水質中碘元素的測定方法研究

張伶羽，韋如意，呂海金，萬曉輝

（1.青島職業技術學院，山東 青島 266555；2.青島斯八達分析測試有限公司，山東 青島 266002）

水質中碘元素的測定方法研究

張伶羽1，2，韋如意1，呂海金1，萬曉輝1

（1.青島職業技術學院，山東 青島 266555；2.青島斯八達分析測試有限公司，山東 青島 266002）

水質中碘元素的測定是分析學的一個難點，目前主要采用分光光度法和離子選擇電極法來測定其含量，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譜儀測定淡水中的碘，通過微孔濾膜過濾酸化處理后，采用ICP-MS測定其含量。結果表明，該方法檢出限低，可達0.1 ug/L，測試精度高，相對標準偏差（RSD）在1.47%～4.0%；準確率高，回收率均在97.3%～102.8%。此方法操作簡單，測定速度快，數據穩定，可成為水質中碘元素測定的標準方法。

淡水；碘離子；ICP-MS

碘是人體必需的營養元素，當飲用水中碘含量低于10 μg/L時，人體往往出現碘缺乏病癥狀。因此，準確測定淡水中碘的含量顯得尤為重要。目前，常用的碘離子測定方法有分光光度法、容量法、電導檢測法、離子選擇電極法等。分光光度法中發色團較難選擇；容量法是經典的化學法，方法技術較為成熟，但是操作步驟較為繁瑣且費時，無法達到高準確度；電導檢測法通常要求淋洗液強度較弱，保證通過抑制器后的本底電導較低，且I-對樹脂的親合力相對較強，弱淋洗液會使其保留時間變長，而且靈敏度不高，因此不是最佳選擇[1]。綜上所述，上述碘離子測定方法仍存在一定的缺陷，所以建立一種簡單快速又準確的碘離子測定方法具有重要意義。

本文采用電感耦合等離子體質譜直接進樣的方法測定淡水中的碘離子含量[2]。電感耦合等離子體質譜儀（ICP-MS）具有獨特的直角加速與四極桿真空設計，有全譜同時測量能力和高抗干擾能力，有獨特的離子光學系統，具有高靈敏度、測量數值準確、檢出限低等優點，可實現低含量碘元素的穩定準確測試。

1 試驗部分

1.1 試劑與標準溶液

試驗用水為18.2 MΩ超純水（英國ELGA公司）；硝酸（電子純）；國家有色金屬及電子材料分析測試中心生產的1 000 mg/L的碘標準溶液（GSB04-2834-2011）；根據使用需求稀釋成儲備液及標準溶液；進口0.22 μm的微孔濾膜；試驗所用貯存樣品及標準溶液等器皿均為酸化處理過的聚乙烯瓶或離心管等。

1.2 試驗前處理

通過逐級稀釋，將標準貯備液配置成10 μg/L、50 μg/L、100 μg/L的標準溶液，待測。

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。

1.3 工作條件及實驗步驟

試驗所用儀器為美國瓦里安公司820型電感耦合等離子質譜儀，儀器工作條件如表1所示。

表1 ICP-MS儀器工作參數

調節儀器狀態，依次測試空白、10 μg/L、50 μg/L、100 μg/L的標準溶液，繪制工作曲線；測試模擬水樣及采集水樣，根據檢測效果在模擬水樣中使用標準加入法再次測試，在線加入10 μg/L的Re做內標，校正儀器信號漂移。

2 結果與討論

2.1 測定條件選擇

儀器的靈敏度與檢測限密切相關（L=kSb/S，其中Sb為空白多次測定的標準偏差；S為測定方法的靈敏度；k為根據一定置信水平確定的系數）。同時，儀器的信號強度與儀器穩定性相關，優化儀器條件參數，通過調節霧化器流速，模擬信號電壓與脈沖信號電壓，使In的強度大于500 000 cps，氧化物和雙電荷比率小于2%。該參數優化降低了儀器的檢測限，提高了測試信號的穩定性，適合鹵族元素測試要求[3-4]。

2.2 元素的標準曲線和儀器檢出限

本試驗中0.5%的電子純硝酸空白溶液連續測試10次，測得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，可以滿足測試碘元素方法檢測限的要求。

圖1 碘元素標準曲線

此方法測出的碘離子標準曲線如圖1所示，線性相關系數達到0.999 9，信號強度達6 000 cps/μg·L-1，靈敏度較高，滿足試驗測試要求。

2.3 精準度測試

由于水中碘濃度地區差異大，因而配置碘標準溶液模擬水體中碘含量，并進行測定，采用標準加入法檢驗驗證回收率，加標回收法測定碘元素的結果如表2所示。

表2 加標回收法測定碘元素結果

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，回收率應在60%～110%”的要求，碘元素測試相對標準偏差在1.0%～2.4%。所以，碘元素測試穩定性加標回收率均滿足測試要求。但是對于碘元素含量低于5 μg/L的樣品，測試相對偏差會增大，因此對于碘元素含量低于5 μg/L的淡水，不建議使用此方法。

3 結論

本文采用直接法測定淡水中的碘元素含量，此法具有操作簡單、樣品消耗少、測試過程中不會對儀器造成堵塞與損傷等優點，通過10次空白溶液的測試，相對標準偏差在1.0%～2.4%，通過加標回收法檢驗方法的準確度，回收率在98.0%～104%，表明此方法滿足淡水中碘元素準確測試的要求，但對于碘元素含量低于5 μg/L的淡水，此方法僅作參考。

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

2 汪 春，農晉琦．水中礦物元素的ICP-MS分析[J].分析測試學報，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譜法測定飲用水中碘酸根和碘離子[J].理化檢驗：化學分冊，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，山東煙臺人，專科，研究方向：環境監測與評價。