环境监测中氟化物检测方法的分析

王瑞芳

（山东省济宁市邹城生态环境监控中心，山东 济宁 273500）

氟化物是氟与另一种元素或基团组成的一种化合物，它在无机化学中指的是带有负电的氟离子和其他元素带正电的阳离子结合而形成的盐类化合物。自然界中若氟化物含量超标会导致动植物中毒，造成经济损失，而且环境中氟化物含量超标也会出现地方性疾病。有效监测氟化物含量有助于保护生态环境。

1 氟化物

氟化物是指含有负价氟的有机物及化合物，是卤族元素中氟的一种化合物，与其他卤族元素性质几乎一致，一般都会形成一个单负阴离子。另外，氟离子也可以与氦、氖以外的其他惰性元素结合为二元化合物。从致命毒素沙林到药品依法韦仑，从难容的氟化钙到反应性极强的四氟化硫都在氟化物的范围内。并且在卤化物中，氟化物易与一些高氧化态的阳离子形成一个稳定的配离子[1]。

含氟化合物在结构上存在着很大的差异，而氟化物的毒性与它的反应活性和结构也有着一定的关系，所以就难以概括出氟化物的一般毒性。

2 对氟化物进行监测的重要性

氟化物可使人、动植物中毒，进而造成经济损失。如果人们的生存环境中存在大量的氟化物，则可能会引发各种疾病。目前，环境中的氟化物主要来源是各种工业化生产及一些燃煤的废气排放。想要对氟化物进行控制就需要依据环境监测中的检测方法对环境进行氟化物监测，及时发现、及时应对，为人类及动植物提供一个健康、和谐的环境。

所有氟化物都含有毒性，如果人们误食150 mg的氟化钠就会造成严重疾病。不过摄取微量的氟化物则对人们有一定的益处，在饮水中若含有1～2 ppm的氟离子则能够防止龋齿，含氟牙膏也有着同样的效用。人体中含有的氟化物主要集中在牙齿与骨骼中。不过要注意无论是气态、液体亦或是固态的氟化物都会对人体的皮肤造成严重的灼伤，同时会加大骨骼的脆性。一般常规饮用水的氟化物含量最大值在4 ppm，如果超过这一数值，就会使人患病，比如：骨痛、佝偻等。从这些分析中可以看出，加强对氟化物的监测是非常重要的，只有这样才能把氟化物含量控制在一个不会对人体造成伤害的范围内。

3 环境监测中氟化物的监测方法

3.1 茜素磺酸锆目视比色检测氟化物

在环境样品检测方法中茜素磺酸锆目视比色法能够有效地检测出氟化物，这种检测方法的检测原理是把锆盐与茜素磺酸钠加入到酸性溶液中，得到一种红色物质，若环境样品中存在氟化物，那么它就会与该红色物质产生化学反应，进而形成氟化锆，这种物质无色无味，它在形成过程中会释放出一种茜素磺酸钠，颜色为黄色，在检测中可以以此作为检测颜色对比，若出现变色现象那么就能够确定环境样品中存在氟化物，若不变色则环境样品中不存在氟化物，当然确定存在氟化物之后还需对其含量进行检测。如果准备测量的环境样品溶液是50 ml，那么就可以对氟化物中的浓度进行检测。这样的方式能够对不同水中的氟化物进行检测，同时采用茜素磺酸锆目视比色法检测氟化物，速度快，操作容易。不过，这一方法也有不足，它检测的氟化物含量会出现较大误差，而且在操作中一定要做好相应的防护措施。

3.2 氟试剂分光光度检测法检测氟化物

常采用氟试剂分光光度检测方法检测环境样品中的氟化物含量，这样的方法也常应用于工业排放水与其他废水检测过程中。该方法的检测原理是当乙酸盐溶液中的pH值达到4时，水中的氟离子就会与其中的氟试剂发生化学反应，进而生成一种蓝色物质。如果蓝色物质的波长在620 mm左右时，废水中存在的氟离子与吸光度成正比。这一方法能够准确测量环境样品中较低含量的氟化物，当含量较高时就会出现误差。另外在使用这一检测方法过程中所花费的时间也较长，检测流程也较为复杂[2]。

