周永濤

【摘要】 目的：比較離子選擇電極法與離子色譜法在生活飲用水氟化物檢測(cè)中的效果。方法：于2020年6月-2021年6月采集某市區(qū)集中式飲用水源地的35份水樣，對(duì)所有水樣分別施以離子選擇電極法與離子色譜法檢測(cè)。比較兩種不同的檢測(cè)方法的氟化物含量檢測(cè)結(jié)果與檢測(cè)人員工作時(shí)間。結(jié)果：兩種不同檢測(cè)方式水源樣本內(nèi)的氟化物濃度均在1.0 mg/L的飲用水標(biāo)準(zhǔn)之下，其中離子色譜法水源樣本內(nèi)的氟化物平均濃度為（0.19±0.02）mg/L，離子選擇電極法水源樣本內(nèi)的氟化物平均濃度為（0.18±0.03）mg/L，兩種檢測(cè)方式的氟化物濃度檢測(cè)結(jié)果比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）;兩者的平均加標(biāo)率相比，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=1.915，P=0.060）;離子色譜法檢測(cè)人員工作時(shí)間為（2.00±0.50）h，短于離子選擇電極法的（2.85±0.59）h，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。結(jié)論：離子選擇電極法與離子色譜法在生活飲用水氟化物檢測(cè)中均具備較為優(yōu)良的檢測(cè)效能，但離子色譜法檢測(cè)水氟濃度中的檢測(cè)人員花費(fèi)的時(shí)間更短，值得臨床推廣應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】 生活飲用水 氟化物 離子選擇電極法 離子色譜法

Comparison of the Application of Ion Selective Electrode Method and Ion Chromatography in the Detection of Fluoride in Drinking Water/ZHOU Yongtao. //Medical Innovation of China， 2021， 18（36）： -161

[Abstract] Objective： To compare the effects of ion selective electrode method and ion chromatography in the detection of fluoride in drinking water. Method： 35 water samples from a centralized drinking water source in an urban area were collected from June 2020 to June 2021， all water samples were detected by ion selective electrode method and ion chromatography respectively. The fluoride content detection results of the two different detection methods and the working hours of the inspectors were compared. Result： The fluoride concentration in the water source samples of the two different detection methods was below the drinking water standard of 1.0 mg/L， and the average concentration of fluoride in the water source samples by ion chromatography was （0.19±0.02） mg/L， the average concentration of fluoride in the water source sample by ion selective electrode method is （0.18±0.03） mg/L，

and the difference between the two detection methods of fluoride concentration detection results is not statistically significant （P>0.05）; there was no significant difference in the average standard addition rate between the two （t=1.915， P=0.060）; the working time of the detection personnel of ion chromatography was （2.00±0.50） h， which was shorter than （2.85±0.59） h of ion selective electrode method， the difference was statistically significant （P<0.05）. Conclusion： Both ion-selective electrode method and ion chromatography have better detection efficiency in the detection of fluoride in drinking water， but the time spent by the detection personnel in the detection of fluoride concentration in water is shorter by ion chromatography， which is worthy of clinical application.

[Key words] Drinking water Fluoride Ion selective electrode method Ion chromatography

First-author’s address： Ji’an Center for Disease Control and Prevention， Jiangxi Province， Ji’an 343000， China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2021.36.038

