水質(zhì)中碘元素的測(cè)定方法研究

張伶羽，韋如意，呂海金，萬(wàn)曉輝

（1.青島職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山東 青島 266555；2.青島斯八達(dá)分析測(cè)試有限公司，山東 青島 266002）

水質(zhì)中碘元素的測(cè)定方法研究

張伶羽1，2，韋如意1，呂海金1，萬(wàn)曉輝1

（1.青島職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山東 青島 266555；2.青島斯八達(dá)分析測(cè)試有限公司，山東 青島 266002）

水質(zhì)中碘元素的測(cè)定是分析學(xué)的一個(gè)難點(diǎn)，目前主要采用分光光度法和離子選擇電極法來(lái)測(cè)定其含量，但這些方法均存在一定的不足之處。本文采用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀測(cè)定淡水中的碘，通過微孔濾膜過濾酸化處理后，采用ICP-MS測(cè)定其含量。結(jié)果表明，該方法檢出限低，可達(dá)0.1 ug/L，測(cè)試精度高，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）在1.47%～4.0%；準(zhǔn)確率高，回收率均在97.3%～102.8%。此方法操作簡(jiǎn)單，測(cè)定速度快，數(shù)據(jù)穩(wěn)定，可成為水質(zhì)中碘元素測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)方法。

淡水；碘離子；ICP-MS

碘是人體必需的營(yíng)養(yǎng)元素，當(dāng)飲用水中碘含量低于10 μg/L時(shí)，人體往往出現(xiàn)碘缺乏病癥狀。因此，準(zhǔn)確測(cè)定淡水中碘的含量顯得尤為重要。目前，常用的碘離子測(cè)定方法有分光光度法、容量法、電導(dǎo)檢測(cè)法、離子選擇電極法等。分光光度法中發(fā)色團(tuán)較難選擇；容量法是經(jīng)典的化學(xué)法，方法技術(shù)較為成熟，但是操作步驟較為繁瑣且費(fèi)時(shí)，無(wú)法達(dá)到高準(zhǔn)確度；電導(dǎo)檢測(cè)法通常要求淋洗液強(qiáng)度較弱，保證通過抑制器后的本底電導(dǎo)較低，且I-對(duì)樹脂的親合力相對(duì)較強(qiáng)，弱淋洗液會(huì)使其保留時(shí)間變長(zhǎng)，而且靈敏度不高，因此不是最佳選擇[1]。綜上所述，上述碘離子測(cè)定方法仍存在一定的缺陷，所以建立一種簡(jiǎn)單快速又準(zhǔn)確的碘離子測(cè)定方法具有重要意義。

本文采用電感耦合等離子體質(zhì)譜直接進(jìn)樣的方法測(cè)定淡水中的碘離子含量[2]。電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）具有獨(dú)特的直角加速與四極桿真空設(shè)計(jì)，有全譜同時(shí)測(cè)量能力和高抗干擾能力，有獨(dú)特的離子光學(xué)系統(tǒng)，具有高靈敏度、測(cè)量數(shù)值準(zhǔn)確、檢出限低等優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)低含量碘元素的穩(wěn)定準(zhǔn)確測(cè)試。

1 試驗(yàn)部分

1.1 試劑與標(biāo)準(zhǔn)溶液

試驗(yàn)用水為18.2 MΩ超純水（英國(guó)ELGA公司）；硝酸（電子純）；國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心生產(chǎn)的1 000 mg/L的碘標(biāo)準(zhǔn)溶液（GSB04-2834-2011）；根據(jù)使用需求稀釋成儲(chǔ)備液及標(biāo)準(zhǔn)溶液；進(jìn)口0.22 μm的微孔濾膜；試驗(yàn)所用貯存樣品及標(biāo)準(zhǔn)溶液等器皿均為酸化處理過的聚乙烯瓶或離心管等。

1.2 試驗(yàn)前處理

通過逐級(jí)稀釋，將標(biāo)準(zhǔn)貯備液配置成10 μg/L、50 μg/L、100 μg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液，待測(cè)。

配置碘元素濃度為 5 μg/L、10 μg/L、20 μg/L、30 μg/L、40 μg/L的模擬水樣，待用。

將模擬水樣與采到的水樣經(jīng)過0.22 μm的微孔濾膜過濾，加入少量濃硝酸使基體酸度為0.5%，搖勻，待測(cè)。

1.3 工作條件及實(shí)驗(yàn)步驟

試驗(yàn)所用儀器為美國(guó)瓦里安公司820型電感耦合等離子質(zhì)譜儀，儀器工作條件如表1所示。

表1 ICP-MS儀器工作參數(shù)

調(diào)節(jié)儀器狀態(tài)，依次測(cè)試空白、10 μg/L、50 μg/L、100 μg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液，繪制工作曲線；測(cè)試模擬水樣及采集水樣，根據(jù)檢測(cè)效果在模擬水樣中使用標(biāo)準(zhǔn)加入法再次測(cè)試，在線加入10 μg/L的Re做內(nèi)標(biāo)，校正儀器信號(hào)漂移。

