水中氟化物检测方法对比分析

王晓飞

（阜新市环境监测中心站，辽宁阜新 123000）

水中氟化物检测方法对比分析

王晓飞

（阜新市环境监测中心站，辽宁阜新 123000）

随着氟化工行业的兴起，工业废水中负离子含量增高，氟化物污染愈发严重。氟化物的检测方法多种多样，主要茜素磺酸锆目视比色法、离子选择电极法、氟试剂分光光度法，对这三种方法的利弊进行了对比分析。

氟化物；茜素磺酸锆目视比色法；离子选择电极法；氟试剂分光光度法

氟化物广泛存在于自然界的水体中，在人体中主要积聚在牙齿和骨骼中，是人体不可缺少的元素之一。但随着氟化工行业的兴起，水体中的氟化物污染愈发严重，饮用水中氟化钠含量达到2.4～5mg/L即可出现氟骨病，而6～12g氟化钠即可致死。因此对水体中氟化物的检测研究就显得尤为重要。水体中氟化物的检测方法常用的有三种，分别为：茜素磺酸锆目视比色法、离子选择电极法、氟试剂分光光度法。本文对这三种方法的利弊加以对比分析。

1 氟化物的检测方法原理

1.1 茜素磺酸锆目视比色法

在酸性溶液中，茜素磺酸钠和锆盐生成红色络合物，当样品中有氟离子存在时，能夺取络合物中锆离子，释放出黄色的茜素磺酸钠，根据溶液有红色退至黄色的色度不同于标准比色定量。

1.2 离子选择电极法

该方法以氟离子选择电极为指示电极，饱和甘汞电极或氯化银电极为参比电极，当氟电极与含氟的溶液接触式时构成原电池，电池的电动势随溶液中氟离子的活度变化而改变，该变化遵循Nernest方程。

1.3 氟试剂分光光度法

氟离子在pH值为4.1的乙酸盐缓冲介质中与氟试剂及硝酸镧反应生成蓝色三元络合物，该络合物在620nm波长处的吸光度都与氟离子的浓度成正比，即可定量测定氟化物。

2 氟化物的检测方法对比

2.1 适用范围对比

本文中提到的三种方法均可适用于饮用水、地表水、地下水和废水的测定。

茜素磺酸锆目视比色法的检出限为0.1mg/L，测定下限为0.4mg/L，测定上限为1.5mg/L。离子选择电极法的最低检测限位0.05mg/L，测定上限可达1 900mg/L。氟试剂分光光度法的检出限为0.02mg/L，测定下限为0.08mg/L。

2.2 干扰对比

使用茜素磺酸锆目视比色法时，样品的总碱度、浊度、色度，以及氯化物、硫酸根、铝、磷酸根、铁在达到一定浓度时均会对测定结果产生干扰，而需要进行预蒸馏处理。

使用离子选择电极法时只有少量的高价阳离子和氢离子会与氟离子络合而产生干扰，干扰的程度取决于络合离子的种类浓度等。通常加入总离子强度缓冲剂就可以保持样品中总离子强度，并干扰络合离子，在保持适当pH值时即可直接进行测定。

应用氟试剂分光光度法时，样品中含有的氯离子，硫酸根离子、硝酸根离子、硼酸根离子、锰离子、铵根离子、钙离子在达到一定浓度时均影响测定，需要进行预蒸馏处理。

2.3 仪器设备对比

茜素磺酸锆目视比色法只需要50mL具塞比色管，在有干扰的存在下需要蒸馏装置进行预处理。

离子选择电极法需要氟离子选择电极，饱和甘贡电极或氯化银电极，离子活度计，磁力搅拌装置和聚乙烯烧杯，必要时准备预蒸馏装置。

氟试剂分光光度法需要准备分光光度计，光程为30mm或10mm的比色皿，有干扰存在时准备预蒸馏装置。

2.4 操作方法对比

茜素磺酸锆目视比色法是将不同量的氟化物标准溶液加入材质相同的比色管中，加入茜素磺酸锆酸性溶液稀释定容至相同体积后，配置成一套标准系列溶液，将待测样品在同样的条件下稀释，显色后与标准色阶通过目视颜色判断浓度大小。

离子选择电极法是用氟化物标准溶液配置标准序列，在半对数坐标纸上以电位值和浓度绘制校准曲线。在样品中加入总离子强度缓冲剂排除干扰后直接测定样品的电位值，通过校准曲线计算浓度大小。

氟试剂分光光度法同样需要用标准溶液配制标准序列，加入显色剂稀释定容后以纯水为参比测定吸光度，再以氟化物含量对吸光度作图，即可得到校准曲线。在同样的条件下测定样品的吸光度，经空白校正后由吸光度值在校准曲线上查得浓度大小。

3 结论

综合以上多个方面的对比，茜素磺酸锆目视比色法设备简单，经济方便，快捷，适用于基层，但主观影响较大，准确度不高，误差大；离子选择电极法灵敏度高，干扰少，准确度和精确度都很高，操作方法简单，仪器设备廉价，但测定过程中的pH值，温度等都会对结果产生一定影响，并在电极选择和判断电极老化程度上有一定难度；氟试剂分光光度法用于低浓度样品时准确度和重现度好，但检测过程繁琐，且只限于可见光范围。

4 结束语

氟化物的测定方法多样，除本文提到的三种方法外还有离子色谱法等方法，具体工作中不用拘泥于一种，应综合考虑检测环境，样品状态和对检测时间的要求等选择检测方法，力求做到各方面平衡考量。

[1] 水质 氟化物的测定 茜素磺酸锆目视比色法 中华人民共和国国家环境保护标准 HJ 487-2009.

[2] 水质 氟化物的测定 离子选择电极法 中华人民共和国国家标准 GB 7484-1987.

[3] 水质 氟化物的测定 氟试剂分光光度法 中华人民共和国国家环境保护标准 HJ 488-2009.

[4] 曾兰英.水中氟化物国际标准检验方法的验证及其比较[J].分析测试技术与仪器，2006，12（1）：47-50.

[5] 韦敢.水质中氟化物的检测方法比较分析[J].科研，2016（5）：217.

Comparative Analysis of Fluoride Detection Methods in Water

Wang Xiao-fei

With the rise of fluorine chemical industry，the content of negative ions in industrial wastewater is increasing，and the pollution of fluoride is becoming more and more serious.There are many kinds of methods for detecting fluoride.There are three common methods：Method，ion selective electrode method，fluorine reagent spectrophotometry，the advantages and disadvantages of these three methods for comparative analysis.

fluoride；alizarin sulfonyl zirconium visual colorimetric method；ion selective electrode method；fluorine reagent spectrophotometry

X832

A

1003-6490（2017）01-0161-02

2017-01-06

王晓飞（1988—），女，辽宁阜新人，工程师，主要研究方向为环境监测与治理。