离子选择电极法与离子色谱法在生活饮用水氟化物检测中的应用对比

周永涛

【摘要】 目的：比較离子选择电极法与离子色谱法在生活饮用水氟化物检测中的效果。方法：于2020年6月-2021年6月采集某市区集中式饮用水源地的35份水样，对所有水样分别施以离子选择电极法与离子色谱法检测。比较两种不同的检测方法的氟化物含量检测结果与检测人员工作时间。结果：两种不同检测方式水源样本内的氟化物浓度均在1.0 mg/L的饮用水标准之下，其中离子色谱法水源样本内的氟化物平均浓度为（0.19±0.02）mg/L，离子选择电极法水源样本内的氟化物平均浓度为（0.18±0.03）mg/L，两种检测方式的氟化物浓度检测结果比较，差异无统计学意义（P>0.05）;两者的平均加标率相比，差异无统计学意义（t=1.915，P=0.060）;离子色谱法检测人员工作时间为（2.00±0.50）h，短于离子选择电极法的（2.85±0.59）h，差异有统计学意义（P<0.05）。结论：离子选择电极法与离子色谱法在生活饮用水氟化物检测中均具备较为优良的检测效能，但离子色谱法检测水氟浓度中的检测人员花费的时间更短，值得临床推广应用。

【关键词】 生活饮用水 氟化物 离子选择电极法 离子色谱法

Comparison of the Application of Ion Selective Electrode Method and Ion Chromatography in the Detection of Fluoride in Drinking Water/ZHOU Yongtao. //Medical Innovation of China， 2021， 18（36）： -161

[Abstract] Objective： To compare the effects of ion selective electrode method and ion chromatography in the detection of fluoride in drinking water. Method： 35 water samples from a centralized drinking water source in an urban area were collected from June 2020 to June 2021， all water samples were detected by ion selective electrode method and ion chromatography respectively. The fluoride content detection results of the two different detection methods and the working hours of the inspectors were compared. Result： The fluoride concentration in the water source samples of the two different detection methods was below the drinking water standard of 1.0 mg/L， and the average concentration of fluoride in the water source samples by ion chromatography was （0.19±0.02） mg/L， the average concentration of fluoride in the water source sample by ion selective electrode method is （0.18±0.03） mg/L，

and the difference between the two detection methods of fluoride concentration detection results is not statistically significant （P>0.05）; there was no significant difference in the average standard addition rate between the two （t=1.915， P=0.060）; the working time of the detection personnel of ion chromatography was （2.00±0.50） h， which was shorter than （2.85±0.59） h of ion selective electrode method， the difference was statistically significant （P<0.05）. Conclusion： Both ion-selective electrode method and ion chromatography have better detection efficiency in the detection of fluoride in drinking water， but the time spent by the detection personnel in the detection of fluoride concentration in water is shorter by ion chromatography， which is worthy of clinical application.

[Key words] Drinking water Fluoride Ion selective electrode method Ion chromatography

First-author’s address： Ji’an Center for Disease Control and Prevention， Jiangxi Province， Ji’an 343000， China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2021.36.038

饮用水为人们生活必需品之一，且人体所必需的氟元素多是于水中摄取，故在给人们提供生活饮用水的同时，还需对水中氟浓度施以合理有效的控制，以避免对人体健康构成损害[1-2]。在正常情况下，人体需摄入一定量的氟以保障机体有效运转，但若氟化物摄入过多，则会诱发慢性中毒与急性中毒的现象，从而对患者身心健康构成威胁[3-4]。因此，对生活饮用水中的氟化物浓度施以合理规范的监测，对于保障人们身心健康具有重要意义[5]。现阶段，临床的检测方式主要有离子选择电极法与离子色谱法两种，检测方法不同则检测效果也可能存在一定差异。基于此，本研究采集2020年6月-2021年6月某市区集中式饮用水源地的35份水样，分别对其施以离子选择电极法与离子色谱法检测，比较两者在生活饮用水氟化物检测中的效果，旨在为临床提供较为优良的氟化物检测方式。现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 于2020年6月-2021年6月采集某市区集中式饮用水源地的35份水样，由工作人员施行统一的采取，将样本采集至容量为500 mL的聚乙烯塑料瓶内，采样完毕之后将样本放在4 ℃的冰箱内存储;之后对所有水样分别施以离子选择电极法与离子色谱法检测，两组采集的水样均来自同一水源地的同一处。纳入标准：所有水样均采集于同一水源地的同一处;均由同一工作人员进行采集。排除标准：水源地存有重大污染情况。

1.2 方法 （1）仪器设备及试剂。离子选择电极法：选用上海雷磁公司生产的PXSJ-226离子计，氟离子选择电极与饱和甘泵电极;离子色谱法采用瑞士万通中国有限公司生产的IC930-Compact IC Flex型离子色谱仪，MagIC Net 色谱工作站，919 IC Autosampler plus自动进样器;相关试剂：硫酸溶液、氯化氢（HCl）溶液、柠檬酸钠（Na3C6H5O7·2H2O），总离子调节缓冲液（TIS-AB）、超纯水装置、标准的储备液。（2）操作方式。①描绘标准的溶液工作曲线，以氟化物的规定用液与纯净水配比合成浓度梯度的标准系列，溶液内氟离子的含量分别为0、0.10、0.20、0.50、1.00、1.50、2.00 mg/L，对离子选择电极法、离子色谱法工作曲线与有关系数进行描绘。②饮用水样本测定。离子选择电极法：选取10 mL的水样，放入100 mL烧杯内，然后取特定量的总离子强度调节缓冲液放入该烧杯，之后对该水样进行合理的搅拌，插入氟离子选择电极与饱和苷泵电极，在搅拌下对平衡电位数目进行有效读取，按特定的方程对水样内的氟离子含量进行计算。离子色谱法：首先将水样与标准溶液分别以0.45 μm过滤器滤过，并把其输注至检测系统内，凭借工作站的计算软件对水样施行控制分析，获得最终含量结果，各水样设置重复3次，测定后计算平均值;对离子选择电极法与离子色谱法下的35份水样进行加标试验，取样20 mL，加标量5 μg，计算两者的加标回收率。

