水质氟化物作业指导书

水质氟化物作业指导

书

(依据标准: GB/T7484-1987)

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含义及有关质量或排放标准 1.1 氟化物含义

氟化物人体必需的微量元素之一，它广泛存在于自然水体中。有色冶金、钢铁和铝加工、焦炭、玻璃、陶瓷、电子、电镀、化肥、农药厂的污水及含氟矿物的污水中都常常存在氟化物。

1.2 氟化物(以F计)的地表水1、污水排放标准2-3 单位：mg/L 分类质量或排放标准 地表水1 ≤ 2污水（其他排污单位） Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 1.0 10 8 (水源) 10 1.0 10 10 (准水源) 10 1.0 20 - 1.5 - - 1.5 - - 污水3（黄浦江上游水源保护区） 污水3

20 - - 注：1-地表水环境质量标准（GB3838-2002）

2-中华人民共和国污水综合排放标准（GB8978-1996）

3-上海市污水综合排放标准(DB31/199-1997)

2 分析方法 离子选择电极法 （GB7484-87） 2.1 适用范围

本标准适用于测定地面水、地下水和工业废水中的氟化物。

水样有颜色，浑浊不影响测定。温度影响电极的电位和样品的离解，须使试份与标准溶液的温度相同，并注意调节仪器的温度祉偿装置使之与溶液的温度一致。每日要测定电极的实际斜率。 2.2 检测限

检测限的定义是在规定条件下的Nernst的限值，本方法的最低检测限为含氟化物 （以F计 ）0.05m g / L，测定上限可达1900m g / L。 2.3 灵敏度 (即电极的斜率)

根据Nernst方程式，温度在20～25℃之间时，氟离子浓度每改变10倍，电极电位变化58±1mV。 2.4 干扰

本方法测定的是游离的氟离子浓度，某些高价阳离子 (例如三价铁、铝、和四价硅)及氢离子能与氟离子络合而有干扰，所产生的干扰程度取决于络合离子的种类和浓度、氟化物的浓度及溶液的pH值等。在碱性溶液中氢氧根离子的浓度大于氟离子浓度的1/10时影响测定。其他一般常见的阴、阳离子均不干扰测定。测定溶液的pH为5～8。

氟电极对氟硼酸盐离子（BF4-）不响应，如果水样含有氟硼酸盐或者污染严重，则应先进行蒸馏。

通常，加入总离子强度调节剂以保持溶液中总离子强度，并络合干扰离子，保持溶液适当的pH值，就可以直接进行测定。 2.5 原理

当氟电极与含氟的试液接触时，电池的电动势E随溶液中氟离子活度变化而改变（遵守Nernst方程）。当溶液的总离子强度为定值且足够时服从关系（1）： E = E –2.303RT*logCF-/ F

E与logCF-成直接关系，2.303RT/F为该直线的斜率，亦为是极的斜率。

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工作电池可表示如下：

Ag│AgCl,Cl-(0.3mol/L),F-(0.001mol/L)│LaF3││ 试液││外参比电极。 2.6 试剂

本标准所有试剂除另有说明外，均为分析纯试剂，所用水为去离子水或无氟蒸馏水。

*待测氟离子浓度时CF-<10-2mol/L时，活度系数为1，可以用CF-代替其活度aF-。

2.6.1盐酸（HCl）：2mol/L。 2.6.2硫酸（H2SO4）：ρ=1.84g /ml。 2.6.3总离子强度调节缓冲溶液（TISAB）

2.6.3.1 0.2mol/L柠檬酸钠－1mol/L酸钠（TISABⅠ）：称取58.8g二水柠檬酸钠和85g硝酸钠，加水溶解，用盐酸调节pH至5～6，转入1000ml容量瓶中，稀释至标线，摇匀。

2.6.3.2总离子强度调节缓冲溶液（TISABⅡ）：量取约500ml水于1L烧杯内，加入57ml冰乙酸、58g氯化钠和4.0g环已二胺四乙酸（CDTA，cyclohexlane dinitrilo teraacetic acid )，或者1,2环已撑二胺四乙酸（1,2－diaminocyclohexane N,N,N－tetraacetic acid ），搅拌溶解。置烧杯于冷水浴中,慢慢地在不断搅拌下加入6mol /L NaOH （约125ml)使pH达到5.0～5.5之间，转入1000ml容量瓶中，稀释至标线，摇匀。

2.6.3.3 1mol/L六次甲基四胺－1mol/L硝酸钾－0.03mol/L钛铁试剂（TISABⅢ）：称取142g六次甲基四胺酸（（CH2）6 N4）和85g硝酸钾（KNO3）、9.97g铁试剂（C6H4Na2O8S2·H2O），加水溶解，调节pH至5～6，转移到1000ml容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。

