环境监测中固定污染源废气氟化物的测定

文_冷雪 李庆 四川省眉山生态环境监测中心站

氟化物对人体健康造成的危害性甚至高于二氧化硫，且当大气中氟化物浓度在1mg/m3以上时，会使人的皮肤、眼睛、呼吸器官等受到严重影响，当人长时间处于高氟污染环境下，会严重增加皮肤癌、骨痛病等出现几率。因此，对大气中氟化物的排放加大监测及控制力度，能够对人体健康提供保障。在对废气氟化物测定时，主要用到《大气固定污染源 氟化物的测定 离子选择电极法》（ HJT 67-2001），该技术具有简单、快捷等优势。但在实际工作中使用该方法对氟化物测定时，其中部分环节控制难度较大，容易造成测定误差，从而对监测结果准确度和精密度造成影响。此外，不同类型污染源对应氟化物排放浓度也存在差异，如果分析人员采用同一种方法监测会造成一定的的测量误差，因此，依据该方法对此问题做相关研究分析，以提高固定污染源废气中氟化物监测结果的准确度和精密度。

1 测定固定污染源废气氟化物的前期准备工作

氟化物中“氟”元素与其他元素之间很容易发生反应，在开展环境监测过程中，要对相关反应药剂及实验容器进行合理选择。

1.1 选择材质合适的采样管

氟元素活性较高，极易和其他元素产生反应，因此检测人员需选择不容易被氟元素腐蚀且氟吸附量较低的采样管，如氟树脂、不锈钢、氟橡胶等。实践表明，当烟气中温度在200℃以上时，若使用聚四氟乙烯作为其材料，则容易发生破裂。当烟气中温度在400℃以上时，使用聚四氟乙烯为材料则容易发生局部熔化现象。当烟气中温度处于偏低水平时，可使用以聚四氟乙烯为材质。而当烟雾温度较高时，则建议使用不锈钢材质。

1.2 正确选择设备型号及材质

在氟化物检测过程中还会用到pH计或者离子计、氟离子选择电极、饱和甘汞电极、小型超声波清洗器、磁力搅拌器等。测定前，先清洗设备，清洗电极，以增加电极灵敏度，提高监测结果准确性。另外，考虑到氟化物对人体存在危害性，故测定过程中还需检测设备运行状态，确保监测工作顺利进行。

1.3 试剂选择

在测定固定污染源废气氟化物时，需要用到盐酸溶液、氢氧化钠溶液等试剂以及500mL氢氧化钠储备液。在试剂准备时，必须保证试剂采购渠道经国家正规机构认证。另外，需将氟化物标准使用液配制成50ug/mL和10ug/mL两种。还要配制相应的总离子强度调节缓冲液，操作程序为：分别称取硝酸钾、柠檬酸钠20g、59g于300mL去离子水中，加入适量HCl使其酸碱度控制在5.5，然后转移至1000mL容量瓶中定容并摇匀。

2 测定固定污染源废气中氟化物的具体实验步骤

为进一步了解不同检测方法的优点，以便后续监测过程中能够合理选择，本次研究中主要用到对比实验法，具体操作步骤如下。

2.1 对比实验

目前，由环保部颁布的标准方法HJ/T67-2001是固定污染源氟化物监测中应用广泛的监测方法，本次研究中将该方法作为对比实验的第一种方法，标准方法要求将样品和标准系列加入之后，并调节好pH，将一定量的总离子强度缓冲液和水加入其中，让总体积达到40mL，接着再将其摇匀测定。实践证明，当定容体积没有达到40mL的时候很难操作，由于没有准确的低浓度点位，因此易使测量结果出现偏差。再加上由于没有理想的曲线相关线，导致质控样品的测量值较低。因此本文将统一定容至50mL进行测定。对比实验的第二种方法是将10mL总离子强度缓冲液定容至50mL容量瓶中。对比实验的第三种方法是将12.5mL总离子强度缓冲液定容至50mL容量瓶中。

2.2 实验步骤

监测人员应严格根据使用说明对设备电源、电路等接通，提前预热离子计，并将电极清洗至说明书要求的空白值，最后进行测定。随着近几年我国信息技术快速发展，为了能保证实验过程中数据改变直观地显示出来，相关人员可借助计算机设备输出曲线。实际操作过程中，相关人员需采集固定污染源废气氟化物进行测定。

此次研究过程中，分别选择氟元素含量为1ug、10ug、100ug的氟化物展开检测，并且还涉及到使用试剂添加量计算公式，氟元素含量不同对试剂用量要求也不一样。因此，此次试验重要目的是从中选择更为经济实惠的测定方法。

2.3 不同方法的测定数据变化情况

从第一种方法搅拌过程得知，固定污染源废气氟化物pH值需要调整到5.5左右，这种方法的不利之处在于容易导致检测结果偏差增加，以至于最终难以保证结果精密度要求。另外，在进行第二种和第三种搅拌方法后，也同样发现类似问题，对此需作出相应调整。采用将原来的HCl溶液浓度重新调整至0.01mol/L，再次进行测定，不论操作效率还是测定值准确度均获得提高。

需注意的是，搅拌时间长短会严重影响最终检测结果。根据实验结果得知，当溶液中氟化物水平较低时，氟离子在对电极选择时反应速度会偏慢，而当搅拌时间在5min以上时，溶液中毫伏值会慢慢趋于稳定。当氟化物质量浓度在0.1mg/L以上时，搅拌时间大概持续2min。相关研究表明，随着样品浓度不断增加，其稳定时间呈缩短趋势。因此，在测定氟化物样品过程中，当样品浓度较低时，搅拌时间也会随之延长，且能够有效避免因搅拌时间不充分而造成测定浓度发生较大偏差情况。

3 结果与讨论

按照上述程序操作完成后，能够对实际固定污染源废气氟化物及时检测出来，数据结果具体见表1。

表 1 固定污染源废气氟化物实验方法比较表（单位mg/L）

根据操作结果不难发现，使用国家规定的监测方式进行氟化物监测时所获得数据稳定性较好，且与真实数据较为接近。

通过此次试验操作，作出以下几点总结。

①在测定固定污染源废气氟化物时，需对pH值变化情况充分考虑进来，并保证pH值处于平衡状态，若pH值明显偏酸性，则会导致检测结果较实际值偏低，而如果pH值明显偏碱性则会导致监测结果值高于实际值。总之，pH值发生改变均会影响最终测定结果准确度，对此必须予以重视。

②测定方式要注意灵活性，虽然第一种方法中数据值是经国家管理标准所规定，但仍旧需结合不同的氟化物含量、污染来源、有无杂质等问题进行思考。对所使用的试剂的浓度及容量等数据合理修改并测定，因此工作人员在实际监测过程中还需不断探索、总结。

③在搅拌固定污染源废气氟化物及试剂液体时需做好控制工作，随着搅拌时间延长，所获得结果准确度越高。但搅拌工作不能一直持续，待液体发生蓝绿色改变后搅拌工作应及时停止，并准确测定其数值。

4 结语

各大城市发展建设中环境质量监测均成为重要工作，针对城市环境污染问题积极开展质量检测工作，并在此基础上寻求一种可行性的解决方法，能够使得城市环境质量得到有效保证。而在测定固定污染源废气中氟化物水平时，为提高检测结果的准确度以及检测质量、检测效率，检测人员可采用对比实验的方法，通过将日常氟化物监测中常用的一些方法和国家相关部门所推荐使用的检测方法的检测效果展开对比，进而达到对氟化物检测方法创新目的，为日后氟化物检测工作打下牢靠的基础。