水质中的氟化物是指以氟离子(F⁻)形式存在的无机或有机化合物,是评价水质的重要指标之一。适量的氟化物对人体健康有益,尤其是对预防龋齿有积极作用,但过量摄入则可能导致氟斑牙、氟骨症等健康问题。因此,监测和控制水质中的氟化物浓度对于保障公共健康至关重要。
1.氟化物的来源与危害
氟化物广泛存在于天然水体中,其在自然界中的分布受Cl⁻、Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄²⁻、pH、盐度等因素的影响。工业废水如有色冶金、钢铁和铝加工、焦炭、玻璃、陶瓷、电子、电镀、化肥、农药厂等也常含有氟化物。长期饮用含氟量高于1~1.5mg/L的水时,易患斑齿病;若水中含氟量超过4mg/L,则可能引发氟骨病。
2.氟化物的检测方法
目前,水质氟化物的常用检测方法包括分光光度法、目视比色法、离子选择电极法和离子色谱法。
分光光度法:适用于地表水、地下水和工业废水中氟化物的测定。该方法基于氟离子在特定条件下与氟试剂及硝酸镧反应生成蓝色三元络合物,其吸光度与氟离子浓度成正比。优点是对低浓度样品分析准确,但检测耗时较长。
茜素磺酸锆目视比色法:适用于饮用水、地表水、地下水和工业废水中氟化物的测定。该方法利用茜素磺酸钠和锆盐生成红色络合物,样品中的氟离子夺取络合物中的锆离子,生成无色的氟化锆离子,释放出黄色的茜素磺酸钠,根据溶液颜色变化定量。优点是简单经济,但检测误差较大。
离子选择电极法:适用于生活饮用水及水源水中可溶性氟化物的测定。该方法利用氟化镧单晶对氟化物离子的选择性,通过电位差与氟化物溶液的离子活度关系求出氟离子浓度。优点是操作简单、准确性高、反应速度快。
离子色谱法:适用于生活饮用水及水源水中可溶性氟化物的测定。该方法通过离子交换柱系统分离阴离子,根据电导率测量各阴离子组分的电导率,以相对保留时间和峰高或面积定性和定量。优点是可以同时分析多种离子,自动化程度高,但日常保养费用较高。
3.氟化物的检测标准
国家对高浓氟化物的治理日益重视,为保障人体健康,需严格控制氟排放。根据《污水综合排放标准》(GB8978-1996)和《GB 5749-2022生活饮用水卫生标准》,氟离子浓度限值分别为10mg/L和1.0mg/L(小型集中式供水和分散式供水按1.2mg/L执行)。