2 結(jié)果與討論

2.1 測(cè)定條件選擇

儀器的靈敏度與檢測(cè)限密切相關(guān)（L=kSb/S，其中Sb為空白多次測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)偏差；S為測(cè)定方法的靈敏度；k為根據(jù)一定置信水平確定的系數(shù)）。同時(shí)，儀器的信號(hào)強(qiáng)度與儀器穩(wěn)定性相關(guān)，優(yōu)化儀器條件參數(shù)，通過調(diào)節(jié)霧化器流速，模擬信號(hào)電壓與脈沖信號(hào)電壓，使In的強(qiáng)度大于500 000 cps，氧化物和雙電荷比率小于2%。該參數(shù)優(yōu)化降低了儀器的檢測(cè)限，提高了測(cè)試信號(hào)的穩(wěn)定性，適合鹵族元素測(cè)試要求[3-4]。

2.2 元素的標(biāo)準(zhǔn)曲線和儀器檢出限

本試驗(yàn)中0.5%的電子純硝酸空白溶液連續(xù)測(cè)試10次，測(cè)得10次空白濃度平均值的3倍乘以稀釋因子為方法檢出限。碘元素的儀器檢出限為1.5 μg/L，低于大部分淡水中碘的濃度，可以滿足測(cè)試碘元素方法檢測(cè)限的要求。

圖1 碘元素標(biāo)準(zhǔn)曲線

此方法測(cè)出的碘離子標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖1所示，線性相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.999 9，信號(hào)強(qiáng)度達(dá)6 000 cps/μg·L-1，靈敏度較高，滿足試驗(yàn)測(cè)試要求。

2.3 精準(zhǔn)度測(cè)試

由于水中碘濃度地區(qū)差異大，因而配置碘標(biāo)準(zhǔn)溶液模擬水體中碘含量，并進(jìn)行測(cè)定，采用標(biāo)準(zhǔn)加入法檢驗(yàn)驗(yàn)證回收率，加標(biāo)回收法測(cè)定碘元素的結(jié)果如表2所示。

表2 加標(biāo)回收法測(cè)定碘元素結(jié)果

表2中所列碘元素的回收率在98.6%～103.8%，符合GB17378-2007中“樣品中濃度或含量范圍低于100 μg/L的元素，回收率應(yīng)在60%～110%”的要求，碘元素測(cè)試相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在1.0%～2.4%。所以，碘元素測(cè)試穩(wěn)定性加標(biāo)回收率均滿足測(cè)試要求。但是對(duì)于碘元素含量低于5 μg/L的樣品，測(cè)試相對(duì)偏差會(huì)增大，因此對(duì)于碘元素含量低于5 μg/L的淡水，不建議使用此方法。

3 結(jié)論

本文采用直接法測(cè)定淡水中的碘元素含量，此法具有操作簡(jiǎn)單、樣品消耗少、測(cè)試過程中不會(huì)對(duì)儀器造成堵塞與損傷等優(yōu)點(diǎn)，通過10次空白溶液的測(cè)試，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在1.0%～2.4%，通過加標(biāo)回收法檢驗(yàn)方法的準(zhǔn)確度，回收率在98.0%～104%，表明此方法滿足淡水中碘元素準(zhǔn)確測(cè)試的要求，但對(duì)于碘元素含量低于5 μg/L的淡水，此方法僅作參考。

1 陸秋艷，張文婷，張致遠(yuǎn).離子色譜-電感耦合等離子體質(zhì)譜聯(lián)用法測(cè)定碘酸根和碘離子[J].海峽藥學(xué)，2016，28（9）：64-67.

2 汪 春，農(nóng)晉琦．水中礦物元素的ICP-MS分析[J].分析測(cè)試學(xué)報(bào)，2002，21（5）：94-97．

3 侯艷霞，劉麗萍，杜振霞.高效液相色譜-電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定飲用水中碘酸根和碘離子[J].理化檢驗(yàn)：化學(xué)分冊(cè)，2011，47（11）：1262-1265.

4 Tagami K，Uchida S.Sample storage conditions and holding times for the determination of total iodine in natural water samples by ICP-MS[J].Atomic Spectroscopy，2005，26（6）：209-214.

Determination of Iodine in Fresh Water

Zhang Lingyu1,2, Wei Ruyi1, Lv Haijin1, Wan Xiaohui1
(1. Qingdao Technical College, Qingdao 266555, China; 2. Qingdao Speed Analysis&Test Co., Ltd., Qingdao 266002, China)

The iodine in fresh water is the necessary trace element in human body. At present, spectrophotometry and ion selective electrode method are used to determine the iodine content, but these methods have some shortcomings. In this paper, the iodine content in fresh water was determined by Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS).Through the method of the microporous membrane filtration acidification, the ICP-MS instrument parameters was optimized constantly and the test sensitivity was improved. The results showed that the Relative Standard Deviations (RSD) of iodine were between 1.47%～4.0% and the recoveries were between 97.3% and 102.8%. This method is simple to operate, fast to measure. While the data is stable, the measurement value is accurate and the limit of detection is low.

fresh water; iodine ion; ICP-MS

O657.63；X832

A

1008-9500(2017)09-0019-03

2017-07-11

張伶羽（1996-），女，山東煙臺(tái)人，?？?，研究方向：環(huán)境監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)。