飲用水為人們生活必需品之一，且人體所必需的氟元素多是于水中攝取，故在給人們提供生活飲用水的同時(shí)，還需對(duì)水中氟濃度施以合理有效的控制，以避免對(duì)人體健康構(gòu)成損害[1-2]。在正常情況下，人體需攝入一定量的氟以保障機(jī)體有效運(yùn)轉(zhuǎn)，但若氟化物攝入過(guò)多，則會(huì)誘發(fā)慢性中毒與急性中毒的現(xiàn)象，從而對(duì)患者身心健康構(gòu)成威脅[3-4]。因此，對(duì)生活飲用水中的氟化物濃度施以合理規(guī)范的監(jiān)測(cè)，對(duì)于保障人們身心健康具有重要意義[5]?，F(xiàn)階段，臨床的檢測(cè)方式主要有離子選擇電極法與離子色譜法兩種，檢測(cè)方法不同則檢測(cè)效果也可能存在一定差異。基于此，本研究采集2020年6月-2021年6月某市區(qū)集中式飲用水源地的35份水樣，分別對(duì)其施以離子選擇電極法與離子色譜法檢測(cè)，比較兩者在生活飲用水氟化物檢測(cè)中的效果，旨在為臨床提供較為優(yōu)良的氟化物檢測(cè)方式?，F(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 于2020年6月-2021年6月采集某市區(qū)集中式飲用水源地的35份水樣，由工作人員施行統(tǒng)一的采取，將樣本采集至容量為500 mL的聚乙烯塑料瓶?jī)?nèi)，采樣完畢之后將樣本放在4 ℃的冰箱內(nèi)存儲(chǔ);之后對(duì)所有水樣分別施以離子選擇電極法與離子色譜法檢測(cè)，兩組采集的水樣均來(lái)自同一水源地的同一處。納入標(biāo)準(zhǔn)：所有水樣均采集于同一水源地的同一處;均由同一工作人員進(jìn)行采集。排除標(biāo)準(zhǔn)：水源地存有重大污染情況。

1.2 方法 （1）儀器設(shè)備及試劑。離子選擇電極法：選用上海雷磁公司生產(chǎn)的PXSJ-226離子計(jì)，氟離子選擇電極與飽和甘泵電極;離子色譜法采用瑞士萬(wàn)通中國(guó)有限公司生產(chǎn)的IC930-Compact IC Flex型離子色譜儀，MagIC Net 色譜工作站，919 IC Autosampler plus自動(dòng)進(jìn)樣器;相關(guān)試劑：硫酸溶液、氯化氫（HCl）溶液、檸檬酸鈉（Na3C6H5O7·2H2O），總離子調(diào)節(jié)緩沖液（TIS-AB）、超純水裝置、標(biāo)準(zhǔn)的儲(chǔ)備液。（2）操作方式。①描繪標(biāo)準(zhǔn)的溶液工作曲線(xiàn)，以氟化物的規(guī)定用液與純凈水配比合成濃度梯度的標(biāo)準(zhǔn)系列，溶液內(nèi)氟離子的含量分別為0、0.10、0.20、0.50、1.00、1.50、2.00 mg/L，對(duì)離子選擇電極法、離子色譜法工作曲線(xiàn)與有關(guān)系數(shù)進(jìn)行描繪。②飲用水樣本測(cè)定。離子選擇電極法：選取10 mL的水樣，放入100 mL燒杯內(nèi)，然后取特定量的總離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)緩沖液放入該燒杯，之后對(duì)該水樣進(jìn)行合理的攪拌，插入氟離子選擇電極與飽和苷泵電極，在攪拌下對(duì)平衡電位數(shù)目進(jìn)行有效讀取，按特定的方程對(duì)水樣內(nèi)的氟離子含量進(jìn)行計(jì)算。離子色譜法：首先將水樣與標(biāo)準(zhǔn)溶液分別以0.45 μm過(guò)濾器濾過(guò)，并把其輸注至檢測(cè)系統(tǒng)內(nèi)，憑借工作站的計(jì)算軟件對(duì)水樣施行控制分析，獲得最終含量結(jié)果，各水樣設(shè)置重復(fù)3次，測(cè)定后計(jì)算平均值;對(duì)離子選擇電極法與離子色譜法下的35份水樣進(jìn)行加標(biāo)試驗(yàn)，取樣20 mL，加標(biāo)量5 μg，計(jì)算兩者的加標(biāo)回收率。

