水中碘化物的3种测定方法比较

董志梅 黄叶薇

摘 要：目的：通过离子色谱法、硫酸铈催化分光光度法、电感耦合等离子体质谱法3种方法测定水中碘化物，通过实验比较，分析3种方法的优缺点。方法：选取质控样品作为实验对象，按照3种方法实验步骤测定各实验组水中碘化物浓度。结果：3种检测方法线性关系均满足实际检测要求，且相关系数R2≥0.999。电感耦合等离子体质谱法检出限为0.6 μg·L-1，加标回收率为100.8%，相对标准偏差为0.36%～0.45%；硫酸铈催化分光光度法检出限为1.2 μg·L-1，加标回收率为84.4%，相对标准偏差为0.80%～1.91%；离子色谱法检出限为8 μg·L-1，加标回收率为91.4%，相对标准偏差为0.23%～1.11%。结论：3种检测方法检测范围广、灵敏度高，且精密度和准确度表现良好，均可准确测定水中碘化物的含量。

关键词：碘化物；离子色谱法；硫酸铈催化分光光度法；电感耦合等离子体质谱法

Abstract： Objective： To determine iodine content in water by ion chromatography， cerium sulfate catalytic spectrophotometry and inductively coupled plasma mass spectrometry， and to analyze the advantages and disadvantages of the three methods through experimental comparison. Method： Quality control samples were selected as experimental objects， and the concentration of iodine in water of each experimental group was determined according to the experimental steps of the three methods. Result： The linear relationship of the three detection methods all meet the actual detection requirements， and the correlation coefficient R2≥0.999. The detection limit of inductively coupled plasma mass spectrometry was 0.6 μg·L-1， the spiked recovery rate was 100.8%， and RSD was 0.36%～0.45%. The detection limit of cerium sulfate catalytic spectrophotometry was 1.2 μg·L-1， the spiked recovery rate was 84.4%， and RSD was 0.80%～1.91%. The detection limit of ion chromatography was 8 μg·L-1， the spiked recovery rate was 91.4%， and RSD was 0.23%～1.11%. Conclusion： The three detection methods have a wide range of detection， high sensitivity， and good precision and accuracy， and can accurately determine the content of iodide in water.

Keywords： iodide; ion chromatography; cerium sulfate catalytic spectrophotometry; inductively coupled plasma mass spectrometry

水中碘化物的來源主要是农业和工业废水，农业和工业废水中含有较多碘磷硫化物，流入地表水中或渗透到地下会使水中碘化物含量上升，大量摄入碘化物会引起甲状腺肿大。人体摄入碘元素的主要途径是饮水，而准确测定水中碘化物的含量对于保障民众饮水安全具有现实意义[1-2]。目前，常用于水样中碘化物分析的方法主要有离子色谱法、气相色谱法、比色法和分光光度法等，检测工作中受实际样品状态、样品基质、检测条件以及环境等因素的影响，不同分析方法各有利弊[3-4]。本文选择离子色谱法、硫酸铈催化分光光度法、电感耦合等离子体质谱法3种检测方法开展实验，对3种分析方法进行方法学验证比较，以期为检测工作中选择最佳水中碘化物检测方法提供参考。

1 材料与方法

1.1 样品准备

选取满足实验的水样，缓慢充满容器至溢流，并进行密封保存，0～4 ℃冷藏，避光。

1.2 离子色谱法

1.2.1 试剂与仪器

（1）试剂。氢氧化钠（优级纯），天津光复化学试剂有限公司；碳酸钠（优级纯），科密欧化学试剂有限公司；碳酸氢钠（优级纯），科密欧化学试剂有限公司；碘化钾溶液（1 000 μg·L-1），国家有色金属及电子材料分析测试中心。

（2）仪器。930 Compact IC Flex离子色谱仪，瑞士万通公司；电导检测器；Metrohm色谱柱A Supp4-250（250 mm×4 mm，9 μm）。

1.2.2 仪器参数

流速：1.0 mL·min-1；温度：45 ℃；进样量：250 μg·L-1；淋洗液：3.2 mmol·L-1碳酸钠+1.0 mmol·L-1碳酸氢钠；再生液：0 mmol·L-1硫酸。

1.2.3 实验方法

样品采集依据《地表水和污水监测技术规范》《地下水环境监测技术规范》[5-6]进行，采集后立即置于棕色容量瓶中，加入氢氧化钠饱和溶液调节pH值约为12。样品经0.45 μm滤膜过滤，弃去初滤液10 mL，收集后续滤液待测。

