高美娟 李艷 杜松山

摘要：對于人體而言，氟屬于必備微量元素，在人體骨骼與牙齒中發(fā)揮著重要作用，而適量的氟能夠鈣化牙齒與骨骼，特別是可以幫助牙釉質形成堅硬細致的氟磷灰石表層，以此防止酸性與腐蝕，起到預防齲齒的作用。但是氟過量也會導致人體中毒，嚴重者甚至會對人的生命健康造成威脅。在人體中，氟主要來源是飲用水。所以，本文以陜北農村飲用水為對象，進行了氟含量快速檢測研究分析。

關鍵詞：飲用水;氟含量;快速檢測

中圖分類號：TQ041+.7文獻識別碼：A 文章編號：1001-5922（2019）06-0117-03

1 飲用水氟含量快速檢測方法

1.1比色法

氟試劑分光光度法主要是基于氟試劑與硝酸鑭之間發(fā)生反應，以此生成藍色的三元絡合物，顏色強度和氟離子的濃度之間成正比，從而檢測飲用水中的氟含量。近幾年，基于比色法衍生了許多新型高效性、高靈敏性的方式，進行氟含量檢測。通過游離氟離子和Fe3～之間穩(wěn)定絡合物原理，融合流動性注射技術，在氨基乙酸鹽與硫酸介質作用下，以化學過程與氟離子濃度間線性關系為載體，進行飲用水氟含量檢測，其分析處理速度非?？?。此外，有研究學者在飲用水氟含量檢測中引進雙波長比色法，以期去除試劑底色影響，獲得了顯著成效。

1.2電極法

氟離子選擇電極法則就氟離子濃度與電位值之間的線性關系，并以樣品電位值為依據，實現氟含量檢測。因為此方法所耗費樣本量比較大，有研究學者做了優(yōu)化改進，即標準加入微量曲線法與常量曲線法，切實有效解決氟含量轉變?yōu)闃悠泛康臄祿幚韱栴}。氟離子選擇電極法具備其自身獨特優(yōu)勢，即結構簡潔，靈敏性較高，檢測簡單，方法便捷，結果準確真實等，得以在實踐應用中備受青睞。但是，此方法的局限性較大，即在樣品含痕量氟時，響應較慢，導致檢測效率大大降低。此外，為及時消除樣品中A1³⁰和Fe³⁺的影響，在進行檢測的時候，需添加離子強度調節(jié)劑，并始終保持溶液pH值，避免檢測液的氟濃度下降，從而直接影響檢測效率與最終結果。

1.3離子色譜法

離子色譜技術是獨具特色的微量離子分析技術，其靈敏度比較好，檢出限較高，準確性與真實性良好，操作流程簡單，在樣品中，離子含量懸殊比較大的時候，可以同時進行檢測，是一種比較安全和先進的分析方法。

1.4氣相色譜法

所謂氣相色譜法實際上就是把飲用水中包含的無機氟，在既定條件下轉變成有機氟，通過氣相色譜檢測儀進行檢測，構建氣相色譜檢測氟的新模式。原理是飲用水氟離子在酸性條件下，和三甲基氯硅烷發(fā)生反應，生成具備揮發(fā)性的氟硅烷，通過氣相色譜檢測法，氟硅烷響應值和氟含量之間呈現正比關系，以此實現飲用水氟含量檢測。

1.5原子吸收光譜法

氟和鋁之間發(fā)生反應，生成穩(wěn)定的雙原子分子AIF，通過利用涂鉬石墨管顯著提升靈敏度，通過鉑空心陰極燈為主要光源，以及峰值吸收測量的方式，基于Al、Sr、Mg相結合為基體優(yōu)化劑，并使用NH₄NO₃及時消除氯離子的影響，三者組合基體優(yōu)化劑則優(yōu)于氟進樣，二次干燥等多元化技術融合應用的時候，可以促使A1FMAS法具備較高的實用性。

2 陜北農村飲用水氟含量快速檢測實驗

2.1原理

通過氟含量選擇性電極、飽和甘汞電極、試液構成化學電池，電動勢表示為：

E=K-SlgαF^-（1）

既定基礎上，檢測電池電動勢便可獲取飲用水中氟含量。

從中添加總離子強度調節(jié)緩沖劑，便可以實現對檢測條件的有效控制，及時消除干擾，并利用濃度替代活度，通過能斯特方程計算分析。通過標準曲線法制定曲線處理結果。通過加標測定回收率法進行可靠性與實效性驗證。