1.3 觀察指標(biāo)及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 比較兩種檢測(cè)方式的氟化物含量檢測(cè)結(jié)果、加標(biāo)回收率[加標(biāo)回收率=（加標(biāo)試樣測(cè)定值-試樣測(cè)定值）÷加標(biāo)量×100%]、檢測(cè)人員工作時(shí)間（檢測(cè)人員檢測(cè)出具體氟化物濃度的所需時(shí)間）。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS 20.0軟件對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)量資料用（x±s）表示，比較采用t檢驗(yàn);計(jì)數(shù)資料以率（%）表示，比較采用字2檢驗(yàn)。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩種檢測(cè)方式的氟化物含量檢測(cè)結(jié)果 兩種不同檢測(cè)方式水源樣本內(nèi)的氟化物濃度均低于1.0 mg/L的生活飲用水檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，離子色譜法水源樣本內(nèi)氟化物的平均濃度為（0.19±0.02）mg/L，

離子選擇電極法水源樣本內(nèi)的氟化物平均濃度為（0.18±0.03）mg/L，兩組檢測(cè)方式的氟化物含量檢測(cè)結(jié)果相比，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=1.641，P=0.106）。見(jiàn)表1。

2.2 兩種檢測(cè)方式的加標(biāo)回收結(jié)果 離子選擇電極法平均加權(quán)率為（99.10±2.03）%，離子色譜法為（100.05±2.12）%，兩者的平均加標(biāo)率相比，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=1.915，P=0.060）。見(jiàn)表2。

2.3 兩種檢測(cè)方式的檢測(cè)人員工作時(shí)間 離子色譜法檢測(cè)人員工作時(shí)間為（2.00±0.50）h，短于離子選擇電極法的（2.85±0.59）h，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=6.502，P=0.000）。

3 討論

氟元素是機(jī)體的必須元素，適量的補(bǔ)充氟元素可確保機(jī)體機(jī)能的平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)[6-7]。若人體氟元素的濃度超過(guò)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，則會(huì)誘發(fā)急性炎癥與慢性中毒等情況[8-9]。生活飲用水作為攝取氟元素的重要來(lái)源，近年伴隨城市的不斷發(fā)展與人們生活習(xí)慣的不斷轉(zhuǎn)變，促使工業(yè)發(fā)展涵蓋范圍越來(lái)越大，從而不斷增加工業(yè)廢水的排放量[10-11]。大量的工業(yè)廢水排放，造成水污染的現(xiàn)象愈發(fā)嚴(yán)峻，從而導(dǎo)致水內(nèi)的氟元素濃度不斷上升[12-13]。當(dāng)飲用水內(nèi)的氟元素濃度在規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)之上時(shí)，則會(huì)對(duì)患者健康造成不良影響[14-15]。因此，對(duì)生活飲用水內(nèi)的氟化物濃度予以相關(guān)的測(cè)定，在確保人們的身心安全中意義重大。