1.2.4 标准工作溶液配制

分别准确吸取0 mL、1.00 mL、2.00 mL、5.00 mL、8.00 mL和10.00 mL碘化钾溶液（1 000 μg·L-1）于100 mL容量瓶中，用水稀释至标线并混匀，得到浓度分别为0 μg·L-1、10 μg·L-1、20 μg·L-1、50 μg·L-1、80 μg·L-1和100 μg·L-1的标准工作溶液。

1.3 硫酸铈催化分光光度法

1.3.1 试剂

浓硫酸（优级纯），国药集团；二氯异氰尿酸钠（分析纯），星菲化学；氯化钠（优级纯），国药集团；四水合硫酸铈（分析纯），国药集团；碘化钾溶液（1 000 μg·L-1），国家有色金属及电子材料分析测试中心；亚砷酸，坛墨质检-标准物质中心。

1.3.2 儀器

RN3002/RN3002-S紫外分光光度计（1 cm比色皿），宁波然诺科学仪器有限公司；SSY6恒温水浴箱（控温精度±0.2 ℃），北京泰克仪器有限公司。

1.3.3 实验方法

分别吸取水样及碘标准系列溶液各2.0 mL于玻璃试管中，再分别加入二氯异氰尿酸钠溶液0.5 mL，混匀后静置10 min，再加入亚砷酸溶液2.0 mL，混匀后放于（30±0.2）℃恒温水浴锅中15～20 min。秒表计时，依顺序每管间隔相同时间30 s，准确加入0.20 mL硫酸铈铵溶液后立即混匀并放回水浴。待碘标准浓度为20 μg·L-1管加入硫酸铈铵溶液后30 min时，依顺序每管间隔相同时间30 s，于380 nm波长下，以纯水为参比，测定各实验组吸光度值。样品皿与参比皿盛纯水在测定波长下的吸光度值差不应超过0.002。

1.3.4 标准工作溶液配制

（1）碘化物标准中间溶液。准确吸取碘化钾溶液（1 000 μg·L-1）20.00 mL于100 mL容量瓶中，用水溶液稀释至刻度，得到碘化物标准中间溶液（200 μg·L-1）。

（2）标准工作溶液。分别准确移取碘化物标准中间溶液（200 μg·L-1）0 mL、2.00 mL、4.00 mL、6.00 mL、8.00 mL和10.00 mL于100 mL容量瓶中，用水定容至刻度，得到浓度分别为0 μg·L-1、4 μg·L-1、8 μg·L-1、12 μg·L-1、16 μg·L-1和20 μg·L-1的标准工作溶液。

1.4 电感耦合等离子体质谱法

1.4.1 试剂与仪器

（1）试剂。四甲基氢氧化铵（分析纯），南京试剂；碘化钾溶液（1 000 μg·L-1），国家有色金属及电子材料分析测试中心；质谱调谐液，日本岛津；内标（In），日本岛津。

（2）仪器。ICPMS-2030LF电感耦合等离子体质谱仪，日本岛津。

1.4.2 仪器参数

等离子体气流速：9.0 L·min-1；辅助气流速：1.10 L·min-1；载气流速：0.70 L·min-1；池气体流速：6.0 mL·min-1；池电压：-21.0 V；能量过滤器电压：7.0 V；雾室温度：5 ℃。

1.4.3 实验方法

取水样10 mL直接测定，碘的测定质量数为127，以In元素作为内标，其质量数为115。

1.4.4 标准工作溶液配制

（1）标准使用溶液。准确吸取碘化钾溶液（1 000 μg·L-1）10.00 mL于100 mL容量瓶中，用0.25%四甲基氢氧化铵水溶液稀释至刻度，得到碘化物标准使用溶液（100 μg·L-1）。

（2）标准工作溶液。分别准确移取0 mL、0.60 mL、1.00 mL、5.00 mL、10.0 mL和20 mL碘化物标准使用溶液（100 μg·L-1）于6个100 mL容量瓶中，用0.25%四甲基氢氧化铵水溶液定容至刻度，得到浓度分别为0 μg·L-1、0.6 μg·L-1、1.0 μg·L-1、5.0 μg·L-1、10.0 μg·L-1和20.0 μg·L-1的标准工作溶液。

