ICP-MS法與比色法聯用快速測定食用鹽中碘的價態與含量

陶麗萍 石華

摘 ?????要：食用鹽中碘的價值越來越被大家重視，世界上碘在食用鹽中的加入一般有碘化鉀和碘酸鉀兩種。碘酸鉀能穩定地存在于食用鹽中，而碘化鉀要求非常嚴格的保存和使用條件，否則就會變質。我國食用鹽中一般加入的都是碘酸鉀，但是一些生產粗鹽的小產家可能加入碘化鉀。設計了采用比色法區分食用鹽中碘的成分， ICP-MS法測定碘的含量的辦法。在分析碘含量時確認準確度、精密度、檢出限、加標回收率等指標。檢出限能達到0.027 mg/g，加標回收率在92%至105%之間，精密度指標RSD（%）在1.41%到3.74之間，國家標準物質測定結果在規定范圍內。

關 ?鍵 ?詞：電感耦合等離子體質譜;比色法;食用鹽;碘

中圖分類號：TQ 016.1 ??????文獻標識碼： A ??????文章編號： 1671-0460（2019）02-0415-04

Abstract： The value of iodine in salt is becoming more and more important. There are two kinds of iodine in the edible salt， including potassium iodide and potassium iodate. Potassium iodate can be stable in edible salt， while potassium iodide requires very strict preservation and use conditions， otherwise it will deteriorate. In China， potassium iodate is generally added to edible salt， but some small producers who produce coarse salt may add potassium iodide into salt. In this experiment， a colorimetric method to distinguish iodine from edible salt was designed， and the content of iodine was determined by ICP-MS. In the analysis of iodine content， the accuracy， precision， detection limit and recovery rate were confirmed. The detection limit of the method can reach 0.027 mg/g， and the recovery rate is between 92% and 105%.

Key words： ICP-MS; Colorimetric method; Edible salt; Iodine

食鹽是指來源不同的海鹽、井鹽、礦鹽、湖鹽、土鹽等。它們的主要成分是氯化鈉，國家規定井鹽和礦鹽的氯化鈉含量不得低于95%。食鹽中含有鋇鹽、氯化物、鎂、鉛、砷、鋅、硫酸鹽等雜質。我們規定鋇含量不得超過20 mg/kg。食鹽中鎂、鈣含量過多可使鹽帶苦味，含氟過高也可引起中毒。近年來許多試驗證實，食鹽攝入量與高血壓發病率有一定關系，膳食中食鹽攝入過多，可引起高血壓。世界衛生組織（WHO） 建議每人每日攝入5 g 以下食鹽可預防冠心病和高血壓。我國規定成人每日攝入6 g食鹽即可滿足機體對鈉的需要。我國現在食用鹽中碘的使用情況調查結果顯示，在一些農村地區還是存在各種不合格產品的危害，碘的安全使用存在一定隱患。[1-4]在食鹽中到底是選擇添加碘化鉀還是選擇碘酸鉀，這是由該國家的食品加工水平、科學技術、經濟能力和本國制成食鹽的原鹽組成等因素決定的，它們本身作為碘加入劑在安全性和功能性上也并無顯著差別。世界范圍內這兩種碘都被應用加入于食用鹽中。

選擇加入哪種成分主要決定于國家的化工生產能力與物質生活水平。碘化鉀具有價格低廉與容易從自然界中獲得的優點，但是同時也有保存條件要求非常嚴格，而且烹飪狀態下很容易分解從而失去作用;相比碘化鉀，碘酸鉀的價格成本高很多，但是同時也具有性質穩定的特點。

碘元素的分析測試可以采用直接滴定、分光光度法、仲裁法、氧化還原滴定法等方法[5-7]。滴定法要求技術人員有熟練的化學分析基本技能，而且隨著試劑的加入容易造成污染和空白大;分光光度法要求時間特別準確，每個樣品試劑加入時間間隔必須完全一致;仲裁法 準確性非常高，但是過程十分復雜[8，9]。

采用碘遇淀粉變蘭的比色法原理先確定食用鹽中加入的碘的存在分子狀態[10，11]，再用電感耦合等離子質譜法測定樣品中的碘的含量，能夠實現加入分析快速簡單、加入試劑少、低污染環保、分析要求低、精密度高、準確度可靠的要求。[12]

1 ?實驗部分

1.1 ?儀器與試劑

（1）碘標準儲備液（100 μg/mL，I-）：GSB05-1137-1999，購買于國家標準物質中心。

（2）水必須為達到GB/T6682規定的二級水。

（3）抗壞血酸（10 g/L）：稱取10 g分析純抗壞血酸溶于100 mL配制成的超純水中，現用現配。

（4）氨水（5+95）：50 mL優級純氨水溶于1 000 mL超純水中。

（5）Te標準溶液：GBW（E）082127，ρ（Te）=1 000 mg/L;購于國家標準物質中心。

（6）硫酸（0.5 mol/L）：在100 mL去離子水中加入3 mL濃硫酸。

（7）淀粉（1%）：稱取1 g淀粉溶解到100 mL水中，需要加熱攪至溶液清亮透明拌。

（8）磷酸（1+1）：100 mL去離子水和100 mL磷酸混合均勻。

（9）電感耦合等離子質譜儀：ELAN DRC-e，美國PerkinElmer公司。儀器工作參數見表1[13]。

（10）1∶5氨水。

1.2 ?標準工作曲線的配制

把碘標準溶液（1.1.1）稀釋配制成0.0、0.2、0.4、0.6、1.0、2.0、4.0、6.0、8.0 μg/mL的標準系列，準確加入0.1 mL Te標準溶液（1.1.5）用氨水（1.1.4）定容至刻度線。