2.2檢測流程

2.2.1準備工作

在進行檢測之前，根據實際需要制備總離子強度調節(jié)緩沖劑。即以59h二水檸檬酸鈉與86g硝酸鈉，注入水中溶解，并利用鹽酸將pH值調整到5～6，準備10、30、50、100、200ug/L氟離子標準溶液。

2.2.2檢測步驟

首先，進行電極清洗，把氟粒子電極放置到去離子水燒杯中去，并啟動檢測儀，在電極輸出電位到達大約30mV時，停止。其次，標定，在完成電位清洗以后，開始標定，利用氟離子標準溶液加以標定。通過檢測儀內置最小二乘法算法自動化計算分析曲線函數。最后，檢測，在完成標定以后，開始檢測氟含量。把樣品放置到磁力攪拌器上，插入電極，檢測界面自動顯示檢測結果。

2.3檢測結果分析

陜北飲用水樣本電位值測定數據具體如表1所示。

以表1數據為基礎進行E-lgC曲線制定，具體如圖1所示。

以標準曲線與陜北飲用水電位值為依據，檢測樣本氟濃度對數為0.015，飲用水中氟含量則為：

以回收率檢測數據為載體獲取，回收率為101。

2.4檢測影響因素

2.4.1氟離子電極響應

在電極使用之前，應先放置到10～30mol/L NaF溶液中進行浸泡，在經過60-120min活化之后，利用蒸餾水清洗，確保電位為300mV即可。

2.4.2酸度

在呈酸性的溶液內，H⁺與廣發(fā)生反應，生成HF與HP^2-，使得F^-濃度降低，從而導致檢測結果出現偏差。在呈堿性的溶液內，LaF₃與OH^-發(fā)生反應，相互交換，促使廣濃度增高，從而導致出現正向誤差。通過實驗表明，氟離子電極檢測最佳pH值是5～6，利用檸檬酸鹽緩沖溶液加以有效控制，且能夠及時消除Al³⁺、Fe³⁺在氟含量檢測中的影響。

2.4.3干擾離子

氟離子電極的選擇較好，1000倍以上的Cl^-、Br^-、I^-、SO₄^2-、HCO₃^-、NO₃^-陰離子都不會影響檢測。但是Al³⁺、Fe³⁺陽離子由于可以和氟離子之間發(fā)生反應，生成配位化合物，以此影響氟離子檢測，對此可以添加掩蔽劑及時消除影響。

2.4.4總離子強度調節(jié)緩沖劑作用

總離子強度調節(jié)緩沖劑的作用是維持溶液離子強度大且處于平衡穩(wěn)定狀態(tài)，維持溶液pH值為給定值，而穩(wěn)定液電位與掩蔽劑及時消除共存離子的影響。

2.4.5攪拌

為促使電極膜表面接觸溶液成分與試液主要成分相同，因此必須進行攪拌。攪拌能夠加快離子擴散，促使電極和溶液界面處于平衡狀態(tài)。攪拌形態(tài)與電極電位、檢出限、電極響應時間等密切相關，因此在檢測時，應確保溶液處于渦流、氣泡、緩和、均衡的攪拌形態(tài)下，而且試液和標準溶液應保持一致。

3 結語

綜上所述，氟在自然水體中的分布十分廣泛，且屬于人體必備微量元素，氟含量直接影響著人的身體健康，屬于水體常規(guī)必須檢測主要項目。目前我國國土資源部與環(huán)保部門的水文地質調查與水環(huán)境質量調查指出，進行氟離子檢測主要采用分光光度法與離子色譜法等等。而離子選擇性電極法以其靈敏度高、分析效率高、速度快、結構簡單等優(yōu)勢，在飲用水氟離子檢測中備受青睞。通過深入探究分析，可知，在快速檢測中利用磁力攪拌器，并選擇最小二乘法擬合高度逼近的檢測曲線方程，有利于實現氟離子高效檢測，適用范圍比較廣泛，且回收率比較高，結果顯著可靠穩(wěn)定，所檢測的陜北農村飲用水水樣與國家相關標準規(guī)定相符。