2.6.4氟化物标准贮备液：称取0.2210g基准氟化钠（NaF）（预先于105～110℃干燥2 h，或者于500～650℃干燥约40min，干燥器内冷却，转入1000ml容量瓶中，稀释至标线，摇匀。贮存在聚乙烯瓶中，此溶液每毫升含氟100μg。 2.6.5氟化物标准溶液：用无分度吸管吸取氟化钠标准贮备液（2.6.4）10.00ml，注入100ml容量瓶中，稀释至标线，摇匀。此溶液每毫升含氟（F-）10.0μg。 2.6.6乙酸钠（CH3COONa）：称取15g乙酸钠溶于水，并稀释至100ml。 2.6.7高氯酸（HClO4）：70～72%。

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2.7 仪器和装置 通常的实验室设备 2.7.1氟离子选择电极。

2.7.2饱和甘汞电极或氯化银电极。

2.7.3离子活度计、毫伏计或pH计：精确到0.1mV。

2.7.4磁力搅拌器：具备覆盖聚乙烯或者聚四氟乙烯等的搅拌棒。 2.7.5聚乙烯杯：100ml；150ml。 2.7.6氟化物的水蒸气蒸馏装置。 2.8采样与样品

2.8.1试样，实验室样品应该用聚乙烯瓶采集和贮存。如果水样中氟化物含量不高，pH在7以上，也可以用硬质玻璃瓶存放。采样时应先用水样冲洗取样瓶3～4次。

2.8.2试份：试样如果成份不太复杂，可直接取出试份。如果含有氟硼酸盐或者污染严重，则应先进行蒸馏。

在沸点较高的酸溶液中，氟化物可形成易挥发的氢氟硅酸与干扰组分按以下步骤分离：

准确取适量（例如25.00ml）水样，置于蒸馏瓶中，并在不断摇动下缓慢加入15ml高氯酸（2.6.7），按图连接好装置，加热，待蒸馏瓶内溶液温度约130℃时，开始通入蒸汽，并维持温度在140±5℃，控制蒸馏速度5～6ml/min，待接收瓶馏出液体积约150ml时，停止蒸馏，并用水稀释至200ml，供测定用。 2.9 步骤

2.9.1仪器的准备，按测定仪器及电极的使用说明书进行。

2.9.2在测定前应使试份达到室温，并使试份和标准溶液的温度相同（温差不得超过±1℃）。 2.10测定

2.10.1用无分度吸管，吸取适量试份，置于50ml容量瓶中，用乙酸钠（2.6.7）或盐酸（2.6.1）调节至近中性，加入10ml总离子强度调节缓冲溶液（2.6.3.2），用水稀释至标线，摇匀，将其注入100ml聚乙烯杯中，放入一只塑料搅拌，插入电极，连续搅拌溶液，待电位稳定后，在继续搅拌时读取电位值Ex。在每一次测量之前，都要用水充分冲洗电极，并用滤纸吸干。根据测得的毫伏数，由校准

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曲线上查找氟化物的含量。 2.10.2空白试验

用水代替试份，按2.9的条件和步骤进行空白试验。 2.10.3校准 2.10.3.1校准曲线法

用无分度吸管分别吸取1.00、3.00、5.00、10.0、20.0ml氟化物标准溶液（2.6.5），置于50ml容量瓶中，加入10ml总离子强度调节缓冲溶液（2.6.3.2），用水稀释至标线，摇匀，分别注入100ml聚乙烯杯中，各放入一只塑料搅拌棒，以浓度由低到高为顺序，分别依次插入电极，连续搅拌溶液，待电位稳定后，在继续搅拌时读取电位值E。在每一次测量之前，都要用水冲洗电极，并用滤纸吸干。在半对数坐标纸上绘制E（mV）-log CF－（mg/L）校准曲线，浓度标示在对数分格上，最低浓度标示在横坐标的起点线上。 2.10.3.2一次标准加入法

当样品组成复杂或成份不明时，宜采用一次标准加入法，以便减小基体的影响。

先按2.9测定出试份的电位值E1，然后向试份中加入一定量（与试份中氟含量相近）的氟化物标准溶液（2.6.4或2.6.5），在不断搅拌下读取平衡电位值E2。E2与E1的毫伏值以相差30～40mV为宜。 2.11结果的计算如式（2）：

Cx=Cs·(Vs/Vx+Vs)/10(E2-E1)/S-(Vx/Vx+Vs)

如以Q（△E）表示

则得式（3）： Cx = CsQ（△E） 式中：Cx-待测试份的浓度，mg/L； Cs-加入标准溶液的浓度，mg/L； Vs-加入标准溶液的体积，ml； Vx-测定时所取试份的体积，ml； E1-得试份的电位值，mV；

E2-加入标准溶液后测得的电位值，mV： S-电极的实测斜率； △E-E2-E1。

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