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氟是人體所必需的微量元素，也是人體組成成分之一，它與食物中其它礦物質(zhì)一樣，起到預(yù)防疾病的作用。同時(shí)對骨骼的正常發(fā)育和礦化有著促進(jìn)作用。特別對于牙齒，適量的氟能維持牙齒的健康，抵抗對齲齒的敏感性。飲用水中含氟的適宜濃度為0.5-1.0mg/L（F^-）。但長期接觸（約10-20年）高水平氟化物（10mg／日）可導(dǎo)致骨氟中毒，骨氟中毒主要表現(xiàn)為關(guān)節(jié)疼痛和硬化，韌帶的硬化和鈣化，并可造成骨畸形、肌肉衰弱和神經(jīng)缺損，致使骨骼變得易碎。

氟化物廣泛存在于天然水中。有色冶金、鋼鐵和鋁加工、玻璃、磷肥、電鍍、陶瓷、農(nóng)藥等行業(yè)排放的廢水和含氟礦物廢水是氟化物的人為污染源。

測定水中氟化物的主要方法有：氟離子選擇電極法（GB7484-87）、氟試劑分光光度法（GB7483-87）、茜素磺酸鋯目視比色法（GB7482-87）、離子色譜法和硝酸釷滴定法。以前兩種方法應(yīng)用最為廣泛。

對于污染嚴(yán)重的生活污水和工業(yè)廢水，以及含氟硼酸鹽的水均要進(jìn)行預(yù)蒸餾。清潔的地面水、地下水可直接取樣測定。

（一）氟離子選擇電極法

氟離子選擇電極是一種以氟化鑭（LaF₃）單晶片為敏感膜的傳感器，是典型的晶體電極。由于單晶結(jié)構(gòu)對能進(jìn)入晶格交換的離子有嚴(yán)格地限制，故有良好的選擇性。這種電極的結(jié)構(gòu)示于圖3-30。測量時(shí)，它與參比電極、被測溶液組成下列原電池：

圖3-30 F^-選擇電極

1.LaF₃單晶膜；2.內(nèi)參比溶液（0.3Mol/LCl^-,0.001Mol/LF^-）；3.Ag-AgCl(內(nèi)參比)電極；4.電極管

Ag, Hg原電池的電動(dòng)勢（E）隨溶液中氟離子的濃度的變化而改變，即

式中，K與內(nèi)外參比電極，內(nèi)參比溶液中F^-活度有關(guān)，當(dāng)實(shí)驗(yàn)條件一定時(shí)為常數(shù)；R為氣體常數(shù)；T為絕對溫度；F為法拉第常數(shù)。用晶體管毫伏計(jì)或電位計(jì)測量上述原電池的電動(dòng)勢，并與用氟離子標(biāo)準(zhǔn)溶液測得的電動(dòng)勢相比較，即可求知水樣中氟化物的濃度。如果用專用離子計(jì)測量，經(jīng)校準(zhǔn)后，可以直接顯示被測溶液中F^-的濃度。對基體復(fù)雜的樣品，宜采用標(biāo)準(zhǔn)加入法。

某些高價(jià)陽離子（如Al³⁺、Fe³⁺）及氫離子能與氟離子絡(luò)合而干擾測定；在堿性溶液中，氫氧根離子濃度大于氟離子濃度的1/10時(shí)也有干擾，常采用加入總離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)劑（TISAB）的方法消除之。TISAB是一種含有強(qiáng)電解質(zhì)、絡(luò)合劑、pH緩沖劑的溶液，其作用是消除標(biāo)準(zhǔn)溶液與被測溶液的離子強(qiáng)度差異，使離子活度系數(shù)保持一致；絡(luò)合干擾離子，使絡(luò)合態(tài)的氟離子釋放出來；緩沖pH變化，保持溶液有合適的pH范圍（5-8）。

氟離子選擇電極法具有測定簡便、快速、靈敏、選擇性好、可測定渾濁、有色水樣等優(yōu)點(diǎn)。最低檢出濃度為0.05mg/L（以F^-計(jì)）；測定上限可達(dá)1900mg/L（以F^-計(jì)）。

（二）氟試劑分光光度法

氟試劑即茜素絡(luò)合劑（ALC），化學(xué)名稱為1，2-二羥基蒽醌-3-甲胺-N，N-二乙酸。在pH4.1的乙酸鹽緩沖介質(zhì)中，它與氟離子和硝酸鑭反應(yīng)，生成藍(lán)色的三元絡(luò)合物，顏色深度與氟離子濃度成正比，于620nm波長處比色定量。其反應(yīng)式如下：

根據(jù)反應(yīng)原理，凡是對La-ALC-F三元體系的任何一個(gè)組分存在競爭反應(yīng)的離子，均產(chǎn)生干擾。如Pb²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺、Co²⁺、Cd²⁺等能與ALC反應(yīng)生成紅色螯合物；Al³⁺、Be²⁺等與F^-生成穩(wěn)定的絡(luò)離子；大量PO₄^3-、SO₄^2-能與La³⁺反應(yīng)等。當(dāng)這些離子超過允許濃度時(shí)，水樣應(yīng)進(jìn)行預(yù)蒸餾。

該方法最低檢出濃度為0.05mg/L（F^-）；測定上限為1.80mg/L。如果用含有有機(jī)胺的醇溶液萃取后測定，檢測濃度可低至5ppb。適用于地面水、地下水和工業(yè)廢水中氟化物的測定。

（三）離子色譜法

見含氮化合物的測定。