郭晶晶，林　冬，李旭冉

(天津市環(huán)境監(jiān)測中心，天津　300191)

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積分安培檢測-離子色譜法測定水中痕量碘離子

郭晶晶，林冬，李旭冉

(天津市環(huán)境監(jiān)測中心，天津300191)

建立了積分安培檢測-離子色譜法測定水中痕量碘離子的方法，在0～500 μg/L濃度范圍內(nèi)線性良好，實驗表明該法檢出限低(0.15 μg/L)，精密度高(相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于2.0%)，準(zhǔn)確性好(地表水樣品和地下水樣品的加標(biāo)回收率分別為97.0%和96.7%)，適宜測定地表水和地下水中痕量的碘離子，對于成分復(fù)雜，有機(jī)物含量高的生活污水和工業(yè)廢水可采取稀釋等預(yù)處理措施后再進(jìn)行分析，是一種易于廣泛推廣使用的新型分析方法。

安培檢測器；離子色譜；碘離子

碘是一種具有多價態(tài)鹵族非金屬化學(xué)元素，在自然界分布廣泛[1]。它是人體必需的微量元素之一，在人體內(nèi)具有促進(jìn)和協(xié)調(diào)生物氧化、調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)合成和分解、促進(jìn)人體代謝和生長發(fā)育等重要生理作用，健康成人體內(nèi)碘的總量為20～50 mg，但過量攝入會引起甲狀腺方面的疾病[2]。水體中碘離子的來源主要是沿海地區(qū)咸潮帶入的含碘化合物，以及一些工業(yè)污染，含量高低主要取決于流經(jīng)的巖石和土壤中的含碘量。在自來水生產(chǎn)和消毒過程中會生成具有很高毒性的碘代消毒副產(chǎn)物，而碘離子作為消毒副產(chǎn)物的前體物，定量測定其濃度具有很重要的環(huán)境意義[3]。

碘離子的測定方法主要有容量法、催化分光法和氣相色譜法。容量法僅適用于高濃度碘化物的測定，操作過程繁瑣；催化分光法需要使用高毒試劑亞砷酸溶液，對人體危害大，極易對環(huán)境造成二次污染；氣相色譜法需經(jīng)衍生反應(yīng)，步驟復(fù)雜，常采用填充柱進(jìn)行色譜分離，柱效低，分離效果不理想，重現(xiàn)性差，回收率低[4]。離子色譜法是20世紀(jì)70年代后發(fā)展起來的一種色譜新技術(shù)，主要應(yīng)用于待測樣品中陰、陽離子的測定[5]。該方法具有高選擇性和靈敏度，前處理簡單，成本低，快速準(zhǔn)確，檢出限低等優(yōu)點，已在環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域得到了非常廣泛的應(yīng)用，非常適宜測定水中的碘離子。

1　實　驗

1.1儀器與試劑

ICS-5000+型離子色譜儀，美國Thermo Fisher Scientific；安培檢測器；銀工作電極；Milli-Q超純水機(jī)；高純氮氣。

碘化鉀(優(yōu)級純)；氫氧化鈉(高純)；微孔濾膜(0.45 μm)。

1.2色譜條件

色譜柱: The IonPac AS16+The IonPac AG16；淋洗液: 35 mmol/L NaOH；流速: 1.0 mL/min；進(jìn)樣體積：100 μL；柱溫: 30 ℃。

2　結(jié)果與討論

2.1線性范圍

分別配制0～10 μg/L，10～100 μg/L，100～500 μg/L的碘離子濃度系列，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)曲線的測定，具體數(shù)據(jù)見表1～表3和圖1～圖3。

表1　碘離子(0～10 μg/L)標(biāo)準(zhǔn)曲線測定數(shù)據(jù)

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

樣品序號樣品名稱保留時間/min峰面積/(nC·min)樣品量/(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。

圖2　碘離子(10～100 μg/L)標(biāo)準(zhǔn)曲線

樣品序號樣品名稱保留時間/min峰面積/nC*min樣品量/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。

圖3　碘離子(100～500 μg/L)標(biāo)準(zhǔn)曲線

目前，我國地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 14848-93)中對碘離子濃度提出了限值要求(I類和II類水質(zhì)均≤0.1 mg/L；III類水質(zhì)≤0.2 mg/L；IV類水質(zhì)≤1.0 mg/L；V類水質(zhì)﹥1.0 mg/L)，亟需建立靈敏度高、操作簡單易行的新型分析方法。

由以上數(shù)據(jù)可以看出，積分安培檢測-離子色譜法測定痕量碘離子的線性范圍寬，在0～500 μg/L范圍內(nèi)的相關(guān)系數(shù)均大于0.999，完全能夠滿足日常工作需要。

2.2檢出限

根據(jù)《環(huán)境監(jiān)測 分析方法標(biāo)準(zhǔn)制修訂技術(shù)導(dǎo)則》(HJ 168-2010)附錄A中有關(guān)方法檢出限的規(guī)定，按照樣品分析的全部步驟，對濃度值為估計方法檢出限(相應(yīng)于2～5倍儀器信噪比的濃度值)的樣品進(jìn)行7次平行測定，計算7次平行測定的標(biāo)準(zhǔn)偏差，按下列公式計算方法檢出限：