1.3 ?樣品制備

稱取10.00 g（準確至0.01 g）食用鹽樣品于100 mL的燒杯中，加入50 mL去離子水，攪拌多次至完全溶解，轉移至100 mL容量瓶中，用去離子水定容。

1.4 ?空白試驗

按照1.3的步驟，不稱取樣品制成空白樣品。

1.5 ?碘離子存在價態定性分析

取10 mL制備好的溶液（1.3）于25 mL比色管中，加入1滴甲基橙指示劑，用硫酸（1.1.6）中和至剛變紅，加水至大約20 mL，加入0.5 mL磷酸（1.1.8）搖勻，加入1 mL淀粉溶液（1.1.7），搖勻，用水稀釋至刻度，隨同做空白試樣，10 min后觀察樣品顏色，變藍色為含有碘酸鉀的食用鹽，不變色為含有碘化鉀的食用鹽。實驗組選擇了某正規產家的加碘鹽、市售粗鹽、某地自制鹽進行試驗，結果見表2。

1.6 ?碘含量定量分析

取步驟1.3制備好的樣品10 mL，準確加入0.1 mL Cd標準溶液（1.1.5），定容至25 mL。打開ICP-MS儀器設備，預熱1 h，點著等離子體預熱30 min，把制備好的碘標準系列依次測試，再測試制備好的空白試樣和樣品，由計算機自動計算得到樣品含量，同時得到Cd元素的強度。計算見公式（1）。

2 ?結果與討論

2.1 ?檢出限實驗

把上述定量分析實驗中未檢出碘的樣品按照樣品前處理步驟制備3件待測樣品，每樣測試7次，以其7次結果的標準偏差的三倍為檢出限，以三次實驗的最高者為檢出限。測試結果與檢出限見表4。

2.2 ?平行樣精密度實驗

把定量分析實驗中某正規產家的樣品平行制備7件，每樣測試1次，得到7組數據，計算其相對標準偏差RSD，結果見表5。

2.3 ?加標回收實驗

對3個已經測試完的實驗樣品重新分析樣品，按照樣品分析步驟和流程，進行加標回收實驗，結果見表6。

2.4 ?準確度實驗

食用鹽國家標準物質為GBW10006、GBW10007、GBW10008，按照樣品處理與測試條件進行測試，得到結果見表7。

2.5 ?內標的選擇與作用

待測元素碘的質量數為127，盡量選擇質量數相近，而且樣品中沒有干擾的元素作為內標。內標元素的被電感耦合等離子質譜測試行為能比較準確反映被測元素的行為。由于要采用氨性介質，本法選用126Te作為內標，126Te在Te所有的同位素中相對含量較高，化學與物理性質穩定，在測試過程中不會對127I產生質譜干擾，在氨性介質中相對穩定。

2.6 ?注意事項

2.6.1 ?樣品污染

ICP-MS測試碘的時候很容易造成進樣管道污染，而且碘元素附在管壁上長時間不能被清洗下來。在測試完高含量的樣品和標準系列之后容易造成下一個樣品的污染。為了克服這種污染，項目組研究了各種清洗手段，包括1∶1HCl、1∶5HCl、1∶1HNO3、1∶2HNO3、1∶5H2SO4、1∶5H3PO4、1∶5氨水、1∶10氨水、1∶20氨水，結果發現采用氨水的清洗效果最好。其中1∶1氨水效果最好，但氨水和樣品介質不一致，容易造成儀器設備的漂移，所以選擇了1∶5氨水作為測試高含量樣品的清洗液，在測試完高含量樣品后清洗1～2 min合適，同時也能保證儀器基線不出現大的漂移。

2.6.2 ?基體效應

本實驗對象為鹽，具有高的基體背景，隨著內標的使用較大的克服了基體的效應，但還是存在，而且鹽類在進樣過程中易形成結晶，堵塞進樣系統。為了克服此問題需加大氬氣的尾吹流量，及時帶走形成的鹽類結晶，但是尾吹氣體加大同時會影響儀器的靈敏度，因此選擇1.0～1.5 L/min最為合適。同時建議每測試20個左右的樣品就重新制作標準系列曲線，或者測試其中1個標準系列碘，與開始的強度進行比較，相對偏差不大于10%就可以繼續分析，否則需要重新制作標準系列。

2.6.3 ?器皿的清洗

所有的器皿都需要用1∶5氨水浸泡2 h以上，使用前用去離子水清洗干凈備用。

3 ?結 論

本實驗通過比色法快速確定了食用鹽中是否含有碘酸鹽，再通過ICP-MS測試確定了食用鹽中碘的含量，通過兩個實驗快速準確確定了食用鹽中碘的含量和加入碘的形態。在分析碘含量時采用了ICP-MS法，方法通過了國家標準物質驗證，檢出限低，回收率高，精密度好。本方法可以用來日常實驗室分析食用鹽中碘的形態和含量使用。

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