樣就能夠間接知道污水中氟含量的多少。影響測量結果的主要因素有檢測順序、比色皿光程、顯示時間等。這種方法出結果快，操作簡單，靈敏度高、穩定性好，在污水中氟化物含量較低時有很好的測量效果。

2.離子選擇電極法

離子選擇電極法是用可以對氟離子產生特定對數響應的氟化鑭單晶膜作為氟離子選擇電極，再加上甘汞電極組成電化學電池，這樣兩電極之間的電位差就會隨著被測溶液中氟離子活度而發生變化，通過污水中氟化物與已知離子濃度溶液的離子濃度進行對比，而得到氟離子的濃度。這種方法是最經典的測氟離子的方法，測量范圍可以從0.05 mg/L到1900 mg/L，有很高的選擇性，在污水氟含量的測定中有很重要的作用。但由于測量液中的其他離子會對測量結果帶來一定的影響，故在配制溶液時一定要用去離子水。

3.離子色譜法

離子色譜法是將規定的洗脫液通過高壓輸液泵打入事先裝入填充劑的色譜柱中，根據色譜的峰高或峰面積測定污水中氟化物的方法。這種方法中，污水中氟化物的濃度與色譜峰高或面積有一定的線性關系，且分析時間短，可同時分離幾種無機陰離子，直接進樣靈敏度可達ppb級。該方法色譜柱已有多種成熟的固定相，以及選擇性的檢測器，無需特殊試劑，運行費用非常低。

4.液相色譜法

目前，關于通過液相色譜法測量污水中氟化物含量的相關報道還比較少，但是由于液相色譜法對離子有較高的選擇性，并且靈敏度也較高，因此也有人選擇這種方法測量氟化物的含量。在這種方法中，需要使用電導檢測儀和液相色譜儀，選擇甲醇作流動相，最后的回收率能達到97％以上。另外也有人在反相高效液相色譜儀中使用離子交換柱，這樣就避免了在測量前陽離子的除去過程，并且通過使用反相柱的分離，對柱子的選擇性和過濾效果會有很大的提升，這種方法可以使檢出下限達到0.1m g/L。

5.熒光指示劑法

許多年前，就有很多研究者提出通過某種物質在接觸到氟化物時發出熒光來檢測污水中氟化物的含量，這樣的測試更方便、直接，這個設想引起了很多研究者的注意，因此這些年開發出了很多種氟熒光探針，按照化學反應機理不同來分主要有氟硼絡合物類以及氫鍵類兩種。

5.1氫鍵

眾所周知，在眾多的元素中，氟原子的電負性最強，與其它的原子、基團很容易形成化學力較強的氫鍵，正因為如此，目前市面上多數的氟熒光指示劑都是靠氫鍵原理制成，如尿素、胺等。這種熒光探針分為兩種，一種是熒光打開探針，另一種是熒光關閉探針。熒光打開探針中，氟離子的濃度與探針熒光的強度成正比關系，濃度越高探針發出的光越強，這種探針更加直接，更容易觀察。而熒光關閉探針則可能因為有某些其他離子的出現影響測量的結果，出現假陽性的現象。

5.2氟硼絡合物

檢測氟化物的探針除了依靠氫鍵原理還可以通過氟離子向其它離子提供電子原理制作，而硼離子就是比較常用的電子接受體。目前主要的的硼氟絡合物有硼酸酯和三芳基硼化合物兩類。三芳基硼化合物探針制作初期，對氟離子沒有足夠的敏感度，結合的系數低，后來經過不斷的改進研制出了一種氟離子熒光硼劑，這種化合物有開和關兩種效果，大大提高了檢測的靈敏度。

污水中氟化物含量的測定方法有很多，傳統的氟離子檢測方法多數是通過標準曲線得到結果，測量過程中額外的影響因素較多，結果精確度也較差，目前使用最多的是液相色譜法和離子選擇電極法，這兩種測量速度快，結果偏差小、精確度高。不過相比較而言，離子色譜法操作更簡單，重復操作性也更好，而離子選擇電極法在測量的精確度和穩定性上稍差一些，并且液相色譜法測量氟含量不需要其它化學試劑的加入，操作起來也更方便。還有，通過氫鍵、氟硼絡合物等原理制造的氟離子熒光劑，作為一種新型的氟離子檢測方法，有較高的靈敏度和離子選擇性，并且方便快捷，在不遠的將來必將得到更加廣泛的應用。

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