章无机污染指标的测定

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1、第四章无机污染指标第一节氟fluorine一、概述1、存在形式和污染来源氟是自然界最活泼的非金属元素，在自然界分布广且均以稳定的氟化合物的形式存在。水体中氟的来源可分为天然来源和人为污染两类。在天然饮用水和食物中都有低浓度的氟化物存在，而地下水中的氟含量则要高一些。海水中平均为1.3ppm（1.2~1.5ppm），淡水中的则为0.01-0.3ppm。工业上产生的含氟废水或废气的排放会造成水体氟含量增加，如电解铝、磷肥、陶瓷、硫酸、冶金、玻璃、航空材料、电子、农药等工业废水中均含有较高含量的氟；含氟煤的燃烧也会释放出大量的氟化物。

2、2.氟的生理或毒理学作用氟是人体必需的微量元素之一，参与正常的钙磷代谢，对牙齿和骨骼的形成及维持正常结构均有重要作用，氟缺乏或过多均可产生不良影响。当水中含氟量低于0.5mg/L时，该地区儿童龋齿患病率高达50％～60％；当含量在1.0～1.5mg/L时，该地区居民氟斑牙患病率达45％以上，当含量在2.4-5mg/L，则该地区居民易患氟骨症。我国平均约每３０人就有一名氟中毒患者综合利弊，我国生活饮用水的卫生标准规定了氟的上限值，即不超过1.0mg／L。二、样品预处理测定水中氟含量之前，通常要将氟与干扰物分离，一般采用蒸馏分离法，

3、使氟以氢氟酸（HF）或氟硅酸（H2SiF6）形式从沸点高的酸溶液中蒸出，收集溜出液以备检测。根据蒸馏方式可分为水蒸气蒸馏法和直接蒸馏法。水蒸气蒸馏法水中氟化物在含高氯酸（或硫酸）的溶液中，通入水蒸气后，以氢氟酸（HF）或氟硅酸（H2SiF6）形式从水样中分离出来。取50ml水样于蒸馏瓶中，加10ml高氯酸混匀，按图连接好装置，加热，待蒸馏瓶内溶液温度升到约130℃时，开始通入蒸汽，并维持温度在130～140℃，蒸馏速度约为5～6ml/min，待接收瓶中溜出液体积约为200ml，停止蒸馏，并用纯水定容至200ml，供测定。蒸馏有机

4、物含量高的水样，为避免与高氯酸剧烈反应而发生爆炸，可用浓硫酸代替。（注：注意溜出液的收集量：50ml水样→200ml溜出液。）直接蒸馏法取400ml蒸馏水置于1000ml蒸馏烧瓶中，缓慢加入200ml浓硫酸，摇匀。投入2～3粒玻璃珠，塞上带有温度计的瓶塞，温度计下端应接近瓶底。加热使温度升至180℃时，弃去蒸馏液，以除去蒸馏瓶、玻璃珠等可能存在的氟化物污染。待蒸馏瓶内溶液温度降至120℃以下，加人250ml水样，若水样中有氯化物干扰，蒸馏前按每mg氯离子加5mg固体硫酸银（即1：5）。加热蒸馏至接近180℃为止，但不得超过180

5、℃，以防止大量硫酸蒸出而干扰测定。收集馏出液约250ml于250ml容量瓶中，用纯水定容至刻度。对于蒸馏法预处理含氟水样时，蒸馏温度对样品中氟化物的回收率影响较大。在140℃时，回收率＝50％左右，160℃时，回收率＝70％左右，180℃时，回收率＝95％左右，190℃时，回收率＝98％左右。三、测定方法氟化物的测定方法较多，有氟离于选择电极法、氟试剂光度法、茜素磺酸锆光度法和离子色谱法等。氟离子选择电极法是最优选择，其适用范围宽(从0.05mg/L至1900mg／L)、选择性好、简便快速，价格便宜，而且水样中多数离子、有机物、

6、颗粒物对测定结果的干扰小。氟试剂光度法属于增色法，测定范围为含氟0.05～1.8mg／L，稳定性较好。茜素磺酸锆光度法属于褪色法，测定范围为0.05～2.5mg／L，准确度相对较差，适于目视比色。离子色谱法简便快速，相对干扰少，测定范围为0.06～10mg/L。1．氟离子选择电极法测定原理氟离子选择电极为氟化镧晶体膜电极，氟化镧单晶对氟离子有选择性，被电极膜分开的两种不同浓度氟溶液之间存在电位差，其电位的大小与被测溶液的氟离子活度有关。将氟离子选择电极与饱和甘汞电极组成一对原电池，其电位差与氟离子活度符合能斯特方程式，求出水样中

7、氟离子含量。注意事项①酸碱度影响电极对氟离子的响应，主要是OH-对电极的影响。当被测溶液中[OH-]>[F-]时，由于它们的离于半径相近，将会产生明显干扰，同时氟化镧单晶在碱性溶液中将释放出F-而使溶液中[F-]降低。氟化物含量越低，其适宜pH范围越窄。一般认为，当氟含量为10-5mol/L时，有效的pH范围约为4～8；10-3mol/L时，pH范围为4～9；理想的pH范围为5～6之间。②温度也是影响电极法的因素之一，它不仅影响电极的斜率，也影响电极电位及水样的离解程度，所以样品与标准系列应在相同温度下进行测定。离子选择电极响应

8、的是离子活度，而非浓度。活度与浓度之间的差别与离子强度有关；离子强度决定了待测离子的活度系数。要精心保护氟电极的晶片，避免与硬物擦碰；如沾上油污，可用脱脂棉蘸取酒精、丙酮轻轻擦洗，再用水洗净。为保护电极，测定浓度一般不超过40mg／L，测定时应按先低后高的浓度顺