環境監測中固定污染源廢氣氟化物的測定

摘要：氟化物對人體健康造成的危害性甚至高于二氧化硫，且當大氣中氟化物濃度在1mg/m3以上時，會使人的皮膚、眼睛、呼吸器官等受到嚴重影響，當人長時間處于高氟污染環境下，會嚴重增加皮膚癌、骨痛病等出現幾率。因此，對大氣中氟化物的排放加大監測及控制力度，能夠對人體健康提供保障。在對廢氣氟化物測定時，主要用到《大氣固定污染源氟化物的測定離子選擇電極法》（HJT 67-2001），該技術具有簡單、快捷等優勢。但在實際工作中使用該方法對氟化物測定時，其中部分環節控制難度較大，容易造成測定誤差，從而對監測結果準確度和精密度造成影響。

關鍵詞：環境監測;固定污染源;氟化物

1 測定固定污染源廢氣氟化物的前期準備工作

氟化物中“氟”元素與其他元素之間很容易發生反應，在開展環境監測過程中，要對相關反應藥劑及實驗容器進行合理選擇。

1.1 選擇材質合適的采樣管

氟元素活性較高，極易和其他元素產生反應，因此檢測人員需選擇不容易被氟元素腐蝕且氟吸附量較低的采樣管，如氟樹脂、不銹鋼、氟橡膠等。實踐表明，當煙氣中溫度在200℃以上時，若使用聚四氟乙烯作為其材料，則容易發生破裂。當煙氣中溫度在400℃以上時，使用聚四氟乙烯為材料則容易發生局部熔化現象。當煙氣中溫度處于偏低水平時，可使用以聚四氟乙烯為材質。而當煙霧溫度較高時，則建議使用不銹鋼材質。

1.2 正確選擇設備型號及材質

在氟化物檢測過程中還會用到p H計或者離子計、氟離子選擇電極、飽和甘汞電極、小型超聲波清洗器、磁力攪拌器等。測定前，先清洗設備，清洗電極，以增加電極靈敏度，提高監測結果準確性。另外，考慮到氟化物對人體存在危害性，故測定過程中還需檢測設備運行狀態，確保監測工作順利進行。

1.3 試劑選擇

在測定固定污染源廢氣氟化物時，需要用到鹽酸溶液、氫氧化鈉溶液等試劑以及500m L氫氧化鈉儲備液。在試劑準備時，必須保證試劑采購渠道經國家正規機構認證。另外，需將氟化物標準使用液配制成50ug/m L和10ug/m L兩種。還要配制相應的總離子強度調節緩沖液，操作程序為：分別稱取硝酸鉀、檸檬酸鈉20g、59g于300m L去離子水中，加入適量HCl使其酸堿度控制在5.5，然后轉移至1000m L容量瓶中定容并搖勻。

2 測定固定污染源廢氣中氟化物的具體實驗步驟

為進一步了解不同檢測方法的優點，以便后續監測過程中能夠合理選擇，本次研究中主要用到對比實驗法，具體操作步驟如下。

2.1 對比實驗

目前，由環保部頒布的標準方法HJ/T67-2001是固定污染源氟化物監測中應用廣泛的監測方法，本次研究中將該方法作為對比實驗的第一種方法，標準方法要求將樣品和標準系列加入之后，并調節好p H，將一定量的總離子強度緩沖液和水加入其中，讓總體積達到40m L，接著再將其搖勻測定。實踐證明，當定容體積沒有達到40m L的時候很難操作，由于沒有準確的低濃度點位，因此易使測量結果出現偏差。再加上由于沒有理想的曲線相關線，導致質控樣品的測量值較低。因此本文將統一定容至50m L進行測定。對比實驗的第二種方法是將10m L總離子強度緩沖液定容至50m L容量瓶中。對比實驗的第三種方法是將12.5m L總離子強度緩沖液定容至50m L容量瓶中。

