氮化氫（一）
發布時間：2017-09-01
一、污染來源
氟化氫(HF)主要來源于火山活動，含高氟溫泉，干旱和半干旱地帶的土壤、含氟巖石風化釋放以及在化石燃料燃燒和鋁冶煉過程，鋼廠和磷酸、磷肥生產廠及磚瓦制造行業排出的廢氣中。此外，在電鍍、鑄造、焊接等金屬加工業及玻璃、陶瓷、農藥等生產廠排放的廢水中，有較多量氟化物被釋放進入水體。
二、理化性質
氟化氫(HF)是無色、有強烈臭味和腐蝕性的氣體。相對分子質量20．01，相對密度0．991g／L，熔點一83.10C，沸點19.5℃。在空氣中能與水蒸氣形成溶液微滴而發煙，呈氣霧狀形態存在。易溶于水形成氫氟酸，呈弱酸性(pKa=3.2)。完全干燥的氟化物對多數金屬不起作用，也不和金屬氧化物起反應。但氟化氫的水溶液能與許多金屬反應生成氟化物，例如在pH＜7的水中，F一易與Ca2+、Mg2+、A13+、Fe3+等絡合生成MgF+，CaF+等。氟化氫還能腐蝕石英、玻璃器皿等，其水溶液常用于蝕刻玻璃。
三、毒性作用
氟化氫對人體是一種全身性毒物。主要由呼吸道吸入，氟化氫和氫氟酸的大面積灼傷可引起氟骨病。人在氟化氫400～430mg／m3濃度下可引起急性中毒致死，100mg／m3能耐受1min，50mg／m3感覺皮膚刺痛、黏膜刺激，26mg／m3能耐受數分鐘。急性氟中毒的主要癥狀有嘔吐、腹痛、痙攣、虛脫、麻痹、口渴、發汗、運動亢進、體溫上升，并伴有口、咽喉、食道、胃的潰瘍以及胃出血、肺出血、心內膜下出血、腦充血、全身浮腫等病變。HF嗅覺閾為0.03mg／m3，長期吸入低濃度的HF，能影響各組織器官的正常生理功能，如牙酸蝕癥、牙齦出血、干燥性鼻炎、鼻出血、嗅覺減退及咽喉炎、慢性支氣管炎等，甚至引起慢性氟中毒(氟骨癥)。較常見的是慢性中毒，以牙齒和骨骼病變為主。前者稱為氟斑牙，主要由于氟影響牙齒釉棱晶的形成，使棱晶質和棱晶間質出現缺陷形成斑點和腐蝕，并有色素沉著，呈現黃色、褐色或黑色，牙齒容易磨損、破碎或脫落。骨骼病變屬于氟骨病，主要表現為腰腿痛，關節強硬，上下肢彎吐，拱腰駝背，嚴重者發生骨折。
研究表明，氟可以和體內的鈣、鎂、錳等離子結合，抑制許多種酶，如琥珀酸脫氫酶、烏頭酸酶、烯醇化酶等，使三羧酸循環發生障礙，糖原合成受阻，使血糖降低，三磷酸腺苷形成減少，引起頭昏、頭痛，肌肉軟弱無力，耐力降低等癥狀；同時，骨細胞因能量供應不足，可造成骨細胞營養不良。氟化鈣可抑制骨磷酸化酶，使骨中鈣代謝紊亂，鈣的吸收和積蓄過程減緩，并可從骨組織中游離出來，導致形成氟骨癥、斑釉齒癥。氟也能影響中樞神經正常活動，使記憶力減退，精神不振，易疲勞，失眠。同時對內分泌系統也有抑制作用。此外，對造血系統(貧血)、泌尿系統、心血管系統(可促成動脈、冠狀動脈硬化和心肌炎)等也有影響。
空氣中含氟量過多對牲畜和植物也可產生危害。含30～40mg／kg氟化物的草料對牛有劇毒，但對羊、豬等家畜較輕微。植物通過根部汲取土壤溶液中的氟化氫，當溶液中含氟超過1.5mg／L時，不但危害作物，還會在作物中累積。如受氟污染田地中種植的小麥會有發芽率低、葉子枯黃等癥狀。玉米對氟具有較強的富集能力。
四、離子選擇電極法測定空氣中氟化物含量
(一)原理
空氣中氣態及顆粒態氟化物通過兩層串聯的濾膜時，其中的顆粒物被第一層加熱干燥的濾膜阻留，氣態氟則被第二層浸漬氫氧化鈉溶液的濾膜采集。被濾膜收集的氟化物，溶解在緩沖溶液中制成樣品溶液，以氟離子選擇電極測量電位值，其電位與氟離子活度的對數成線性關系。通過一次標準加入法計算樣液中的氟離子含量。
(二)試劑配制
(1)無氟水 在每升蒸餾水中加lg氫氧化鈉及0．1g氯化鋁進行重蒸餾，取其中間蒸餾部分的水，即為無氟水。其他試劑配制所用水均為無氟水。
(2)浸漬液稱取8g氫氧化鈉(優級純)溶于水中，加20mL丙三醇，再用水稀釋至1L，用以浸制濾紙。
(3)濾料
①乙酸纖維和硝酸纖維的混合濾料，直徑約為40mm，孔徑為2～3μm，作為第一層濾料采集顆粒態氟。
②直徑約為40mm，孔徑為5μm浸有氫氧化鈉的醋酸纖維和硝酸纖維的混合濾料，作為第二層濾料采集氣態氟。
(4)浸漬濾膜要求每張濾膜的空白值平均含氟量低于O．2μg。
(5)緩沖溶液A稱取59g檸檬酸鈉及20g硝酸鉀于1L容量瓶中，加800mL水溶解，加入3mL溴甲酚綠指示劑，用0.1mol／L鹽酸溶液中和至指示劑剛變為藍綠色(此時pH值為5．5左右)，用水稀釋至刻度。
(6)緩沖溶液B取500mL緩沖液A于1L容量瓶中，加入5.0mL氟化鈉標準溶液C(1mL含10μgF一)，用水稀釋至刻度。
(7)標準溶液
①標準溶液A。準確稱取1.1050g 110℃干燥2h的氟化鈉(優級純)，溶解于少量水中，移入1L容量瓶，加水稀釋至刻度，此溶液1.00mL含500／μg氟的標準溶液。
②標準溶液B。精確量取10．00mL標準溶液A，于100mL容量瓶中用水稀釋至刻度，此溶液1.00mL含50μg氟的標準溶液。
③標準溶液C。準確量取20.00mL標準溶液B，于100mL容量瓶中用水稀釋至刻度，此溶液1.00mL含10μg氟的標準溶液。
參考資料：環境中有毒有害物質與分析檢測