現(xiàn)階段，臨床首選離子選擇電極法與離子色譜法對(duì)生活飲用水內(nèi)的氟化物予以測(cè)定，兩種方法雖均具備良好的檢測(cè)效能，但在具體的檢測(cè)過(guò)程中仍存在一定差異。本研究結(jié)果顯示，兩種不同檢測(cè)方式水源樣本內(nèi)的氟化物濃度均在1.0 mg/L的飲用水標(biāo)準(zhǔn)之下，其中離子色譜法水源樣本內(nèi)的氟化物平均濃度（0.19±0.02）mg/L，離子選擇電極法水源樣本內(nèi)的氟化物平均濃度為（0.18±0.03）mg/L，兩種檢測(cè)方式的氟化物濃度檢測(cè)結(jié)果比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）;兩者的平均加標(biāo)率相比，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）;離子色譜法檢測(cè)人員工作時(shí)間為短于離子選擇電極法，提示離子選擇電極法與離子色譜法均能夠獲得優(yōu)良的檢測(cè)準(zhǔn)確度，但后者更能夠顯著縮短檢測(cè)時(shí)間。其原因?yàn)殡x子選擇電極法所用儀器設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)便，廣泛適用于地下水、工業(yè)廢水等的氟化物測(cè)定，使用范圍廣泛，在水樣渾濁、存有特殊顏色的狀況下均能夠予以測(cè)定，具有較高的可用性。然而離子選擇電極法在氟離子的檢測(cè)中會(huì)受溫度、金屬離子等因素的影響，加之其需要人工進(jìn)行操作、定量分析，導(dǎo)致在樣品較多時(shí)所需使用的人工勞動(dòng)力較多，從而延長(zhǎng)檢測(cè)時(shí)間。而離子色譜法是憑借分離柱對(duì)陰離子不盡相同的親和度施行分離的檢測(cè)方式，該措施能夠一次性對(duì)水樣中多種離子的含量進(jìn)行有效分析，可有效縮短檢測(cè)時(shí)間[16-17]。同時(shí)，該方式還具有自動(dòng)進(jìn)樣器與軟件控制的優(yōu)勢(shì)，可自動(dòng)化進(jìn)行定量、定性分析，從而在極大程度上提高檢測(cè)效率，進(jìn)一步降低工作量縮短檢測(cè)人員工作時(shí)間，故在實(shí)驗(yàn)室的條件允許下可選用離子色譜法進(jìn)行生活飲用水的檢測(cè)[18-19]。但離子色譜法所用儀器花費(fèi)較高，難以廣泛普及，加之水源樣本中含有較高濃度的低分子量有機(jī)酸，從而會(huì)給測(cè)定結(jié)果造成影響，對(duì)加標(biāo)后的測(cè)量構(gòu)成一定程度的干擾[20]。此外，本研究存在納入樣本量少等缺點(diǎn)，可能會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精準(zhǔn)性造成一定程度的干擾。因此，臨床還需不斷完善實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，擴(kuò)大樣本量的納入，以此深入了解離子色譜法在生活飲用水中氟化物含量的檢測(cè)效能。

綜上所述，離子選擇電極法與離子色譜法均可有效檢測(cè)出生活飲用水中氟化物的含量，但離子色譜法所需檢測(cè)人員工作時(shí)間更短，自動(dòng)化程度高，多項(xiàng)目同時(shí)檢測(cè)，故在實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)條件允許時(shí)盡可能地選用離子色譜法進(jìn)行生活飲用水內(nèi)氟化物含量的檢測(cè)，以此減短檢測(cè)人員工作所需時(shí)間。

參考文獻(xiàn)

[1]王德東，孫麗麗，鐘嶷，等.2008-2018年廣州市生活飲用水中氟化物檢測(cè)結(jié)果分析[J].醫(yī)學(xué)動(dòng)物防制，2020，36（8）：769-771.

[2]郭晶晶，師少鵬，郭欣，等.渭南市氟病區(qū)生活飲用水中氟化物監(jiān)測(cè)分析[J].中國(guó)地方病防治雜志，2020，35（1）：23-25.

[3]彭秀苗，曹萌，張瑛，等.2015-2018年濟(jì)南市農(nóng)村地區(qū)飲用水氟化物含量時(shí)空特征分析[J].中華地方病學(xué)雜志，2020，39（4）：273-277.

[4]趙桂鵬，吳春艷，沈訥敏，等.2016年-2017年西安地區(qū)農(nóng)村飲用水中氟化物、硝酸鹽氮、氯化物、硫酸鹽調(diào)查分析[J].中國(guó)衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志，2019，29（22）：2769-2774.

[5]趙慶武，劉志新，韓振杰，等.離子選擇電極法測(cè)定生活飲用水中氨氮方法的研究[J].醫(yī)學(xué)動(dòng)物防制，2019，35（8）：780-782.

