水质氟化物检测原理

推荐的饮用水中的氟化物含量（0.7 mg/L）是一个很小的量。尽管如此，准确了解水中的氟化物浓度水平仍是至关重要的。如果氟化物的浓度太低，用户将无法从饮用水中获得改善口腔健康和减少蛀牙的益处。如果浓度太高，儿童更有可能在牙齿表面出现氟斑牙的变色。当氟化物浓度在0.6~1 mg/L之间时，可以拥有对口腔卫生的最佳效果。

水质氟化物检测方法有哪些呢？比色法和离子选择电极法（ISE）是测量水中氟化物的最常用方法。下面分别介绍一下这两种方法的检测原理。

1.比色法

最简单操作的比色法是《水和废水检验标准方法》中的方法4500-D，依靠磺胺酸偶氮变色剂（SPADNS）作为指示剂。加入的SPADNS会在样品中形成一个“色湖”，当测量氟化物的浓度较高时，“色湖”中的颜色会被耗尽。

色度计是使用发光二极管（LED）光源，通过检测器测量吸收的光量，表征显示样品中的氟化物浓度。色度计使用不含氟化物的“零”空白样品和配置好的1mg/L氟化物浓度的标准样品进行校准。然后，用户通过将测得的样品的吸光率与空白和1mg/L的标准样品的吸光率进行比较来计算出水中的氟化物浓度。氟化物浓度与0~1.4 mg/L浓度范围内的光吸收量成正比。根据标准方法，比色法不适合于氟化物浓度超过1.4 mg/L的情况。

尽管比色分析法是测量氟化物浓度最常用的方法，但它并不总是最佳的方法。一些干扰物质，加上水本身的颜色和浊度，会导致测量不准确。《水和废水检验标准方法》规定了样品的制备采用回流蒸馏法，以硫酸作为蒸馏试剂。蒸馏将氟化物转化为氟硅酸或氟化氢，使比色法测量不受干扰。

2.离子选择电极法（ISE）

ISE法是在20世纪30年代开发的，与pH电极法相似。氟化物电极采用了对氟化物离子有选择性的氟化镧晶体，分析仪测量穿过晶体膜的离子活性。当氟化物离子扩散穿过晶体膜时，离子在电极表面被消耗，必须通过混合溶液来补充。电极即感应自由氟化物离子与背景溶液的离子活性之间的关系。

因此，有必要加入一个总的离子缓冲溶液，以确保背景离子活性与氟化物离子活性之间有足够的差异，从而得以提高测量精度。ISE方法和比色计方法相比干扰更少。因为如果要引发干扰，潜在的干扰物质的浓度必须高得多，但这种浓度高得多的情况在测试溶液中不太可能遇到，而且水的颜色和浊度不影响结果。最好的做法是购买去离子试剂级的水用于测试校准。参考标准通常有保质期，一旦配制好零氟化物的空白样品和1mg/L的标准样品，它们可以被重复使用一周，此后需要再配制新的样品。