2.2 實驗步驟

監測人員應嚴格根據使用說明對設備電源、電路等接通，提前預熱離子計，并將電極清洗至說明書要求的空白值，最后進行測定。隨著近幾年我國信息技術快速發展，為了能保證實驗過程中數據改變直觀地顯示出來，相關人員可借助計算機設備輸出曲線。實際操作過程中，相關人員需采集固定污染源廢氣氟化物進行測定。

此次研究過程中，分別選擇氟元素含量為1ug、10ug、100ug的氟化物展開檢測，并且還涉及到使用試劑添加量計算公式，氟元素含量不同對試劑用量要求也不一樣。因此，此次試驗重要目的是從中選擇更為經濟實惠的測定方法。

2.3 不同方法的測定數據變化情況

從第一種方法攪拌過程得知，固定污染源廢氣氟化物p H值需要調整到5.5左右，這種方法的不利之處在于容易導致檢測結果偏差增加，以至于最終難以保證結果精密度要求。另外，在進行第二種和第三種攪拌方法后，也同樣發現類似問題，對此需作出相應調整。采用將原來的HCl溶液濃度重新調整至0.01mol/L，再次進行測定，不論操作效率還是測定值準確度均獲得提高。

需注意的是，攪拌時間長短會嚴重影響最終檢測結果。根據實驗結果得知，當溶液中氟化物水平較低時，氟離子在對電極選擇時反應速度會偏慢，而當攪拌時間在5min以上時，溶液中毫伏值會慢慢趨于穩定。當氟化物質量濃度在0.1mg/L以上時，攪拌時間大概持續2min。相關研究表明，隨著樣品濃度不斷增加，其穩定時間呈縮短趨勢。因此，在測定氟化物樣品過程中，當樣品濃度較低時，攪拌時間也會隨之延長，且能夠有效避免因攪拌時間不充分而造成測定濃度發生較大偏差情況。

3 結果與討論

按照上述程序操作完成后，能夠對實際固定污染源廢氣氟化物及時檢測出來，數據結果具體見表1。

根據操作結果不難發現，使用國家規定的監測方式進行氟化物監測時所獲得數據穩定性較好，且與真實數據較為接近。

通過此次試驗操作，作出以下幾點總結。

（1）在測定固定污染源廢氣氟化物時，需對p H值變化情況充分考慮進來，并保證p H值處于平衡狀態，若p H值明顯偏酸性，則會導致檢測結果較實際值偏低，而如果p H值明顯偏堿性則會導致監測結果值高于實際值。總之，p H值發生改變均會影響最終測定結果準確度，對此必須予以重視。

（2）測定方式要注意靈活性，雖然第一種方法中數據值是經國家管理標準所規定，但仍舊需結合不同的氟化物含量、污染來源、有無雜質等問題進行思考。對所使用的試劑的濃度及容量等數據合理修改并測定，因此工作人員在實際監測過程中還需不斷探索、總結。

（3）在攪拌固定污染源廢氣氟化物及試劑液體時需做好控制工作，隨著攪拌時間延長，所獲得結果準確度越高。但攪拌工作不能一直持續，待液體發生藍綠色改變后攪拌工作應及時停止，并準確測定其數值。

4 結語

各大城市發展建設中環境質量監測均成為重要工作，針對城市環境污染問題積極開展質量檢測工作，并在此基礎上尋求一種可行性的解決方法，能夠使得城市環境質量得到有效保證。而在測定固定污染源廢氣中氟化物水平時，為提高檢測結果的準確度以及檢測質量、檢測效率，檢測人員可采用對比實驗的方法，通過將日常氟化物監測中常用的一些方法和國家相關部門所推薦使用的檢測方法的檢測效果展開對比，進而達到對氟化物檢測方法創新目的，為日后氟化物檢測工作打下牢靠的基礎。

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作者簡介：鄒建初（1971—），男，大專，助理工程師，主要從事科室現場監測室工作。