试论生活饮用水标准检验方法中氟化物的测定方法

试论生活饮用水标准检验方法中氟化物的测定方法

郑丽君张鸥

玉溪市质量技术监督综合检测中心云南玉溪653100

摘要：氟化物广泛存在于自然水体中，适当的氟是人体（牙齿、骨骼等）必须的，但是过量的氟则会对人体造成严重危害。根据2017年10月份WHO公布的致癌物清单，氟化物（饮用水中添加的无机物）为3类致癌物，我国规定生活饮用水中氟的浓度不得超过1.0mg/L。为保证生活饮用水安全，必须要采取更加精确、便捷的方法对饮用水中的氟化物浓度进行测定，对氟化物浓度超标的饮用水要进行必要的处理，达到相关标准后方可使用。

关键词：生活饮用水；检验方法；氟化物；预处理

引言：相关研究显示，目前我国已经有1000多个地氟病病区，受影响人口已经达到1亿人，直接性感染者已经有4000多万人，约占全球患者的50%以上。目前常用的测定方法有离子选择性电极法和离子色谱法两种，不同测定方法在适用条件、测定精度上均存在一定的差异。实际工作中需要对这两种检测方法进行详细分析对比，分析两种试验方法存在的差异及适用性，科学选择氟化物测定方法，确保生活饮用水的安全。

一、样品采集与预处理

使用聚乙烯瓶或玻璃瓶采集水样。预处理方法主要分为水蒸气蒸馏和直接蒸馏两种，如果样品数量较多，可以考虑使用直接蒸馏，效率较高，但是蒸馏过程中温度不稳定，容易发生暴沸，损失部分样品，对最终氟化物的测定结果可能产生影响。实验环境下，水蒸气蒸馏处理可以对温度进行有效控制，效果理想。操作方法为：取水样800ml放入蒸馏瓶中，用胶头滴管滴加10ml高氯酸，充分摇均。检查装置气密性后加热，保持蒸馏瓶内溶液温度恒定在120-130℃。打开蒸馏瓶顶端木塞，通入水蒸气。接收瓶中蒸馏所得液体的体积达到150ml后，先停止通气，后停止加热,样品用玻璃瓶保存备用。

二、两种常用的氟化物测定方法

1、离子选择电极法

（1）消除干扰。样品中含有的高价阳离子、氢离子等，能够对氟离子络合造成影响，最终的测定结果受到干扰。在进行试验测定前，需要对预处理后的样品进行干扰消除，将其中游离态的络合离子转化为稳定态，并采用过滤等方式除去。

（2）仪器与试剂。仪器：离子活度计、PH计、氯化银电极、磁力搅拌器等。试剂：乙酸钠溶液、离子强度调节缓冲液等。

（3）测定步骤。试验开始前，各类溶液温度应达到室温。使用无分度吸管逐次向容量瓶中添加试液，共计10ml。用PH计测定试液PH值，若试液偏酸性，用乙酸钠进行调节，使之趋近于中性；反之，用氢氧化钠溶液调节。酸碱性平衡后，用胶头滴管滴加离子强度调节缓冲液，至混合液量达20ml。充分摇匀，将混合溶液倒入玻璃皿中，在玻璃皿的两端分别放入正负电极，通电后持续观测溶液的电位值。根据测得的毫伏数，对比校准曲线获得样品中氟化物的浓度。

（4）注意事项。电极在使用前和试验结束后，应当用蒸馏水冲洗干净，并擦拭干，套上保护帽,保证电极反应灵敏和提高测定结果的准确度。为排除样品中其他离子的干扰，要求必须将溶液的酸碱度调节至中性。酸碱中和所用的试剂应保证调节溶液PH后不会产生新的游离态离子。

2、离子色谱法

（1）消除干扰。试验中，所有与氟离子保留时间相同的阴离子均会对测定结果产生干扰。另外，溶液中离子的浓度差也是较大的干扰因素，例如Br-和NO3-离子浓度差在10倍以上时，不宜进行氟化物测定试验，应当通过稀释等方式，减小不同离子的浓度差，以减小测定结果的误差。另外，许多地区的生活饮用水中都会以氯气为消毒剂，如果样品中残留的CL-离子较多，也会产生干扰，需要降低其浓度。

（2）仪器与试剂。仪器：离子色谱仪、检测器、进样器、再生液储存罐等。试剂：淋洗使用液（碳酸钠与碳酸氢钠的稀释液）、氟离子、溴离子、亚硝酸根离子等标准溶液。

（3）测定步骤。将样品倒入过滤容器内，加压后让溶液透过0.3微米的微孔过滤膜。所得滤液用聚乙烯瓶，置于恒温箱中保存。分别取5.0ml、10.0ml、50.0ml的标准溶液，倒入100ml的容量瓶中。按照溶液质量的不同，分别加入2ml、4ml、20ml的淋洗储备液，充分摇匀，测定溶液中氟化物浓度。

（4）注意事项。初步制备完成的溶液，应当置于恒温箱或室内环境保存，避免因为温度变化影响溶液中离子的形态。在利用微孔过滤膜进行溶液过滤时，应保证过滤过程中压力恒定、匀速过滤，所得的滤液的稳定性更好。要注意做好整套试验设备的气密性检测，否则会影响分离效果。该方法适用于饮用水、雨水中氟化物含量的测定，且精确度可以达到0.1mg/L。

三、讨论

选取某饮用水源作为研究对象，由检测人员进行采样，使用500mL聚乙烯塑料瓶进行采样，采样后储存在4℃的冰箱内，总共采集4份水样。所有数据采用SPSS22.0统计学软件进行统计分析。计量资料以均数±标准差(x±s)表示，采用t检验；计数资料采用χ2检验。P＜0.05为差异。有统计学意义。

所有水样的水氟浓度均超过1.0mg/L的生活饮用水检测标准，4种样品的检测结果显示，两种检测方式差异无统计学意义（P＞0.05），详情见表3-1。

两种检测方式效果对比：

（1）离子选择电极法是借助典型的对比测定方式，仪器设备相对简单。但是检测过程中必须有人工进行操作，人工定量进行分析，在样品较多时，耗费的人工劳动力比较大。为降低OH-对测定结果的影响，使用缓冲液可以将测定的水样pH值控制在6左右。

（2）离子色谱法主要借助分离柱来对阴离子进行分离，能够做到一次性分析水样中的F-、Cl-、NO3-、SO42-等离子含量。运用自动进样器，并实现软件自动化控制，从而对样本的定量、定性分析、检验报告打印进行全程自动化管理。但是该方法仪器造价成本较高，推广程度不够广泛。

结语：生活饮用水中氟化物浓度过高，会导致氟骨症等一系列病害，加强饮用水氟化物含量的测定具有必要性。现阶段常用的测定方法有多种，技术人员可以综合考虑操作便利性、试验成本、检测精度等因素，科学选择测定方法。同时要严格遵循测定的操作步骤，对测定结果进行验证，以保证测定结果的精确度。对于氟化物含量超过国家规定标准的，一律不允许饮用，保障饮用水安全。

参考文献：

[1]赵玲.对总离子强度缓冲液PH影响水中氟化物测定的讨论[J].农业环境科学学报,2013(06):143-145.

[2]吉荣娣,全笑江,应波.地氟病病区空气中氟化物标准测定方法的研究[J].中华地方病学杂志,2013(6):338-340.