在本文的研究过程中,我们对采集的水样进行水中氟含量测定时主要是按照国家卫生部公布的《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)检验方法中提出的离子选择电极法,其基本原理是利用氟化镧单晶对氟化物离子具有选择性,在氟化镧电极膜两侧的不同浓度氟溶液之间存在电位差,即膜电位,由于膜电位的大小与氟化物溶液的离子活度有关,因此用氟离子选择性电极为指示电极,饱和甘汞电极为参比电极,在离子计上测量溶液的电位值,最后根据标准氟溶液的电位值与氟浓度值的标准曲线,得出水样中氟离子浓度,具体实验步骤如下:
(1)标准曲线的绘制:分取0,0.2,0.4,0.6,1.0,2.0 和3.0mL 10 μg/mL的氟化物标准溶液于50mL烧杯中,各加纯水至10mL,再各加与水样相同的离子强度缓冲液,则此标准系列浓度分别为0,0.2,0.4,0.6,1.0,2.0 和 3.0mg/L(以F-计)。
(2)测定:吸取10mL水样于50mL烧杯中。若水样总离子强度过高时,应取少量水样稀释到10mL,加入10mL离子强度缓冲液,将烧杯放在电磁搅拌器上,放入搅拌子,插入氟离子电极和甘汞电极并开始搅拌水样溶液,待电位平衡后读取平衡电位值。以电位值(mV)为纵坐标,氟化物的活度(-lgC)为横坐标,在半对数坐标纸上绘制标准曲线。
(3)结果计算:水样中氟化物(F-,mg/L)可直接在标准曲线上查得:
河南省地下水中氟的分布及形成机理研究
式中:C为水样中氟化物(F-)的浓度,mg/L;M为从标准曲线上查得的水样中氟含量,μg;V为水样体积,mL。
对上述实验过程进行分析后得出,水中氟含量的测量结果其实是水中总氟含量,即不仅仅包括简单氟阴离子(F-)含量,还包含其他氟形态离子的含量。因为不管用氟电极法、间接比色法(茜素锆比色法、对磺基苯偶氮变色酸锆比色法)还是直接比色法(氟化剂比色法)测量水中氟含量时,由于常常存在Al3+,Fe3+,Be2+,Tn4+,Zr4+,Ca2+,Mg2+和Cu2+等多种干扰离子,尤其是Al3+能与F-生成极稳定的 对测定结果产生干扰,因此在测取过程中通常用柠檬酸钠、EDTA、环己二胺四乙酸、钛铁试剂、磺基水杨酸等缓冲液配合被测溶液中的铝、铁等元素,从而使F-从铁、铝的氟配合物中释放出来(Kundu et al.,2001),这也是目前仍无法准确测量水样中配合离子态氟含量的关键所在,正是测量方法的欠缺导致在氟的毒理学及临床实验中无法有效地获取配合态氟离子对人体健康的影响。
由于受到现有氟形态测量试验水平的限制,本次研究将具有代表意义的配合离子态或有机态氟如氟铝配合离子与简单氟阴离子产生的人体负效应进行对比分析,以此推断某些配合离子态或有机态氟生物有效性的大小,为后续实验研究提出一种新思路,上述的前提是对地下水中不同形态氟的特征进行分析。