遼河某區域一年中氟化物含量的動態變化規律及探析

劉曉旭 ，張靜波 ，任 明 ，楊 航

（1.松遼流域水環境監測中心，吉林 長春 130021；2.松遼水利委員會，吉林 長春 130021）

0 引言

我國大規模治理遼河污染已5年，遼河的嚴重污染趨勢得到了明顯的控制，但對其氟化物的研究較為少見。因此，對遼河氟化物的監測工作有待加強。

水質監測中，氟化物的監測是重要的監測項目之一，也是評價水質的重要指標之一。各國地面水中氟化物的含量大多在0.3 mg/L以下，除非特定污染,甚少超出0.7 mg/L，氟化物超出1.0 mg/L的較少。下文通過離子色譜法測定水體中的氟化物含量，并繪制遼河區域全年水體氟化物的含量動態變化曲線，探析趨勢成因，為水資源的規劃、管理與評價提供數據參數和理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1）采樣。根據《水質采樣技術規程》,樣品的采集用500 ml棕色玻璃干凈干燥瓶采集水樣，加入離子強度緩沖液，密封，搖勻，置4℃冰箱。采集后當天測定。選取A，B，C作為遼河某區域的3個典型水質代表斷面：A點經度（E）：123°35′26″緯度（N）：43°25′54″；B 點經度（E）：123°58′49″緯度 （N）：43°18′16″；C 點經度 （E）：124°15′53″緯度（N）：43°13′46″。每月監測一次。

2）儀器。 離子色譜儀：DIONEX-IC 1100、IonPac As19陰離子分離柱、AG19保護住、ASRS抑制器、淋洗液自動發生器、AS-DV自動進樣器、Chromeleon工作軟件

3）試劑。 氟化物標準溶液（水利部水環境評價研究中心），實驗用水均為電導率小于0.5 μs/cm的二次去離子水，并經過0.45 μm微孔濾膜過濾，KOH淋洗液

4）色譜條件。抑制器自動再生，抑制電流：80 mA，淋洗液流速：1 ml/min，進樣量：25 μl，采樣時間：10 min，柱箱溫度：30℃

1.2 實驗方法

1）原理。離子色譜法的測定原理:水樣中待測陰離子隨氫氧化鉀淋洗液進入離子交換柱系統(由分離柱、保護柱和抑制器組成),根據分離柱對各陰離子的不同親和度進行分離,由電導檢測器測量各陰離子組分的電導率,以保留時間定性,峰高或面積定量。

2）實驗步驟。 由于離子色譜法測定陰離子不能加酸作保護劑，一般是采樣后即送實驗室，將標準溶液和水樣（經0.45 μm濾膜過濾，對于污染嚴重的水通常要稀釋）分別注入自動進樣器的進樣瓶中，按1.1中4）設置色譜條件,啟動色譜儀，待基線平穩后方可進樣，先用純水和樣品依次沖洗注射器、濾芯及儀器進樣的流路，然后再進樣。在最佳的實驗條件下，10 min內完成測定，通過工作站軟件Chromelen自動控制進樣分析和采集數據,并進行定量分析。

2 結果與分析

2.1 標準曲線

以氟化物標準溶液（500 mg/L，水利部水環境評價研究中心)為母液，采用系列稀釋法稀釋至所需的濃度：0.02，0.1，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0 mg/L，在上述色譜條件下進行測定，以進樣量為橫坐標和峰面積為縱坐標繪制標準曲線 (見圖1)。其回歸方程為Y=0.457 3x-0.011，相關系數γ=0.999 9。

圖1 氟化物標準曲線

2.2 添加回收率與相對標準偏差

取去離子水10 ml于50 ml比色管中，添加氟化物標準品1，5，10 mg/L，重復5次，按照實驗步驟和色譜條件設置來測定添加回收率，結果見表1。

表1 添加回收率試驗結果

2.3 氟化物含量動態變化曲線，見圖2。

圖2 全年氟化物含量動態變化曲線

2.4 實驗結果分析

1）實驗結果

從圖2中可以看出，文中選取的遼河3個斷面氟化物含量具有時空變化規律。氟化物含量整體表現為：相對豐水期（5—9月份）氟化物含量最大，其次為相對平水期（3，4，10 月份），再次為相對枯水期(1，2，11，12 月份)。在 A斷面，枯、平水期氟化物含量變化范圍在0.276～0.499 mg/L之間；而在豐水期，氟化物含量變化范圍在0.486～0.902 mg/L之間；在B斷面，枯、平水期氟化物含量在0.324～0.414 mg/L之間；豐水期氟化物含量在0.572～0.741 mg/L之間；在C斷面，枯、平水期氟化物含量在0.474～0.57 mg/L之間；而在豐水期,氟化物含量在0.722～0.943 mg/L之間。

2）結果分析

經分析，上述結果的主要原因是：遼河該區域全年接受大量城市生活、工業污水；枯、平水期遼河區域大部分時間為冰封期，溫度較低，水體中氟化物被懸浮物吸附或水生生物所吸收；水體流動滯緩，氟化物容易克服水流的平推力和浮托力后形成水體沉積物；在豐水期，水流充沛、水量增大，溫度偏高，水體pH值呈增大態勢，從而有利于底泥中、懸浮物中被吸附的氟化物釋放，從而水體氟化物含量較高；自然界中常常以CaF2形式存在于巖石中,同時氟的水溶性較好。這樣水體中的氟化物就極易發生遷移轉化，各形態的氟與其他離子存在沉淀～溶解平衡、絡合～解離平衡、吸附～溶解平衡及發生酸堿反應。

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