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氟化物（F-)，广泛存在于天然水体和工业废水中。在工业生产中，氟化物主要来源于有色冶炼、钢铁和铝表面处理、焦炭、玻璃、陶瓷、电子、电镀、农药、化肥、含氟矿物加工等。饮用水中氟化物含量过低或过高，均会对人体的健康造成影响。缺氟易患龋齿病，氟含量过高易造成斑齿病和氟骨病。 具体而言， 一般饮用水中含氟的适宜浓度为0.5～1.0mg/L，当长期饮用含氟量高于1.0～1.5mg/L的水时，易患斑齿病，当水中含氟量高于4.0mg/L时，则可导致氟骨病。为了降低污水或循环水中氟离子的浓度，需要加入除氟药剂进行处理。加入除氟剂对污水处理前后，对水中氟离子进行检测，需要遵循适当样品准备，并选择合适的检测分析方法。本期就氟离子的检测方法进行探究。 样品准备 含氟水样的采集和保存，需用聚乙烯瓶，而不能是玻璃样品瓶。对于一般较为清澈的水样，可以直接测量；对于污染严重的生活污水和工业废水，以及含氟硼酸盐的水样，均要继续预蒸馏。预蒸馏主要有水蒸气蒸馏法和直接蒸馏法两种，均需加入高氯酸（或硫酸）。 直接蒸馏法：蒸馏效率较高，但温度控制较难，排除干扰也较差，在蒸馏时易发生爆沸。水蒸气蒸馏法：温度控制较高，排除干扰较好，不易发生爆沸现象，操作过程比较安全。检测方法 水中氟化物的检测方法主要有：离子色谱法、氟离子选择电极法、分光度法、比色法等。现分别对各种方法介绍如下： 离子色谱法 离子色谱法已在国内外普遍使用，该方法简便、快速、相对干扰较少，测量范围为0.06～10mg/L。离子色谱法不但能够检测水中氟化物的含量，还能对大气、土壤等环境样品中存在的氟化物进行检测。 原理： 离子色谱法的主要原理是在离子交换树脂柱后面安置一 个电导检测器，之后通过检测器对色谱分离后的柱离子电导率进行连续监测。所测的电导率在一定条件下会与待测氟离子的浓度形成鲜明的对比，在待测氟离子保留时间的基础上对其进行检测，并根据峰高、峰面积大小做好氟离子样品的定量检测分析工作。 离子色谱仪的结构比较复杂，具体由淋洗液、进样阀、抑制器、数据处理系统以及高压泵等部位组成。在离子色谱仪中，常见的检测器分别有光学检测器、电导检测器以及安培检测器。另外，离子色谱仪中抑制器的作用主要包括两方面，其一，能够有效降低淋洗液的背景电导，其二，提高被测离子的电导值，使信噪比得以改善。 实际上，离子色谱法不但能够对待测样品中的单一元素进行检测，还能检测溶液中同时存在的多种阴离子，并在自动进样器和软件的基础上，完成自动化操作，在分析完成之后可以对报告进行自动打印，从而切实提高了工作效率。对于样品溶 液中的氟离子而言，在被碱性淋洗液淋洗之后，就能准确获取其检测值。 虽然离子色谱法在环境监测中具有非常重要的作用，但是仪器比较昂贵，日常维修和护理费用也较高，而且样品溶液中的低分子有机酸含量还会对氟元素的检测造成干扰，所以导致检测过程比较复杂，获得的结果也缺乏准确性。 氟离子选择电极 氟离子电极法选择性好，适用范围宽，水质浑浊或有颜色均可测定，测量范围为：0.05～1900mg/L。由于氟电极的构造非常简单，而且具有较强的灵敏度，能够准确选择氟离子，操作起来非常简单，所以该方法已经广泛应用在环境样品检测工作中，为了有效避免在操作过程中发生失误，不仅要进行操作过程的认真控制，还要对氟电极和参比电极的特征进行掌握。 原理： 该方法的原理为：在被测溶液中，氟离子选择电极和参比甘汞电极形成了原电池，在原电池的作用下，氟离子活度发生了相应的改变，导致原电池电动势也有所变化， 在原电池电动势的基础上能够确定溶液中氟离子的活度，从而得出氟离子活度的对数值与原电池电动势之间存在线性相关。 在检测环境样品中的氟化物时，氟离子选择电极检测法是一个比较传统的方法，具有检测迅速、准确度高、干扰因素少等优点，但是环境样品中氟含量一 直在改变，会受到各种因素的影响，如温度、电极现象、缓冲剂浓度、pH 值以及搅拌速度等。如果所使用的缓冲剂浓度过高，会直接影响检测的灵敏度，所以，要根据具体的水样来选择合适的缓冲剂。 氟试剂分光光度法 对于环境样品中氟化物的检测来说，最常用的一种方法还有氟试剂分光光度法，这是一种非常普遍的方法，该方法多用在地下水、工业废水以及地表水中氟化物的检测。 原理： 该方法原理为：在乙酸盐溶液的 pH 值=4.0 时，水中的氟离子就会与氟试剂、硝酸镧发生反应，并生成蓝色的络合物，当络合物的波长在620nm 时， 其吸光度和水中氟离子的浓度正好成正比状态。经试验可以得出，利用该方法检测出的限为 0.02mg/L，其中下限为0.08mg/L。 该方法在检测含有低氟含量的水样品时，其检测结果非常准确， 但是也存在一定的缺点，检测时需要花费较长的时间，检测流程也比较复杂。 比色法 原理： 茜素磺酸锆目视比色法的应用原理为：将茜素磺酸钠与锆盐同时放在酸性的溶液中，会生成一种红色的络合物，而且在检测环境样品中是否存在氟离子时，红色络合物会与氟离子发生相应的反应，并产生无色无味的氟化锆，同时释放出黄色的茜素磺酸钠，在实际检测过程中就可以将溶液的颜色变化与标准颜色进行对比，最终确定环境样品中所存在的氟化物的量。在试样溶液为50mL 时，应用该方法测出氟化物的浓度限为0.1mg/L，其中下限为0.4mg/L，上限为1.5mg/L。 该方法比较适合用在检测地下水、饮用水以及工业废水中的氟化物，虽然该方法的检测速度比较快，而且操作方便，但是其中存在较大的误差，应用时要慎重选择。 总结 检测过程中，一定要在了解样品性质的基础上选择适当的检测方法，并按照具体方法进行操作。只有这样才能准确检测出环境污染中氟化物的含量，从而为环境监测提供可靠依据。 因此，对于科学研究而言，离子色谱法和氟离子选择电极法是比较适宜的氟离子检测方法；对于污水站日常维护的氟离子检测，用氟离子选择电极法或氟试剂分光光度法比较合适；对于需要快速知道大致结果的低浓度含氟水样，可以选择氟离子快检包进行快速检测。
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