MDL=t(n-1,0.99)×S

其中，t(n-1,0.99)為置信度為99%、自由度為n-1時的t值；n為重復(fù)分析的樣品數(shù)，連續(xù)分析7個樣品，在99%的置信區(qū)間，t(6,0.99)=3.143；為7次平行測定的標(biāo)準(zhǔn)偏差，以樣品濃度1.0 μg/L進(jìn)行試驗，測定結(jié)果見表4，以檢出限的4倍計算測定下限。

通過實驗發(fā)現(xiàn)，積分安培檢測-離子色譜法測定碘離子的靈敏度高，檢出限為0.15 μg/L，測定下限為0.60 μg/L，適宜測定地下水、地表水等清潔水體中的痕量碘離子，解決了容量法及分光光度法靈敏度低的問題，是一種可廣泛推廣使用的先進(jìn)分析方法。

表4　方法檢出限測定結(jié)果

2.3精密度

分別對碘離子含量為1.00 μg/L、100.0 μg/L和500.0 μg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行6次重復(fù)測定，計算相對標(biāo)準(zhǔn)偏差來考察方法的精密度，具體數(shù)據(jù)見表5。

表5　精密度數(shù)據(jù)

精密度是表征測定過程中隨機(jī)誤差的大小，好的精密度是保證獲得良好準(zhǔn)確度的先決條件，實驗證明積分安培檢測-離子色譜法測定碘離子，在三個濃度水平上的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均不大于2.0%，方法精密度高，結(jié)果滿意。

2.4準(zhǔn)確度

通過測定實際樣品(隨機(jī)選取的地表水樣品和地下水樣品)的加標(biāo)回收率來考察方法的準(zhǔn)確度，加標(biāo)量根據(jù)實際樣品濃度來確定。

表6　實際樣品加標(biāo)回收率測定結(jié)果

由表6可以看出，地表水、地下水實際樣品的加標(biāo)回收率均在97.0%左右，方法的準(zhǔn)確度高，結(jié)果穩(wěn)定可靠。儀器自動化程度高，前處理步驟簡單，可批量檢測，滿足相關(guān)分析需求。

2.5干擾因素

考察常見的幾種陰離子是否會對碘離子的測定產(chǎn)生干擾。

表7　混合標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度

圖4　混合標(biāo)準(zhǔn)溶液出峰情況

配制混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，通過觀察各離子的出峰時間及測定濃度來判斷干擾情況?；鞓?biāo)濃度見表7，色譜圖見圖4。

實驗結(jié)果證明常見的幾種陰離子不會對碘離子的測定產(chǎn)生干擾，因為本實驗采用的是安培檢測器，該檢測器只對電活性物質(zhì)有響應(yīng)，適用于電活性物質(zhì)的痕量測定，而不受非電活性物質(zhì)的干擾。而且由于每種物質(zhì)的氧化還原反應(yīng)電位不同，對于具有不同電極電位的物質(zhì)，只要在電解池的兩極間施加不同的電壓，就可控制電極反應(yīng)，提高選擇性。

3　結(jié)　論

積分安培檢測-離子色譜法測定水中痕量碘離子的線性范圍寬，實驗結(jié)果表明在0～500 μg/L范圍內(nèi)線性良好，方法檢出限0.15 μg/L，測定下限0.60 μg/L。分別對碘離子含量為1.00 μg/L，100.0 μg/L和500.0 μg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行6次重復(fù)測定，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為2.0%、0.49%、0.11%，精密度高。在準(zhǔn)確度方面，測定了實際樣品(隨機(jī)選取的地表水樣品和地下水樣品)的加標(biāo)回收率(結(jié)果分別為97.0%和96.7%)，表明該法的準(zhǔn)確度好。積分安培檢測-離子色譜法適宜測定地表水和地下水中的碘離子，對于成分復(fù)雜，有機(jī)物含量高的生活污水和工業(yè)廢水可采取稀釋等預(yù)處理措施后再進(jìn)行分析，是一種易于廣泛推廣使用的新型分析方法。

[1]孫自軍,劉延霞.碘的分析方法研究進(jìn)展[J].化學(xué)工程師,2013(4):54-57.

[2]吳曉芳,魯杰.離子色譜法測定礦泉水中的溴和碘[J].中國公共衛(wèi)生,2000,7(16):598-599.

[3]葉明立,胡忠陽,潘廣文.毛細(xì)管離子色譜法同時測定飲用水中痕量碘離子、硫氰酸根和草甘膦[J].分析化學(xué)研究簡報,2011, 39(1):1762-1765.

[4]王維.抑制型電導(dǎo)-離子色譜法快速測定礦泉水中碘離子[J].預(yù)防醫(yī)學(xué)情報雜志, 2010, 26(6):486-488.

[5]武開業(yè).離子色譜儀結(jié)構(gòu)原理與維護(hù)[J].科技視界,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，工程師，現(xiàn)主要從事環(huán)境樣品的分析測試工作。

X502

A

1001-9677(2016)016-0128-04