[6]惠曉芬，雷佩玉，賈茹，等.2016-2019年陜西省國(guó)家貧困縣農(nóng)村飲用水毒理學(xué)指標(biāo)影響因素分析[J].現(xiàn)代預(yù)防醫(yī)學(xué)，2020，47（18）：3300-3303.

[7]王文佳，趙洪玥，曾紅燕.生活飲用水中消毒副產(chǎn)物及陰離子的離子色譜測(cè)定法[J].現(xiàn)代預(yù)防醫(yī)學(xué)，2019，46（21）：3964-3968.

[8]王曉婧，趙嵐，劉長(zhǎng)福，等.離子色譜法同時(shí)測(cè)定飲水中4種消毒副產(chǎn)物和5種陰離子[J].中國(guó)衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志，2018，28（13）：1560-1562.

[9]張媛媛，韓曉鷗，陳曦，等.氣相色譜法和離子色譜法測(cè)定生活飲用水中二氯乙酸，三氯乙酸的方法比對(duì)[J].食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào)，2019，10（5）：1294-1299.

[10]王艷鑫，張亞南，劉瑞朋，等.離子色譜法測(cè)定生活飲用水中4種陰離子含量的不確定度評(píng)定[J].食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào)，2020，11（8）：2529-2534.

[11]唐紅艷.飲水型地方性氟中毒病區(qū)成人尿氟檢測(cè)結(jié)果分析[J].中國(guó)地方病防治雜志，2020，35（1）：53-54.

[12]徐薇，馬寶慧.氟中毒對(duì)心肌組織的影響及相關(guān)信號(hào)通路變化[J].環(huán)境與職業(yè)醫(yī)學(xué)，2019，36（5）：506-510.

[13]袁丹，王海鵬，張嶸，等.高氟區(qū)氟中毒患者與健康人認(rèn)知功能與血液氧化應(yīng)激指標(biāo)差異分析[J].中國(guó)地方病防治雜志，2018，33（3）：335-336.

[14]吳建兵，吳梅，陳祝軍，等.2018-2020年張家港市生活飲用水氟化物，氯化物，硫酸鹽及硝酸鹽氮監(jiān)測(cè)結(jié)果分析[J].職業(yè)與健康，2021，37（13）：3.

[15]霍亮亮，徐衛(wèi)民，金行一，等.行政區(qū)域變動(dòng)對(duì)杭州市飲水型地方性氟中毒病區(qū)防治現(xiàn)狀的影響[J].中華地方病學(xué)雜志，2019，38（1）：54-56.

[16] Steijlen A， Bastemeijer J，Groen P，et al.A wearable fluidic collection patch and ion chromatography method for sweat electrolyte monitoring during exercise[J].Analytical Methods ： Advancing Methods and Applications，2020，12（48）：5885-5892.

[17] WANG Fenglian，CAO Minyi，WANG Nani，et al.Simple coupled ultrahigh performance liquid chromatography and ion chromatography technique for simultaneous determination of folic acid and inorganic anions in folic acid tablets[J].Food Chemistry，2018，239：62-67.

[18]李穎，劉雁鳴.離子色譜法測(cè)定無(wú)水磷酸氫二鈉中陰離子及不同級(jí)別產(chǎn)品質(zhì)量比較[J].中國(guó)藥師，2019，22（12）：2328-2331.

[19]李想，馬春陽(yáng).基于離子色譜法的重污染地表水體氟化物測(cè)定分析研究[J].環(huán)境科學(xué)與管理，2018，43（12）：5.

[20]粟貴，劉雁鳴，龍海燕，等.離子色譜法測(cè)定木糖醇中氯離子、硫酸根離子和磷酸根離子及不同級(jí)別產(chǎn)品質(zhì)量狀況的評(píng)價(jià)[J].中南藥學(xué)，2019，17（1）：102-104.

（收稿日期：2021-11-17） （本文編輯：占匯娟）