积分安培检测-离子色谱法测定水中痕量碘离子

郭晶晶，林　冬，李旭冉

(天津市环境监测中心，天津　300191)



积分安培检测-离子色谱法测定水中痕量碘离子

郭晶晶，林冬，李旭冉

(天津市环境监测中心，天津300191)

建立了积分安培检测-离子色谱法测定水中痕量碘离子的方法，在0～500 μg/L浓度范围内线性良好，实验表明该法检出限低(0.15 μg/L)，精密度高(相对标准偏差小于2.0%)，准确性好(地表水样品和地下水样品的加标回收率分别为97.0%和96.7%)，适宜测定地表水和地下水中痕量的碘离子，对于成分复杂，有机物含量高的生活污水和工业废水可采取稀释等预处理措施后再进行分析，是一种易于广泛推广使用的新型分析方法。

安培检测器；离子色谱；碘离子

碘是一种具有多价态卤族非金属化学元素，在自然界分布广泛[1]。它是人体必需的微量元素之一，在人体内具有促进和协调生物氧化、调节蛋白质合成和分解、促进人体代谢和生长发育等重要生理作用，健康成人体内碘的总量为20～50 mg，但过量摄入会引起甲状腺方面的疾病[2]。水体中碘离子的来源主要是沿海地区咸潮带入的含碘化合物，以及一些工业污染，含量高低主要取决于流经的岩石和土壤中的含碘量。在自来水生产和消毒过程中会生成具有很高毒性的碘代消毒副产物，而碘离子作为消毒副产物的前体物，定量测定其浓度具有很重要的环境意义[3]。

碘离子的测定方法主要有容量法、催化分光法和气相色谱法。容量法仅适用于高浓度碘化物的测定，操作过程繁琐；催化分光法需要使用高毒试剂亚砷酸溶液，对人体危害大，极易对环境造成二次污染；气相色谱法需经衍生反应，步骤复杂，常采用填充柱进行色谱分离，柱效低，分离效果不理想，重现性差，回收率低[4]。离子色谱法是20世纪70年代后发展起来的一种色谱新技术，主要应用于待测样品中阴、阳离子的测定[5]。该方法具有高选择性和灵敏度，前处理简单，成本低，快速准确，检出限低等优点，已在环境监测等领域得到了非常广泛的应用，非常适宜测定水中的碘离子。

1　实　验

1.1仪器与试剂

ICS-5000+型离子色谱仪，美国Thermo Fisher Scientific；安培检测器；银工作电极；Milli-Q超纯水机；高纯氮气。

碘化钾(优级纯)；氢氧化钠(高纯)；微孔滤膜(0.45 μm)。

1.2色谱条件

色谱柱: The IonPac AS16+The IonPac AG16；淋洗液: 35 mmol/L NaOH；流速: 1.0 mL/min；进样体积：100 μL；柱温: 30 ℃。

2　结果与讨论

2.1线性范围

分别配制0～10 μg/L，10～100 μg/L，100～500 μg/L的碘离子浓度系列，进行标准曲线的测定，具体数据见表1～表3和图1～图3。

表1　碘离子(0～10 μg/L)标准曲线测定数据

由表1得出： a=4.0×10-4，b=2.16×10-2，r=0.9999。

样品序号样品名称保留时间/min峰面积/(nC·min)样品量/(μg/L)10---2108.3090.30939.64133208.3170.614320.00644508.3251.504550.26055808.3252.407280.937661008.3252.943399.1543

由表2得出：a=0.0256，b=0.0294， r=0.9996。

图2　碘离子(10～100 μg/L)标准曲线

样品序号样品名称保留时间/min峰面积/nC*min样品量/μg/L10---21008.2752.8851101.873432008.2675.6375196.84243008.2848.6199299.745754008.25911.5977402.48965008.26714.3962499.0499

由表3得出：a=-0.0674，b=0.029，r=0.9997。

图3　碘离子(100～500 μg/L)标准曲线

目前，我国地下水质量标准(GB/T 14848-93)中对碘离子浓度提出了限值要求(I类和II类水质均≤0.1 mg/L；III类水质≤0.2 mg/L；IV类水质≤1.0 mg/L；V类水质﹥1.0 mg/L)，亟需建立灵敏度高、操作简单易行的新型分析方法。

由以上数据可以看出，积分安培检测-离子色谱法测定痕量碘离子的线性范围宽，在0～500 μg/L范围内的相关系数均大于0.999，完全能够满足日常工作需要。

2.2检出限

根据《环境监测 分析方法标准制修订技术导则》(HJ 168-2010)附录A中有关方法检出限的规定，按照样品分析的全部步骤，对浓度值为估计方法检出限(相应于2～5倍仪器信噪比的浓度值)的样品进行7次平行测定，计算7次平行测定的标准偏差，按下列公式计算方法检出限：