3.3 氟离子选择电极法检测氟化物

一般在检测水中氟化物含量时，最常用的方法就是氟离子选择电极法，这种方法结构简单、氟电极也较为敏感，同时氟离子选择性也较好，稳定时间短。氟离子选择电极法操作较为简单，为了提高检测效率，减少失误，也需严格把控检测操作流程，同时也要仔细了解氟电极与参比电极的特性。这一检测方法的检测原理是氟离子选取电极与参比甘汞电极在检测溶液中能够产生原电池，当溶液中的氟离子在原电池的作用下产生相应的变化时，这种变化的产生就必然会引起原电池电动势发生变化。基于此，计算溶液中氟化物的含量需根据溶液中氟离子活度的对数值与原电池电动势之间存在的线性关系与nernst方程达到一致。在计算氟离子浓度时通常采用标准曲线法与标准加入法。

3.3.1 大气滤膜采样氟离子选择电极法检测

处于大气样品中的氟离子很难实现直接测定,要利用大气滤膜进行采样,让大气当中的氟离子随大气样品一起被滤膜所吸附。一般在这种检测方法中采样的流量与时间都是固定的，进而才能够对滤膜中的氟离子进行检测。不过这种检测方式只适用于大气环境中氟化物含量低的情况。

3.3.2 石灰滤纸采样氟离子选择电极法检测

如果需要测量大气中较长时间平均氟化物含量时，那么就需要花费较长的时间进行采样，若需要计算一个月内大气中氟化物浓度，那么它的检测下限则为0.18μm/（dm·d）。这种检测方式的检测原理在于大气中氟化物与浸渍过的氢氧化钙滤纸间进行了长时间的接触反应，并且是处于一种固定状态。

氟离子选择电极测量氟化物这一检测方法较为陈旧，不过这种方法也有着极大的优势，它能够快速并且精准地测量出氟离子浓度，同时它所受到的干扰因素也较少。不过因为环境样品中的氟离子浓度有着极大的变化，这种方法的使用也因此受到不少因素的干扰。另外若在氟离子选择电极法中使用浓度较高的缓冲剂，也会对检测的灵敏度造成一定的影响[3]。

3.4 离子色谱检测氟化物

用离子色谱检测环境样品中的氟化物，可以对样品中的阴离子进行有效测量[4]，这种方法也是环境监测氟化物的常用方法，并且所得到的结果也是较为准确的。在这种方法的检测过程中需要把电导检测器安装到离子交换树脂柱的后方，这时测试的电导率就能在一定情况下与待测氟离子浓度形成一种对比现象。随着科学技术的发展，检测氟化物的方式、手段也越来越先进。与其他方法相比，离子色谱检测法具有灵敏度高，检测时间短的优点，已广泛应用于氟化物含量的监测[5]。

离子色谱检测法是采用离子色谱仪检测氟化物含量的。离子色谱仪结构复杂，由多个部件组成。在离子色谱仪中，最常见的检测仪器有许多种，例如：电导、安培等。这些仪器的主要作用就是降低淋洗液背景电导，升高被测离子的电导值，有效降低信噪比，进而提高准确度。离子色谱仪可以检测多种样品中的多种元素含量，比如进场阴离子。同时这一仪器的操作方式也可以通过软件自动完成，当样品检测完成后，还能够进行科学合理的学习，并最终打印出检验报告，缩短了检测人员的工作时间，提升了检测人员的工作效率，并且还能够有效缩短检测人员处于不稳定检测环境中的时间[6]。

4 结语

对环境样品中氟化物进行检测，有着多种多样的检测方法，不过也需要根据环境样品的性质选取使用的检测方法，并且在操作过程中要严格按照步骤进行，避免因操作不当导致危险情况发生，进而危害到检测人员的生命健康。当然对检测方法进行合理、适当地选择，也是为了保证氟化物浓度的检测值更加准确，以便为环境监测提供准确的数据。