氟化物（F-)，廣泛存在于天然水體和工業(yè)廢水中。在工業(yè)生產(chǎn)中，氟化物主要來(lái)源于有色冶煉、鋼鐵和鋁表面處理、焦炭、玻璃、陶瓷、電子、電鍍、農(nóng)藥、化肥、含氟礦物加工等。飲用水中氟化物含量過(guò)低或過(guò)高，均會(huì)對(duì)人體的健康造成影響。缺氟易患齲齒病，氟含量過(guò)高易造成斑齒病和氟骨病。

具體而言， 一般飲用水中含氟的適宜濃度為0.5～1.0mg/L，當(dāng)長(zhǎng)期飲用含氟量高于1.0～1.5mg/L的水時(shí)，易患斑齒病，當(dāng)水中含氟量高于4.0mg/L時(shí)，則可導(dǎo)致氟骨病。為了降低污水或循環(huán)水中氟離子的濃度，需要加入除氟藥劑進(jìn)行處理。加入除氟劑對(duì)污水處理前后，對(duì)水中氟離子進(jìn)行檢測(cè)，需要遵循適當(dāng)樣品準(zhǔn)備，并選擇合適的檢測(cè)分析方法。本期就氟離子的檢測(cè)方法進(jìn)行探究。

樣品準(zhǔn)備

含氟水樣的采集和保存，需用聚乙烯瓶，而不能是玻璃樣品瓶。對(duì)于一般較為清澈的水樣，可以直接測(cè)量；對(duì)于污染嚴(yán)重的生活污水和工業(yè)廢水，以及含氟硼酸鹽的水樣，均要繼續(xù)預(yù)蒸餾。預(yù)蒸餾主要有水蒸氣蒸餾法和直接蒸餾法兩種，均需加入高氯酸（或硫酸）。

直接蒸餾法：蒸餾效率較高，但溫度控制較難，排除干擾也較差，在蒸餾時(shí)易發(fā)生爆沸。水蒸氣蒸餾法：溫度控制較高，排除干擾較好，不易發(fā)生爆沸現(xiàn)象，操作過(guò)程比較安全。檢測(cè)方法

水中氟化物的檢測(cè)方法主要有：離子色譜法、氟離子選擇電極法、分光度法、比色法等?，F(xiàn)分別對(duì)各種方法介紹如下：

離子色譜法

離子色譜法已在國(guó)內(nèi)外普遍使用，該方法簡(jiǎn)便、快速、相對(duì)干擾較少，測(cè)量范圍為0.06～10mg/L。離子色譜法不但能夠檢測(cè)水中氟化物的含量，還能對(duì)大氣、土壤等環(huán)境樣品中存在的氟化物進(jìn)行檢測(cè)。

原理：

離子色譜法的主要原理是在離子交換樹(shù)脂柱后面安置一 個(gè)電導(dǎo)檢測(cè)器，之后通過(guò)檢測(cè)器對(duì)色譜分離后的柱離子電導(dǎo)率進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)。所測(cè)的電導(dǎo)率在一定條件下會(huì)與待測(cè)氟離子的濃度形成鮮明的對(duì)比，在待測(cè)氟離子保留時(shí)間的基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，并根據(jù)峰高、峰面積大小做好氟離子樣品的定量檢測(cè)分析工作。

離子色譜儀的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，具體由淋洗液、進(jìn)樣閥、抑制器、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)以及高壓泵等部位組成。在離子色譜儀中，常見(jiàn)的檢測(cè)器分別有光學(xué)檢測(cè)器、電導(dǎo)檢測(cè)器以及安培檢測(cè)器。另外，離子色譜儀中抑制器的作用主要包括兩方面，其一，能夠有效降低淋洗液的背景電導(dǎo)，其二，提高被測(cè)離子的電導(dǎo)值，使信噪比得以改善。

實(shí)際上，離子色譜法不但能夠?qū)Υ郎y(cè)樣品中的單一元素進(jìn)行檢測(cè)，還能檢測(cè)溶液中同時(shí)存在的多種陰離子，并在自動(dòng)進(jìn)樣器和軟件的基礎(chǔ)上，完成自動(dòng)化操作，在分析完成之后可以對(duì)報(bào)告進(jìn)行自動(dòng)打印，從而切實(shí)提高了工作效率。對(duì)于樣品溶 液中的氟離子而言，在被堿性淋洗液淋洗之后，就能準(zhǔn)確獲取其檢測(cè)值。

雖然離子色譜法在環(huán)境監(jiān)測(cè)中具有非常重要的作用，但是儀器比較昂貴，日常維修和護(hù)理費(fèi)用也較高，而且樣品溶液中的低分子有機(jī)酸含量還會(huì)對(duì)氟元素的檢測(cè)造成干擾，所以導(dǎo)致檢測(cè)過(guò)程比較復(fù)雜，獲得的結(jié)果也缺乏準(zhǔn)確性。

