探讨离子色谱法测定地表水中氟化物的影响因素及其应对方法

文/白吉祥

引言

氟是人体需要的必要元素，广泛存在自然水体中，离子色谱法是测定地表水氟化物的常见方法，本研究通过离子色谱法测定地表水中氟化物的影响因素，发现影响因素包括水样的采集保存、水质以及实验过程等，并讲述几点应对措施，希望能为相关人员带来一些帮助。

氟化物是指负价氟的所有有机或者无极化合物，广泛存在自然水体中，测定水中氟化物含量的方法包括离子选择性电极法、光度法以及容量法等。离子色谱法在使用中具有方便性、快捷性、选择性高的特点，因此广泛使用，在测定实际水样中，采用离子色谱法的测量结果往往偏高，本文主要分析测量氟化物的影响因素以及应对措施。

不确定因素分析

本实验采用美国戴安公司生产的ICS-900型离子色谱仪，RFC-30淋洗液自动发生器，DS5电导检测器，ASR300 4-mm电抑制器，IonPac AS11-HC 4mm 分离柱，IonPac AG11-HC 4mm保护柱，CR-ATC在线捕获柱，AS-DV自动进样器，0.45μm微孔过滤膜、Chromeleon 6.8色谱工作站。氟化物标本溶液采用我国GSB 07-1266-2000确定，依照《水质 无机阴离子的测定离子色谱法（HJ/T84-2001）》确定的检验方法来检验，淋洗液为碳酸钠和碳酸氢钠溶液，流速为1.5ml/min，进样量为125μL，电抑制器电流为112 mA。氟化物采用10.0ml移液管吸取至100ml容量瓶中，使用滴定至刻度线得到标准使用液。分别吸取氟化物标准使用液配置不同浓度的标准体系。

测定样本12次，保留时间定性，分别测量每个点三次，以峰面积表示浓度，拟合标准曲线求出氟化物的浓度。不确定因素采用数学模型，w=X×C1×C2×V，式中X代表标准曲线氟化物的浓度，V代表配置系列的配置体积，在本影响因素中引入重复测量、氟化物的稀释等因素。在抑制离子色谱法中，采用淋洗液清洗脱离子的峰，可以看到一个反方向的干扰峰，若是待测例子的保留时间与此峰的保留时间比较接近，就表示可能出现干扰情况。有研究表明一些弱保留离子如碳酸根离子、碳酸氢根离子等均会影响氟化物的影响，因此除需要测定这些离子的因素对氟化物测定的影响。样品进行多次重复的测量，测量的氟化物的浓度会存在一定的差异，计算氟化物的平均值与数据列的标准差，采用最小二乘法拟合线性回归方程对样本进行不确定度评价。依照同等方法测定其他因素的不确定度。在实验过程中影响因素主要是溶液的配置，温差因素影响不大。

应对方法

针对以上存在的影响因素，应从以下几方面进行应对。

样品采集的应对方法

氟化物的采集对于氟离子的测定影响是非常大的，但是在操作中可以采取一定的措施避免。在采集含氟化物的水样中需要采用含氟化物的水样收集和保存，在水样的保存中，需要放置在2℃-5℃环境下保存，这种保存条件的要求是因为玻璃瓶的制作中还有硅元素，硅元素可以与氟离子反应，尽量降低样本中氟离子的含量。在样本采集中，需要反复清洗塑料瓶，避免塑料瓶中的残留成分对氟离子测定的影响。水样保存的过程中，水样很有可能出现颗粒物，会污染色谱柱，对氟离子的测定有重大影响，因此在采集过程中还需使用直径25mm、0. 45μm微孔滤膜过滤水样，冷藏的冰箱中。

水质成分的应对方法

在测定氟离子的过程中，若是样本中氟化物含量浓度过大，就会极大的增加色谱分析时氟的峰面积，影响氟化物的色谱峰的生成，严重干扰测定精度。针对这种样本可以在样本预蒸馏前，加入适量硫酸银固体，再进行预蒸馏，测定氟化物的含量。

如果水质中还有杂质成分较高，也需要采取预蒸馏的方法，在这里可以采用直接蒸馏法和水蒸气蒸馏法，水蒸气蒸馏法主要是将水样中的氟化物在高氯酸的溶液中通入水蒸气，使得氟化物以氢氟酸或氟硅酸的形式被蒸出，在进行测量，需要指出的是，如果水质中含有的是有机物，可以采用硫酸来代替高氯酸，避免有机物与高氯酸发生发生爆炸。直接蒸馏法是指将水样中的氟化物放置在沸点较高的酸溶液中，保证氟化物以氢氟酸或氟硅酸形式蒸馏出来，进而去除杂质。在采用预蒸馏的操作中需要注意，蒸馏装置必须严格密合，必须保证氟化物经过了全部的吸入。

实验过程材料等的应对措施

在实验过程中的影响因素主要是指配制溶液浓度影响、水负峰的影响、离子的影响等。要求在配置溶液中，水的电阻需要超过12MΩ。淋洗液的流速也会对氟离子的测定产生影响，因此在测定过程中需要严密监测淋洗液的流速，避免出现波动变化，保证样品和标准液信号的准确性。

在使用离子色谱仪测定过程中，对氟化物浓度有影响的因素有很多。从水负峰的存在而言，在使用离子色谱仪测定的过程中，采用的淋洗液会存在一个反方向的干扰峰，也就是水负峰，消除水负峰的主要方式是保证样品淋洗液浓度与标准溶液的淋洗液浓度相一致，一般是通过水样和淋洗液贮备液按99+1体积混合来达到取出水负峰影响的目的。

阴离子的影响虽然并不大，但是却是客观存在的，一些保留阴离子或不被保留的阴离子的存在，如碳酸根离子、碳酸氢根离子、醋酸根离子、乙酸根离子等，若是测定中氟化物的保留时间与阴离子的保留时间比较接近，在实验中就很难以分离色谱峰，造成很大的干扰。因此在测定含有以上阴离子的样品中需要反复清洗，在进行氟离子的测定。若是同一样品中同时含有氟离子和阴离子，就需要先对样品进行预处理，水中碳酸根离子、碳酸氢根离子、醋酸根离子、乙酸根离子等离子浓度越大，对氟化物的测定影响就越大，浓度和影响呈现正相关。

采用的去除方法包括更换离子色谱柱法等，这种方法虽然可能有效，但是实验时间延长，也存在引入新的影响因素的可能性。先对样本进行适当的处理，使用离子色谱法测定水样需要注意尽量避免碳酸根离子的影响，采用化学法来消除碳酸根和碳酸氢根离子非常困难，在这里可以采用标准消除基体的方法。

针对操作过程中产生的干扰氟化物测定的因素，在使用样本中，需要先检测淋洗液，保证淋洗液足够使用，淋洗液的进液管不能接触到容器底部，在淋洗液的出口需要有溶液留出，在测量进样时，必须注意整个系统都不能被浸泡，在色谱柱和抑制器不得出现任何气泡，否则会影响色谱分离效果。在测量样本与校准曲线的制作中需要保证在统一敏感度下进行，彻底清洗干净自动进样器进样瓶。

结语

综上所述，本文主要分析离子色谱法测量地表水氟化物的影响因素以及应对措施，离子色谱法在测定水中氟化物的过程中主要影响因素包括水质样本的采集保存、水质情况以及实验过程等，在以后的发展中需要不断对测定方法进行改善，提高测量精确度。