谢琴、汤根平、黄敏、刘琳娜
湖南省株洲生态环境监测中心 湖南 株洲 412000
摘要：建立氟离子在环境中的测量方法，用于氟离子在环境中的测量。对实验情况进行了优化。也就是说，洗脱液从nahco3到1.8mm/l，流速从0.8mm/min不等，nahco3的流速从1.8mm/min不等。在实验中，活性炭被选为固体吸附剂，固相萃取用于消除环境水中可能存在的乙酸痕迹。该方法检出的限值为0.0252mg/l，回收率97.6798.9，相对标准差值小于2mg。结果表明，该方法能够简单精确、准确地测量环境中的低氟含量。
关键词：离子色谱法；条件优化；活性炭吸附
一、引言
离子色谱是通过电位分析进行氟离子分析的有效改进。离子色谱作为近年来通过研究和比较各种测量方法的一种新的F检测技术，由于其背景电导率低、快速、灵敏度高、测量结果准确等特点，在定量检测中具有很高的应用价值。[1]
浅层地下水流入含氟矿可达到25mg/L，氟是人体生理必需的矿物质。成人每天摄入22毫克氟化物。然而，过量摄入氟化钠会导致轻度氟中毒，如急性发作和反复发作。它发生在牙釉质和氟骨症。因为氟含量过高或过低，对人体健康都有好处。根据我国瓶装水清洁度的具体标准，氟的质量浓度不得低于1.5mg是世界卫生组织的具体规定。在某些情况下，氟可以用来识别瓶装纯净水中符号元素的组合。两个标准规定，氟化钠的限量不得低于2.5mg/l。[2]
如果水中含有大量杂质，则必须预先蒸馏样品，并将其用作氢氟酸或氟硅酸。高沸点酸性溶液的水样品中的氟，以氢氟酸或氟硅酸的形式蒸发，与水干扰分离。预蒸馏过程必须确保完全释放和完全吸收氟，因此蒸馏单元必须紧密密封。
还可以通过固相萃取，添加活性炭等许多常用方法，在小境中测定氟正负离子的含量。由于生活环境中氟阳离子的浓度不高，并且其他仪器具有很强的稳定性，重现性以及很强的回收和处理能力，因此离子色谱法已广泛用于水质和环境的深度分析中。
二、测试部分
（一）仪器和试剂
离子色谱仪、0.45mm微孔滤膜、光电分析天平、超声波清洗机、离心仪、氟化钠、乙酸、活性炭粉末。
（二）氟标准溶液的制备
准确称量2.2100g氟化钠，在150c下干燥4个小时后溶解到1000ml容量的瓶中，用水稀释后充分摇动，然后将其储存在塑料瓶内，该标准溶液的氟离子浓度为1000毫克/l。
（三）绘制氟离子标准曲线
生成氟离子的质量浓度是0.00、0.10、0.20、0.60、0.80、1.60毫克/l，通过0.45m的微孔滤膜将其注入离子色谱仪。根据保存时间，通过外标法对峰面或高点进行定性测量。
三、结果与讨论
（一）优化色谱条件
离子色谱分离基于洗脱液离子和样品离子之间竞争树脂有效交换能力，并且样品离子和洗脱液离子必须具有相似的亲和力才能实现有效的竞争。在该实验中，洗脱液选择为Na2CO3-NaHCO3。
1.洗脱液流量选择
本文对洗脱液浓度在不同流速下的氟离子光谱进行了比较和分析，以及在洗脱液浓度较高时氟离子光谱的不同流速。可以发现，当洗脱液的浓度保持恒定，速度越慢，灵敏性越高。但是，如果流速过慢，峰值时间过长，则会对检测效果产生影响。如果流速过快，则应该更换。泵的压力过高，则对仪器无助。[3]因此，推荐洗脱剂的流速是每毫克0.8g/min。
2.洗脱液浓度选择
氟离子峰可以在同一流速、相同洗脱液的浓度下增加：提高洗脱液的浓度也可增加洗脱功能。但是，洗脱液背景的电导率提高，从而减低了敏度，增加保留的时间，从而降高了检查效率。因此，推荐洗脱液的浓度是1.8mm/lna2co3-1.7mmol/lnahco3。
（二）在最佳色谱条件下测定F标准谱