氟離子選擇電極

氟離子電極法選擇性好，適用范圍寬，水質(zhì)渾濁或有顏色均可測(cè)定，測(cè)量范圍為：0.05～1900mg/L。由于氟電極的構(gòu)造非常簡(jiǎn)單，而且具有較強(qiáng)的靈敏度，能夠準(zhǔn)確選擇氟離子，操作起來(lái)非常簡(jiǎn)單，所以該方法已經(jīng)廣泛應(yīng)用在環(huán)境樣品檢測(cè)工作中，為了有效避免在操作過(guò)程中發(fā)生失誤，不僅要進(jìn)行操作過(guò)程的認(rèn)真控制，還要對(duì)氟電極和參比電極的特征進(jìn)行掌握。

原理：

該方法的原理為：在被測(cè)溶液中，氟離子選擇電極和參比甘汞電極形成了原電池，在原電池的作用下，氟離子活度發(fā)生了相應(yīng)的改變，導(dǎo)致原電池電動(dòng)勢(shì)也有所變化， 在原電池電動(dòng)勢(shì)的基礎(chǔ)上能夠確定溶液中氟離子的活度，從而得出氟離子活度的對(duì)數(shù)值與原電池電動(dòng)勢(shì)之間存在線性相關(guān)。

在檢測(cè)環(huán)境樣品中的氟化物時(shí)，氟離子選擇電極檢測(cè)法是一個(gè)比較傳統(tǒng)的方法，具有檢測(cè)迅速、準(zhǔn)確度高、干擾因素少等優(yōu)點(diǎn)，但是環(huán)境樣品中氟含量一 直在改變，會(huì)受到各種因素的影響，如溫度、電極現(xiàn)象、緩沖劑濃度、pH 值以及攪拌速度等。如果所使用的緩沖劑濃度過(guò)高，會(huì)直接影響檢測(cè)的靈敏度，所以，要根據(jù)具體的水樣來(lái)選擇合適的緩沖劑。

氟試劑分光光度法

對(duì)于環(huán)境樣品中氟化物的檢測(cè)來(lái)說(shuō)，最常用的一種方法還有氟試劑分光光度法，這是一種非常普遍的方法，該方法多用在地下水、工業(yè)廢水以及地表水中氟化物的檢測(cè)。

原理：

該方法原理為：在乙酸鹽溶液的 pH 值=4.0 時(shí)，水中的氟離子就會(huì)與氟試劑、硝酸鑭發(fā)生反應(yīng)，并生成藍(lán)色的絡(luò)合物，當(dāng)絡(luò)合物的波長(zhǎng)在620nm 時(shí)， 其吸光度和水中氟離子的濃度正好成正比狀態(tài)。經(jīng)試驗(yàn)可以得出，利用該方法檢測(cè)出的限為 0.02mg/L，其中下限為0.08mg/L。

該方法在檢測(cè)含有低氟含量的水樣品時(shí)，其檢測(cè)結(jié)果非常準(zhǔn)確， 但是也存在一定的缺點(diǎn)，檢測(cè)時(shí)需要花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間，檢測(cè)流程也比較復(fù)雜。

比色法

原理：

茜素磺酸鋯目視比色法的應(yīng)用原理為：將茜素磺酸鈉與鋯鹽同時(shí)放在酸性的溶液中，會(huì)生成一種紅色的絡(luò)合物，而且在檢測(cè)環(huán)境樣品中是否存在氟離子時(shí)，紅色絡(luò)合物會(huì)與氟離子發(fā)生相應(yīng)的反應(yīng)，并產(chǎn)生無(wú)色無(wú)味的氟化鋯，同時(shí)釋放出黃色的茜素磺酸鈉，在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中就可以將溶液的顏色變化與標(biāo)準(zhǔn)顏色進(jìn)行對(duì)比，最終確定環(huán)境樣品中所存在的氟化物的量。在試樣溶液為50mL 時(shí)，應(yīng)用該方法測(cè)出氟化物的濃度限為0.1mg/L，其中下限為0.4mg/L，上限為1.5mg/L。

該方法比較適合用在檢測(cè)地下水、飲用水以及工業(yè)廢水中的氟化物，雖然該方法的檢測(cè)速度比較快，而且操作方便，但是其中存在較大的誤差，應(yīng)用時(shí)要慎重選擇。

總結(jié)

檢測(cè)過(guò)程中，一定要在了解樣品性質(zhì)的基礎(chǔ)上選擇適當(dāng)?shù)臋z測(cè)方法，并按照具體方法進(jìn)行操作。只有這樣才能準(zhǔn)確檢測(cè)出環(huán)境污染中氟化物的含量，從而為環(huán)境監(jiān)測(cè)提供可靠依據(jù)。

因此，對(duì)于科學(xué)研究而言，離子色譜法和氟離子選擇電極法是比較適宜的氟離子檢測(cè)方法；對(duì)于污水站日常維護(hù)的氟離子檢測(cè)，用氟離子選擇電極法或氟試劑分光光度法比較合適；對(duì)于需要快速知道大致結(jié)果的低濃度含氟水樣，可以選擇氟離子快檢包進(jìn)行快速檢測(cè)。