Определение фторидов в питьевой и природных водах

В природных водах фториды содержатся в концентрациях 0,01 –0,3 мг/л. В питьевой воде

средняя концентрация фторидов 0,25 мг/л, максимальная достигает 9,7 мг/л.

В природные воды фториды поступают со сточными водами горнорудных,

металлургических, химических, нефтехимических, деревообрабатывающих, стекольных,

цементных, керамических, текстильных, лакокрасочных и других производств.

Фтор является одним из самых биологически активных микрокомпонентов питьевой воды.

Недостаток или избыток фторид-иона в питьевой воде ведет к заболеванию зубов. При этом

заболеваемость кариесом (недостаток фторидов) или флюорозом (избыток фторидов) носит

эндемический характер.

Наиболее богаты фторидами водоносные слои палеозоя, а также подземные

водоисточники, прилегающие к месторождениям фторсодержащих минералов, к областям бывшей

или существующей вулканической или тектонической деятельности.

Эффект воздействия фторидов на организм зависит от температуры, поэтому содержание

фторидов в питьевой воде нормируется по климатическим зонам. Фториды в концентрациях более

1,5 мг/л токсичны для рыб и икринок. Средняя смертельная концентрация фторида натрия для

форели – 2,3 –7,3 в мягкой воде при 18 0С, а при 7,5 0С – 5,9 – 7,5 мг/л.

В водных объектах хозяйственно-питьевого и культурно-бытового пользования ПДК

фторидов – 1,2 мг/л, рыбохозяйственного пользования –не выше 0,75 мг/л. Сточные воды при

сбросе в канализацию или водоемы должны содержать фториды в концентрации не более 1,5 мг/л.

Отечественные гигиенисты и санитарные врачи придают особое значение коррекции содержания

фторидов в питьевой воде. Они рекомендуют удалять фторид-ионы при избытке в природной воде

или искусственно обогащать питьевые воды фторсодержащими соединениями при его недостатке.

Сущность обесфторивания поверхностных вод заключается в процессах адсорбции фторид-ионов

на специальных сорбентах. Этот процесс, как правило, проводится одновременно с осветлением и

обесцвечиванием воды с применением соединений алюминия.

Для обесфторивания подземных вод, не нуждающихся в других процессах обработки,

используют фильтрование через специальные фторселективные материалы или мембраны. В

соответствии с гигиеническими регламентациями при недостатке фторидов в питьевой воде

(менее 0,5 мг/л) производят ее фторирование. Под фторированием воды понимается процесс ее

искусственного обогащения соединениями, содержащими фторид-ионы.

Для фторирования питьевой воды чаще всего используются такие фторсодержащие

соединения, как кремнефтористый натрий (Na2SiF6), кремнефтористый калий (K2SiF6),

кремнефтористый аммоний ((NH4)2 SiF6), кремнефтористый алюминий (Al2(SiF6)3), фтористый

кальций (CaF2), фтористый калий (KF), фтористый натрий (NaF), фтористый алюминий (AlF3).

Однако наиболее распространенным реагентом для фторирования питьевой воды является

кремнефтористый натрий.

Ионометрическое определение фторид-ионов

Метод основан на измерении эдс (разности потенциалов) гальванического элемента,

состоящего из фторидселективного и хлоридсеребряного электродов. Для устранения мешающего

влияния ионов кальция, магния, железа, алюминия и свинца используют ацетатный буфер с

рН=5,8, содержащий 0,05 моль/л ЭДТА (комплексон III).

Аппаратура и реактивы

Иономер с фторидселективным и хлоридсеребряным электродами.

Пипетки градуированные вместимостью 1, 2, 5, 10 мл.

Колбы мерные вместимостью 100 мл – 6 шт.

Стаканы химические вместимостью 150 мл – 2 шт.

Стандартный раствор фторида натрия 0,01М.

Ацетатный буфер с рН 5,6 0,05М по ЭДТА.

Построение градуировочного графика

В мерные колбы вместимостью 100 мл вносят с помощью пипетки 0,0; 0,1; 0,5; 1,0; 5,0 и 10

мл стандартного раствора NaF и дистиллированной воды до метки. В каждую колбу добавляют по

2 мл ацетатного буфера и содержимое колб тщательно перемешивают. Полученные растворы

поочередно выливают в стакан, начиная с раствора меньшей концентрацией, в стакан опускают

электроды и через 3 мин измеряют разность потенциалов в милливольтах (мВ). По полученым

данным строят градуировочный график в координатах Е, мВ – рF (рF = -lg aF-.

Ход анализа

В мерную колбу приливают до метки анализируемую воду, добавляют 2 мл ацетатного

буфера и тщательно перемешивают. Содержимое колбы переносят в химический стакан и

измеряют разость потенциалов как при построении градуировочного графика. По графику находят

рF в анализируемой воде и рассчитывают содержание фторид-ионов (мг/л), сравнивают с ПДК и

делают заключение о необходимости фторирования воды или ее обесфторивания.