污水监测中氟化物的不同检测方法分析

梁赵萍，廖国萍，杨滨如北海市辐射环境与固体废物管理站；北海市环境保护科学研究所



污水监测中氟化物的不同检测方法分析

梁赵萍1，廖国萍2，杨滨如1
1北海市辐射环境与固体废物管理站；2北海市环境保护科学研究所

摘要：污水经过处理排入大自然水体后，就会被人类重新利用，污水中氟含量的高低直接影响人们用水中氟含量的高低，氟化物的含量会直接影响人体的健康,因此我们有必要对污水中氟含量进行检测。本文对比分析了氟化物的不同检测方法，希望给日后的氟化物检测工作起到一定的借鉴作用。

关键词：污水；氟化物；检测；方法

近些年来，随着科学技术的不断发展，人们生活水平的不断提高，生活、工业的废水排放量也日益增多。污水的质量直接影响人们用水的质量。氟化物作为人体必需的一种微量元素，人体对其非常敏感，当人体内氟含量超过1.0mg/L时，会患氟骨病或斑齿病，而当含量在0.5mg/L之下时则有可能患龋齿病，因此有必要对污水中的氟化物进行检测。目前常用的氟化物检测方法有比色法、离子选择电极法、离子色谱法、液相色谱法、荧光指示剂法等。

1.比色法

比色法是一种比较简单的氟含量测定方法，它是通过硝酸镧、氟试剂与待测样品在一定条件下相互反应，最终生成一种三元络合物，而这种络合物本身是蓝色的，并且氟含量的多少与络合物颜色的深浅成正比关系，之后通过分光光度计测定络合物吸光度，这样就能够间接知道污水中氟含量的多少。影响测量结果的主要因素有检测顺序、比色皿光程、显示时间等。这种方法出结果快，操作简单，灵敏度高、稳定性好，在污水中氟化物含量较低时有很好的测量效果。

2.离子选择电极法

离子选择电极法是用可以对氟离子产生特定对数响应的氟化镧单晶膜作为氟离子选择电极，再加上甘汞电极组成电化学电池，这样两电极之间的电位差就会随着被测溶液中氟离子活度而发生变化，通过污水中氟化物与已知离子浓度溶液的离子浓度进行对比，而得到氟离子的浓度。这种方法是最经典的测氟离子的方法，测量范围可以从0.05 mg/L到1900 mg/L，有很高的选择性，在污水氟含量的测定中有很重要的作用。但由于测量液中的其他离子会对测量结果带来一定的影响，故在配制溶液时一定要用去离子水。

3.离子色谱法

离子色谱法是将规定的洗脱液通过高压输液泵打入事先装入填充剂的色谱柱中，根据色谱的峰高或峰面积测定污水中氟化物的方法。这种方法中，污水中氟化物的浓度与色谱峰高或面积有一定的线性关系，且分析时间短，可同时分离几种无机阴离子，直接进样灵敏度可达ppb级。该方法色谱柱已有多种成熟的固定相，以及选择性的检测器，无需特殊试剂，运行费用非常低。

4.液相色谱法

目前，关于通过液相色谱法测量污水中氟化物含量的相关报道还比较少，但是由于液相色谱法对离子有较高的选择性，并且灵敏度也较高，因此也有人选择这种方法测量氟化物的含量。在这种方法中，需要使用电导检测仪和液相色谱仪，选择甲醇作流动相，最后的回收率能达到97％以上。另外也有人在反相高效液相色谱仪中使用离子交换柱，这样就避免了在测量前阳离子的除去过程，并且通过使用反相柱的分离，对柱子的选择性和过滤效果会有很大的提升，这种方法可以使检出下限达到0.1m g/L。

5.荧光指示剂法

许多年前，就有很多研究者提出通过某种物质在接触到氟化物时发出荧光来检测污水中氟化物的含量，这样的测试更方便、直接，这个设想引起了很多研究者的注意，因此这些年开发出了很多种氟荧光探针，按照化学反应机理不同来分主要有氟硼络合物类以及氢键类两种。

5.1氢键

众所周知，在众多的元素中，氟原子的电负性最强，与其它的原子、基团很容易形成化学力较强的氢键，正因为如此，目前市面上多数的氟荧光指示剂都是靠氢键原理制成，如尿素、胺等。这种荧光探针分为两种，一种是荧光打开探针，另一种是荧光关闭探针。荧光打开探针中，氟离子的浓度与探针荧光的强度成正比关系，浓度越高探针发出的光越强，这种探针更加直接，更容易观察。而荧光关闭探针则可能因为有某些其他离子的出现影响测量的结果，出现假阳性的现象。

5.2氟硼络合物

检测氟化物的探针除了依靠氢键原理还可以通过氟离子向其它离子提供电子原理制作，而硼离子就是比较常用的电子接受体。目前主要的的硼氟络合物有硼酸酯和三芳基硼化合物两类。三芳基硼化合物探针制作初期，对氟离子没有足够的敏感度，结合的系数低，后来经过不断的改进研制出了一种氟离子荧光硼剂，这种化合物有开和关两种效果，大大提高了检测的灵敏度。

污水中氟化物含量的测定方法有很多，传统的氟离子检测方法多数是通过标准曲线得到结果，测量过程中额外的影响因素较多，结果精确度也较差，目前使用最多的是液相色谱法和离子选择电极法，这两种测量速度快，结果偏差小、精确度高。不过相比较而言，离子色谱法操作更简单，重复操作性也更好，而离子选择电极法在测量的精确度和稳定性上稍差一些，并且液相色谱法测量氟含量不需要其它化学试剂的加入，操作起来也更方便。还有，通过氢键、氟硼络合物等原理制造的氟离子荧光剂，作为一种新型的氟离子检测方法，有较高的灵敏度和离子选择性，并且方便快捷，在不远的将来必将得到更加广泛的应用。

参考文献：

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