水质中碘元素的测定方法研究

张伶羽，韦如意，吕海金，万晓辉

（1.青岛职业技术学院，山东 青岛 266555；2.青岛斯八达分析测试有限公司，山东 青岛 266002）

水质中碘元素的测定方法研究

张伶羽1，2，韦如意1，吕海金1，万晓辉1

（1.青岛职业技术学院，山东 青岛 266555；2.青岛斯八达分析测试有限公司，山东 青岛 266002）

水质中碘元素的测定是分析学的一个难点，目前主要采用分光光度法和离子选择电极法来测定其含量，但这些方法均存在一定的不足之处。本文采用电感耦合等离子体质谱仪测定淡水中的碘，通过微孔滤膜过滤酸化处理后，采用ICP-MS测定其含量。结果表明，该方法检出限低，可达0.1 ug/L，测试精度高，相对标准偏差（RSD）在1.47%～4.0%；准确率高，回收率均在97.3%～102.8%。此方法操作简单，测定速度快，数据稳定，可成为水质中碘元素测定的标准方法。

淡水；碘离子；ICP-MS

碘是人体必需的营养元素，当饮用水中碘含量低于10 μg/L时，人体往往出现碘缺乏病症状。因此，准确测定淡水中碘的含量显得尤为重要。目前，常用的碘离子测定方法有分光光度法、容量法、电导检测法、离子选择电极法等。分光光度法中发色团较难选择；容量法是经典的化学法，方法技术较为成熟，但是操作步骤较为繁琐且费时，无法达到高准确度；电导检测法通常要求淋洗液强度较弱，保证通过抑制器后的本底电导较低，且I-对树脂的亲合力相对较强，弱淋洗液会使其保留时间变长，而且灵敏度不高，因此不是最佳选择[1]。综上所述，上述碘离子测定方法仍存在一定的缺陷，所以建立一种简单快速又准确的碘离子测定方法具有重要意义。

本文采用电感耦合等离子体质谱直接进样的方法测定淡水中的碘离子含量[2]。电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）具有独特的直角加速与四极杆真空设计，有全谱同时测量能力和高抗干扰能力，有独特的离子光学系统，具有高灵敏度、测量数值准确、检出限低等优点，可实现低含量碘元素的稳定准确测试。

1 试验部分

1.1 试剂与标准溶液

试验用水为18.2 MΩ超纯水（英国ELGA公司）；硝酸（电子纯）；国家有色金属及电子材料分析测试中心生产的1 000 mg/L的碘标准溶液（GSB04-2834-2011）；根据使用需求稀释成储备液及标准溶液；进口0.22 μm的微孔滤膜；试验所用贮存样品及标准溶液等器皿均为酸化处理过的聚乙烯瓶或离心管等。

1.2 试验前处理

通过逐级稀释，将标准贮备液配置成10 μg/L、50 μg/L、100 μg/L的标准溶液，待测。

配置碘元素浓度为 5 μg/L、10 μg/L、20 μg/L、30 μg/L、40 μg/L的模拟水样，待用。

将模拟水样与采到的水样经过0.22 μm的微孔滤膜过滤，加入少量浓硝酸使基体酸度为0.5%，摇匀，待测。

1.3 工作条件及实验步骤

试验所用仪器为美国瓦里安公司820型电感耦合等离子质谱仪，仪器工作条件如表1所示。

表1 ICP-MS仪器工作参数

调节仪器状态，依次测试空白、10 μg/L、50 μg/L、100 μg/L的标准溶液，绘制工作曲线；测试模拟水样及采集水样，根据检测效果在模拟水样中使用标准加入法再次测试，在线加入10 μg/L的Re做内标，校正仪器信号漂移。

2 结果与讨论

2.1 测定条件选择

仪器的灵敏度与检测限密切相关（L=kSb/S，其中Sb为空白多次测定的标准偏差；S为测定方法的灵敏度；k为根据一定置信水平确定的系数）。同时，仪器的信号强度与仪器稳定性相关，优化仪器条件参数，通过调节雾化器流速，模拟信号电压与脉冲信号电压，使In的强度大于500 000 cps，氧化物和双电荷比率小于2%。该参数优化降低了仪器的检测限，提高了测试信号的稳定性，适合卤族元素测试要求[3-4]。

2.2 元素的标准曲线和仪器检出限

本试验中0.5%的电子纯硝酸空白溶液连续测试10次，测得10次空白浓度平均值的3倍乘以稀释因子为方法检出限。碘元素的仪器检出限为1.5 μg/L，低于大部分淡水中碘的浓度，可以满足测试碘元素方法检测限的要求。

图1 碘元素标准曲线

此方法测出的碘离子标准曲线如图1所示，线性相关系数达到0.999 9，信号强度达6 000 cps/μg·L-1，灵敏度较高，满足试验测试要求。

2.3 精准度测试

由于水中碘浓度地区差异大，因而配置碘标准溶液模拟水体中碘含量，并进行测定，采用标准加入法检验验证回收率，加标回收法测定碘元素的结果如表2所示。

表2 加标回收法测定碘元素结果

表2中所列碘元素的回收率在98.6%～103.8%，符合GB17378-2007中“样品中浓度或含量范围低于100 μg/L的元素，回收率应在60%～110%”的要求，碘元素测试相对标准偏差在1.0%～2.4%。所以，碘元素测试稳定性加标回收率均满足测试要求。但是对于碘元素含量低于5 μg/L的样品，测试相对偏差会增大，因此对于碘元素含量低于5 μg/L的淡水，不建议使用此方法。

3 结论

本文采用直接法测定淡水中的碘元素含量，此法具有操作简单、样品消耗少、测试过程中不会对仪器造成堵塞与损伤等优点，通过10次空白溶液的测试，相对标准偏差在1.0%～2.4%，通过加标回收法检验方法的准确度，回收率在98.0%～104%，表明此方法满足淡水中碘元素准确测试的要求，但对于碘元素含量低于5 μg/L的淡水，此方法仅作参考。

1 陆秋艳，张文婷，张致远.离子色谱-电感耦合等离子体质谱联用法测定碘酸根和碘离子[J].海峡药学，2016，28（9）：64-67.

2 汪 春，农晋琦．水中矿物元素的ICP-MS分析[J].分析测试学报，2002，21（5）：94-97．

3 侯艳霞，刘丽萍，杜振霞.高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱法测定饮用水中碘酸根和碘离子[J].理化检验：化学分册，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

张伶羽（1996-），女，山东烟台人，专科，研究方向：环境监测与评价。