MDL=t(n-1,0.99)×S

其中，t(n-1,0.99)为置信度为99%、自由度为n-1时的t值；n为重复分析的样品数，连续分析7个样品，在99%的置信区间，t(6,0.99)=3.143；为7次平行测定的标准偏差，以样品浓度1.0 μg/L进行试验，测定结果见表4，以检出限的4倍计算测定下限。

通过实验发现，积分安培检测-离子色谱法测定碘离子的灵敏度高，检出限为0.15 μg/L，测定下限为0.60 μg/L，适宜测定地下水、地表水等清洁水体中的痕量碘离子，解决了容量法及分光光度法灵敏度低的问题，是一种可广泛推广使用的先进分析方法。

表4　方法检出限测定结果

2.3精密度

分别对碘离子含量为1.00 μg/L、100.0 μg/L和500.0 μg/L的标准溶液进行6次重复测定，计算相对标准偏差来考察方法的精密度，具体数据见表5。

表5　精密度数据

精密度是表征测定过程中随机误差的大小，好的精密度是保证获得良好准确度的先决条件，实验证明积分安培检测-离子色谱法测定碘离子，在三个浓度水平上的相对标准偏差均不大于2.0%，方法精密度高，结果满意。

2.4准确度

通过测定实际样品(随机选取的地表水样品和地下水样品)的加标回收率来考察方法的准确度，加标量根据实际样品浓度来确定。

表6　实际样品加标回收率测定结果

由表6可以看出，地表水、地下水实际样品的加标回收率均在97.0%左右，方法的准确度高，结果稳定可靠。仪器自动化程度高，前处理步骤简单，可批量检测，满足相关分析需求。

2.5干扰因素

考察常见的几种阴离子是否会对碘离子的测定产生干扰。

表7　混合标准溶液浓度

图4　混合标准溶液出峰情况

配制混合标准溶液，通过观察各离子的出峰时间及测定浓度来判断干扰情况。混标浓度见表7，色谱图见图4。

实验结果证明常见的几种阴离子不会对碘离子的测定产生干扰，因为本实验采用的是安培检测器，该检测器只对电活性物质有响应，适用于电活性物质的痕量测定，而不受非电活性物质的干扰。而且由于每种物质的氧化还原反应电位不同，对于具有不同电极电位的物质，只要在电解池的两极间施加不同的电压，就可控制电极反应，提高选择性。

3　结　论

积分安培检测-离子色谱法测定水中痕量碘离子的线性范围宽，实验结果表明在0～500 μg/L范围内线性良好，方法检出限0.15 μg/L，测定下限0.60 μg/L。分别对碘离子含量为1.00 μg/L，100.0 μg/L和500.0 μg/L的标准溶液进行6次重复测定，相对标准偏差分别为2.0%、0.49%、0.11%，精密度高。在准确度方面，测定了实际样品(随机选取的地表水样品和地下水样品)的加标回收率(结果分别为97.0%和96.7%)，表明该法的准确度好。积分安培检测-离子色谱法适宜测定地表水和地下水中的碘离子，对于成分复杂，有机物含量高的生活污水和工业废水可采取稀释等预处理措施后再进行分析，是一种易于广泛推广使用的新型分析方法。

[1]孙自军,刘延霞.碘的分析方法研究进展[J].化学工程师,2013(4):54-57.

[2]吴晓芳,鲁杰.离子色谱法测定矿泉水中的溴和碘[J].中国公共卫生,2000,7(16):598-599.

[3]叶明立,胡忠阳,潘广文.毛细管离子色谱法同时测定饮用水中痕量碘离子、硫氰酸根和草甘膦[J].分析化学研究简报,2011, 39(1):1762-1765.

[4]王维.抑制型电导-离子色谱法快速测定矿泉水中碘离子[J].预防医学情报杂志, 2010, 26(6):486-488.

[5]武开业.离子色谱仪结构原理与维护[J].科技视界,2014(27):268.

Determination of Trace Iodide in Water by Ion Chromatography with Integrated Amperometric Detection

GUO Jing-jing, LIN Dong, LI Xu-ran

(Tianjin Environmental Monitoring Center, Tianjin 300191, China)

A method for determination of trace iodide in water by ion chromatography with integrated amperometric detection was established. A good linear relationship was achieved in the range of 0～500 μg/L. The limit of detection was low (0.15 μg/L). The precision was high (relative standard deviation less than 2.0%). The accuracy was good with the recovery rate of 97.0% and 96.7% of surface water and groundwater samples. This method is applicable to determine trace iodide of surface water and groundwater. The sewage and industrial wastewater with complicated composition and high organic matter can be determined after pretreatment measures such as dilution. Ion chromatography with integrated amperometric detection is a kind of new analysis method of easy to be widely used.

amperometric detection; ion chromatography; iodide

郭晶晶(1983-)，女，工程师，现主要从事环境样品的分析测试工作。

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1001-9677(2016)016-0128-04