1.3 观察指标及评价标准 比较两种检测方式的氟化物含量检测结果、加标回收率[加标回收率=（加标试样测定值-试样测定值）÷加标量×100%]、检测人员工作时间（检测人员检测出具体氟化物浓度的所需时间）。

1.4 统计学处理 采用SPSS 20.0软件对所得数据进行统计分析，计量资料用（x±s）表示，比较采用t检验;计数资料以率（%）表示，比较采用字2检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两种检测方式的氟化物含量检测结果 两种不同检测方式水源样本内的氟化物浓度均低于1.0 mg/L的生活饮用水检测标准，离子色谱法水源样本内氟化物的平均浓度为（0.19±0.02）mg/L，

离子选择电极法水源样本内的氟化物平均浓度为（0.18±0.03）mg/L，两组检测方式的氟化物含量检测结果相比，差异无统计学意义（t=1.641，P=0.106）。见表1。

2.2 两种检测方式的加标回收结果 离子选择电极法平均加权率为（99.10±2.03）%，离子色谱法为（100.05±2.12）%，两者的平均加标率相比，差异无统计学意义（t=1.915，P=0.060）。见表2。

2.3 两种检测方式的检测人员工作时间 离子色谱法检测人员工作时间为（2.00±0.50）h，短于离子选择电极法的（2.85±0.59）h，差异有统计学意义（t=6.502，P=0.000）。

3 讨论

氟元素是机体的必须元素，适量的补充氟元素可确保机体机能的平稳运转[6-7]。若人体氟元素的浓度超过规定标准，则会诱发急性炎症与慢性中毒等情况[8-9]。生活饮用水作为摄取氟元素的重要来源，近年伴随城市的不断发展与人们生活习惯的不断转变，促使工业发展涵盖范围越来越大，从而不断增加工业废水的排放量[10-11]。大量的工业废水排放，造成水污染的现象愈发严峻，从而导致水内的氟元素浓度不断上升[12-13]。当饮用水内的氟元素浓度在规定标准之上时，则会对患者健康造成不良影响[14-15]。因此，对生活饮用水内的氟化物浓度予以相关的测定，在确保人们的身心安全中意义重大。

现阶段，临床首选离子选择电极法与离子色谱法对生活饮用水内的氟化物予以测定，两种方法虽均具备良好的检测效能，但在具体的检测过程中仍存在一定差异。本研究结果显示，两种不同检测方式水源样本内的氟化物浓度均在1.0 mg/L的饮用水标准之下，其中离子色谱法水源样本内的氟化物平均浓度（0.19±0.02）mg/L，离子选择电极法水源样本内的氟化物平均浓度为（0.18±0.03）mg/L，两种检测方式的氟化物浓度检测结果比较，差异无统计学意义（P>0.05）;两者的平均加标率相比，差异无统计学意义（P>0.05）;离子色谱法检测人员工作时間为短于离子选择电极法，提示离子选择电极法与离子色谱法均能够获得优良的检测准确度，但后者更能够显著缩短检测时间。其原因为离子选择电极法所用仪器设备相对简便，广泛适用于地下水、工业废水等的氟化物测定，使用范围广泛，在水样浑浊、存有特殊颜色的状况下均能够予以测定，具有较高的可用性。然而离子选择电极法在氟离子的检测中会受温度、金属离子等因素的影响，加之其需要人工进行操作、定量分析，导致在样品较多时所需使用的人工劳动力较多，从而延长检测时间。而离子色谱法是凭借分离柱对阴离子不尽相同的亲和度施行分离的检测方式，该措施能够一次性对水样中多种离子的含量进行有效分析，可有效缩短检测时间[16-17]。同时，该方式还具有自动进样器与软件控制的优势，可自动化进行定量、定性分析，从而在极大程度上提高检测效率，进一步降低工作量缩短检测人员工作时间，故在实验室的条件允许下可选用离子色谱法进行生活饮用水的检测[18-19]。但离子色谱法所用仪器花费较高，难以广泛普及，加之水源样本中含有较高浓度的低分子量有机酸，从而会给测定结果造成影响，对加标后的测量构成一定程度的干扰[20]。此外，本研究存在纳入样本量少等缺点，可能会对实验结果的精准性造成一定程度的干扰。因此，临床还需不断完善实验设计，扩大样本量的纳入，以此深入了解离子色谱法在生活饮用水中氟化物含量的检测效能。

综上所述，离子选择电极法与离子色谱法均可有效检测出生活饮用水中氟化物的含量，但离子色谱法所需检测人员工作时间更短，自动化程度高，多项目同时检测，故在实验室检测条件允许时尽可能地选用离子色谱法进行生活饮用水内氟化物含量的检测，以此减短检测人员工作所需时间。

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（收稿日期：2021-11-17） （本文编辑：占汇娟）