离子选择电极法测定生活饮用水中氟化物

古旭辉

氟是人体必需的微量元素之一，人体50%的氟通过饮水摄入，适量的氟对人体有益，对牙齿和骨骼的形成和结构有重要作用[1]。人体摄入氟不足，可诱发龋齿；过量摄入会发生氟斑牙，严重的引起氟骨症[2]。因此氟化物成为我国生活饮用水常规检验指标。氟化物的分析方法有离子选择电极法、离子色谱法、氟试剂分光光度法等，其中离子色谱法分析成本高，分光光度法操作复杂，离子选择电极法分析成本低、干扰少，不受水样浊度、色度的影响，快速、灵敏[3]。本文采用离子选择电极法测定水中氟化物，对精密度、准确度进行分析探讨，为日常生活饮用水检测提供可靠依据。

1 材料与方法

1.1仪器与试剂氟离子选择电极与饱和甘汞电极;WD-DJL-3A型微处理离子计；电磁搅拌器；冰乙酸(ρ20=1.06 g/mL)；氢氧化钠溶液(400 g/L)：称取40 g氢氧化钠，溶于纯水中稀释至100 mL；离子强度缓冲液Ⅱ：称取59 g氯化钠，3.48 g柠檬酸三钠和57 mL冰乙酸，溶于纯水中，用氢氧化钠溶液调节pH为5.0～5.5后，用纯水稀释至1 000 mL，本试剂pH调至5.19；氟化物标准储备溶液：采用国家标准物质中心的标准溶液[ρ(F-)=1.000 mg/mL]，有效期内使用；氟化物标准使用溶液[ρ(F-)=10 μg/mL]：吸取氟化物标准储备溶液5.00 mL于500 mL容量瓶中，用纯水稀释至刻度。

1.2样品制备检测水样均由国家标准物质中心的氟标准样品[ρ(F-)=1.00 mg/mL]稀释配制。

1.3方法

1.3.1标准曲线法 分别吸取氟化物标准使用溶液0.00、0.20、0.40、0.60、1.00、2.00和3.00 mL于50 mL烧杯中，各加纯水至10 mL。加入与水样相同的离子强度缓冲液Ⅱ。此标准系列浓度分别为0.00、0.20、0.40、0.60、1.00、2.00和3.00 mg/L(以F-计)。 放入小磁棒于电磁搅拌器上搅拌水样溶液，插入氟离子电极与甘汞电极，在搅拌下读取平衡电位值(指每分钟电位值改变小于0.5 mV，一般情况下约需2 min左右)。

1.3.2标准加入法 吸取50 mL水样于200 mL烧杯中，加入50 mL离子强度缓冲液Ⅱ，在搅拌下读取平衡电位值E1。于水样中加入一小体积(小于0.5 mL)的氟化物标准储备液1.000 mg/mL，在搅拌下读取平衡电位值E2(E1与E2应相差30～40 mV)。

2 结果

2.1精密度检验 用标准曲线法对5份不同浓度的水样分别平行测定6次，结果见表1。

2.2准确度检验

2.2.1回收率试验 用不同浓度的样品分别加入氟标准溶液做加标回收实验，结果见表2。

表1 不同浓度的水样精密度实验结果

表2 不同浓度的水样加标回收率实验结果

2.2.2采用标准曲线法与标准加入法分别对标准物质[ρ(F-)=1.00 mg/L]进行测定 结果见表3，两种方法测定结果经统计学处理，差异无统计学意义(P>0.01)。

3 讨论

对该次实验结果进行处理和分析表明，相对标准偏差(%)为1.12%～2.45%；加标回收率为97.2%～102.6%，使用标准物质测定，两种方法结果没有差别，相对误差为1.8%和2.1%，说明精密度、准确度均符合分析要求[4]。说明采用离子选择电极法测定水中氟化物选择性好、线性范围宽，是测定生活饮用水氟化物首选方法，在基层值得推广应用。标准曲线法适合大批量样品的测定，标准加入法适合组成较复杂样品的测定[5]。

表3 标准曲线法与标准加入法测定结果比较

电极性能直接影响测定结果的准确度，对该次实验的结果进行分析，应从以下几方面维护电极：①每次测定前后，氟电极在纯水中的电位值应当清洗至-340 mV以下。②为保护氟电极，测定水样浓度不宜高于40 mg/L，水样浓度过高应稀释后再测定，测定时应按先低到高的浓度顺序进行，以克服电极的“记忆效应”[6]。③氟电极晶片敏感膜应仔细保护，避免与硬物擦碰，晶片如沾污可用脱脂棉依次以酒精、丙酮轻轻擦洗，再用纯水洗净。④饱和甘汞电极内，填充液液面应保持在管体2/3高度以上，有适量的氯化钾结晶存在，盐桥应充满溶液没有气泡。⑤氟电极响应时间延长和失去稳定性与重复性是电极性能变劣的指示，可用0.5 mg/L的氟标准溶液浸泡30 min，进行活化，纯水洗净后再使用。⑥温度不仅影响电极的斜率，也影响电极电位及水样的离解程度，样品的测定应与标准系列在相同温度下进行。

参考文献：

[1] 金银龙. GB5749—2006生活饮用水卫生标准释义[M].北京：中国标准出版社,2006：49-54.

[2] 姜红伟，杜利敏，赵建民，等.氟离子选择法测定水中氟的方法探讨[J].河南预防医学杂志，2009，20(5)：382-383.

[3] 夏晓萍.离子选择电极法测定水中氟化物的研究与探讨[J].重庆环境科学，2003，25(9)：71-73.

[4] 中华人民共和国国家标准.生活饮用水标准检验方法(GB/T5750.5—2006)[S].北京：中国标准出版社,2007：69-70.

[5] 郭爱民. 卫生化学[M].6版.北京：人民卫生出版社,2007：124-125.

[6] 张克荣. 水质理化检验[M].北京：人民卫生出版社,2006：49-54.