生成一种质量小于浓度1.60毫克/l的无水氟化氢离子标准溶液。在1.7毫克/lna2co3，1.7毫克/lnahco3的特定条件下，洗脱液的流动浓度大约是0.8毫克/min，流速浓度是0.8毫克。在这种条件下，F峰的形状是最好的，并且保存时间也是最短的。
（三）活性炭消除干扰
一般来说，在色谱图综合分析中，溶剂峰可能出现在F气相色谱分析之前。这是因为钠离子和过氧化氢之间的正离子相互作用，使得背景电导率很高。因此，当使用HCO/氧化溶液时，电导率也很高。样品注入后，负离子被更多的OH-取代。用各种方法测试样品的液相层时，会出现溶剂峰，但电导率略高于洗脱液的背景。在本实验中，选择色谱图时，水和F负峰完全分离不受外界干扰的影响。在所有样品的阴、负离子色谱图的底图中，都有有机结合杂质（主要是乙酯和丙酮酸盐），会影响F和Cl的测定，乙醛会影响F和F-的精密度。使用时，无论其他颜色条件如何，都可能不受干扰的影响。然而，水中微量丙酮酸对F的影响较大。目的降低丙酮酸对F的影响，并在液体提取法中吸收甲醛，消除对F-羟基乙酸的影响。但吸附剂中使用的活性炭可能不能被丙酮酸迅速吸收，或者不能被丙酮酸离子化完全吸收，因此可以调节功能性水基乙酸。
（四）活性炭用量的选择
将0.2g的活性炭加入一种含有乙酸和氟离子的标准溶液，通过超声振动15分钟、离心15分钟，将其添加到0.8毫克的标准溶液中。将上清液提取到0.45米处。传递用孔过滤膜将活性炭注入离子色谱仪，以确定活性炭的作用是否有效，并减小乙酸干扰峰。由于活性炭量太小而无效，因此需要增加活性炭量。
在含乙酸和氟离子的标准溶液中，使用乙酸和氟离子。添加0.8mm活性炭，用超声振动15分钟，离心15分钟，然后加入0.45mm微孔的上清液。在过滤和注射离子色谱仪之后，F峰附近的乙酸峰不清晰，但会干扰到F峰的尾端，因此持续增加活性炭可以消除这一干扰。
在0.8mg的活性炭中加入标准的溶液，其中含有痕量的甲酸和氟化物阳离子，使用超声波成像声波15分钟，然后低速离心15分钟，然后用0.45mm的多孔结构过滤膜。经过过滤和电离色谱注入后，活性炭的总吸附量达到0.4g，发现0.4g的液态吸附甲醛可以作为固体萃取剂去除某些有机化合物中的乙酸乙酯，这四种方法可以完全消除某些无机相的干扰和污染，而又不影响短期目标，并且可以在最佳色谱条件下准确，快速而准确地测量水中氟离子的客观存在。
（五）真实样品测定和回收率测试
根据标准曲线方程式计算出通过抽取湖水样品并平行测量6次相同湖水样品而获得的峰面积，以获得F含量。在向同一湖泊样品中添加不同浓度的F标准溶液后，回收率为97.6-98.9，重现性好。
结论：实验得到了在环境中进行F离子色谱测量的最好条件，洗脱液从1.7毫克/lna2co3到1.7毫克/lnahco3，流速0.8毫克/min。采用吸附甲醛作为固相萃取技术剂，可完全消除水中微量醋酸和少量无机物的外部干扰，消除了许多影响成分准确测量的外部干扰因素。在试验结果中采用了这种方法。回收时间快，重现性好。实验表明，用先进的固体和先进的毛笔制作所有样品的方法简单、成本低、实用。离子色谱法能够在特定的功能环境中测定阴离子F1。它具有操作简便、灵敏度高、测量结果准确等优点。负离子F1分析在特定的生活环境中最重要的突出特点，而目前实验样品的消耗量也很小。
参考文献：
[1]杨艳.环境水中低含量氟化物的离子色谱分析[J].分析测试技术与仪器,2017,23(001):39-44.
[2]白吉祥.探讨离子色谱法测定地表水中氟化物的影响因素及其应对方法[J].环境与生活,2014,000(10X):188-188.
[3]许卫娟.离子色谱法测定地表水中氟化物的方法探讨[J].环境科学导刊,2014(4):86-87.