2 结果与分析

2.1 标准曲线与检出限

由表1可知，3种检测方法得到的校正曲线相关系数R2均大于0.999，符合质量控制要求。其中，电感耦合等离子体质谱法检出限为0.6 μg·L-1，离子色谱法线性范围为0～100 μg·L-1，线性范围最广。目前，北海地下水碘化物浓度在4～20 μg·L-1，3种检测方法均可满足现阶段检测要求。检测低浓度样品时，应优先选择电感耦合等离子体质谱法。

2.2 精密度和准确度

2.2.1 精密度

分别采用硫酸铈催化分光光度法、电感耦合等离子体质谱法对浓度为5.19 μg·L-1和12.8 μg·L-1的质控样品连续测定7次，采用离子色谱法对浓度为10.60 μg·L-1和61.70 μg·L-1的质控样品连续测定7次。由表2可知，3种检测方法测定不同浓度质控样品时，相对标准偏差为0.23%～1.91%，精密度均能满足实验要求。其中，离子色谱法检测高浓度样品时精密度更高，为0.23%；电感耦合等离子体质谱法各测量值之间的离散程度最小，精密度最好。

2.2.2 准确度

分别采用硫酸铈催化分光光度法、电感耦合等离子体质谱法对浓度为5.19 μg·L-1和12.8 μg·L-1质控样品平行测定7次，采用离子色谱法对浓度为10.60 μg·L-1和51.70 μg·L-1质控样品平行测定7次。由表3可知，对于浓度为5.19 μg·L-1质控组，硫酸铈催化分光光度法的测定平均值为5.08 μg·L-1，相对误差为2.12%；电感耦合等离子体质谱法的测定平均值为5.13 μg·L-1，相对误差为1.16%。对于浓度为12.8 μg·L-1质控组，硫酸铈催化分光光度法测定平均值为12.49 μg·L-1，相对误差为2.42%；电感耦合等离子体质谱法的测定结果为12.91 μg·L-1相对误差为0.86%；对于浓度为10.60 μg·L-1和51.70 μg·L-1质控组，离子色谱法的测定平均值分别为10.40 μg·L-1和51.51 μg·L-1，相对误差分别为1.89%和0.37%。离子色谱法测定高浓度样品时相对误差较小，准确度较好；与硫酸铈催化分光光度法相比，电感耦合等离子体质谱法相对误差较小，准确度较高。

2.3 加标回收率

选取同一水质样品，分别采用离子色谱法、硫酸铈催化分光光度法、电感耦合等离子体质谱法3种方法进行加标回收试验。由表4可知，3种检测方法的加标回收率为84.4%～100.8%，均满足相关规定要求。其中加标回收率最高的检测方法是电感耦合等离子体质谱法，而硫酸铈催化分光光度法最低。

3 结论

通过3种检测方法测定水中碘化物含量，3种方法均可以实现水中碘化物含量的准确测定。其中，电感耦合等离子体法检出限为0.6 μg·L-1，适用于低浓度样品检测，但检测成本较高；硫酸铈催化分光光度法既可满足低浓度样品检测，也可满足高浓度样品检测，但实验操作较为复杂，对实验时间及条件要求较严格；离子色谱法检出限为8 μg·L-1，适用于高浓度样品检测。综上所述，实验室可根据实际检测工作情况，选择合适的检测方法。

参考文献

[1]宋辛祎，许春雪，安子怡，等.天然水样品中碘化物分析方法探讨[J].岩矿测试，2023，42（3）：587-597.

[2]中国国家标准化管理委员会，中华人民共和国国家市场监督管理总局.生活饮用水卫生标准：GB 5749—2022[S].北京：中国标准出版社，2022.

[3]环境保护部.水质 碘化物的测定 离子色谱法：HJ 778—2015[S].北京：中国环境科学出版社，2015.

[4]中华人民共和国国家市场监督管理总局，中国国家标准化管理委员会.生活饮用水标准检验方法：GB/T 5750—2023[S].北京：中国标准出版社，2023.

[5]国家环境保护总局.地表水和污水监测技术规范：HJ/T 91—2002[S].北京：中国环境科学出版社，2002.

[6]国家环境保护总局.地下水环境监测技术规范：HJ/T 164—2004[S].北京：中国环境科学出版社，2004.

作者简介：董志梅（1990—），女，广西北海人，本科，助理工程师。研究方向：食品检测及水质检测。