陽離子樹脂靜態(tài)交換-電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定土壤樣品中的微量碘

陳 國 娟

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陽離子樹脂靜態(tài)交換-電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定土壤樣品中的微量碘

陳 國 娟

（國土資源部 沈陽礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測(cè)中心， 遼寧 沈陽 110032）

土壤樣品堿熔后，采用陽離子樹脂進(jìn)行靜態(tài)交換，電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）作為分析方法檢測(cè)土壤中的微量碘。方法檢出限為0.018×10-6，變異系數(shù)（RSD，=6)為0.51%~4.17%，加標(biāo)回收率在93.79%~107.73%之間，測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確可靠、滿足分析要求。

陽離子交換樹脂；ICP-MS；土壤；微量碘

土壤中微量元素碘是參與人體甲狀腺素合成的必需微量元素，它是人和動(dòng)物所必需的微量營養(yǎng)元素[1,2]。土壤中碘的缺乏直接影響人類食物及飲水中碘的含量，從而導(dǎo)致碘缺乏癥( IDD) 。碘在土壤中主要以碘化物、碘酸鹽、游離態(tài)碘、碘與三二氧化物復(fù)合體、有機(jī)復(fù)合態(tài)碘等多種形式存在。目前測(cè)定碘的方法主要有催化分光光度法、離子色譜法、電分析化學(xué)等方法[3-5]，但是方法流程長、引入試劑多，靈敏度較低。隨著電感耦合等離子體質(zhì)譜儀的迅速發(fā)展，應(yīng)用其測(cè)定土壤中的微量碘也成為可能。

本試驗(yàn)采用碳酸鈉和氧化鋅混合試劑熔礦，陽離子交換樹脂靜態(tài)交換分離大量基體后，采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）測(cè)定土壤中的微量碘，方法操作簡便、快速、準(zhǔn)確度高，結(jié)果令人滿意。

1 儀器與試劑

碳酸鈉和氧化鋅混合試劑:

碳酸鈉（優(yōu)級(jí)純）和氧化鋅（優(yōu)級(jí)純）按（3:2）比例充分混合均勻后，備用。

硫酸溶液：=2 mol/L;

732型陽離子交換樹脂;

將樹脂用水浸泡，清洗數(shù)遍后，裝入直徑約1.5 cm、長約30 cm的玻璃柱中，頂端與梨形分液漏斗相接。在分液漏斗中加入150 mL硫酸溶液（2.2），以約1.5 mL/min的流速流經(jīng)交換柱，流畢，用水以同樣流速流經(jīng)交換柱，直至無硫酸根流出。再生的樹脂用真空抽濾至干，裝瓶備用。

抗壞血酸溶液：=15 g/L;

氫氧化鈉溶液：=0.1 mol/L;

碘標(biāo)準(zhǔn)系列:

將碘標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液[(I)=100 μg·mL-1]，配制成濃度為10 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液，測(cè)定時(shí)用5％的HNO3逐級(jí)稀釋成(I)為0.0、1.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液；

無水乙醇、硝酸：優(yōu)級(jí)純；

實(shí)驗(yàn)室用水：超純水;

測(cè)試儀器：X系列2型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（美國熱電公司）。

2 樣品的預(yù)處理

土壤經(jīng)自然干燥、粉碎過100目篩。稱取已粉碎土壤樣品0.500 0 g于事先裝有1.500 0 g碳酸鈉和氧化鋅混合試劑的瓷坩堝中，攪勻并在上面覆蓋一層混合試劑，置于馬弗爐中，自低溫升溫至750 ℃，熔融30 min后，取出冷卻，將樣品倒入100 mL燒杯中，加3滴無水乙醇及20 mL水，在電熱板上加熱煮沸，冷卻，將溶液及沉淀一起移入50 mL比色管中，用水稀釋至刻度，搖勻，放置澄清。吸取5.0 mL清液于50 mL燒杯中，加入0.1 mL抗壞血酸溶液搖勻，加入陽離子交換樹脂，在靜態(tài)交換過程中需搖動(dòng)2~3次，用pH試紙檢測(cè)溶液呈微酸性。吸取清液2 mL于10 mL比色管中，待測(cè)。

同時(shí)平行制備2份空白，待上機(jī)測(cè)定。

3 結(jié)果與討論

3.1 儀器的優(yōu)化

儀器點(diǎn)火，待儀器穩(wěn)定30 min后，采用25μg·mL-1Li Co In U調(diào)諧液調(diào)整儀器各項(xiàng)指標(biāo)， 使儀器靈敏度、氧化物、雙電荷、分辨率等指標(biāo)達(dá)到分析要求。確定儀器主要工作參數(shù)見表1。

表1 儀器主要工作參數(shù)

3.2 內(nèi)標(biāo)元素的選擇

內(nèi)標(biāo)校正法可以監(jiān)測(cè)和校正信號(hào)的短期漂移及長期漂移，有效的降低基體對(duì)結(jié)果的影響。本試驗(yàn)采用187Re作為內(nèi)標(biāo)物質(zhì)，在線加入，可以得到滿意的分析結(jié)果。

3.3 陽離子交換樹脂加入量及交換時(shí)間的確定

為了有效去除浸出液中大量的鈉離子、鋅離子等其它基質(zhì)，浸出液用732型陽離子交換樹脂靜態(tài)交換。在滿足實(shí)驗(yàn)要求的情況下，應(yīng)盡量選擇操作簡單、快速、所加試劑量少的實(shí)驗(yàn)條件，以保證試劑空白盡量最小。但樹脂加入量少、交換時(shí)間短，則交換不完全，在測(cè)定中產(chǎn)生較大的鹽效應(yīng)。本試驗(yàn)討論了樹脂加入量及交換時(shí)間對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響見圖1和圖2。

從圖中可以看出，當(dāng)加入5ｇ（濕重）的陽離子樹脂，靜態(tài)交換2 h，離子交換達(dá)到平衡。用pH試紙進(jìn)行測(cè)定，此時(shí)溶液呈微酸性，pH為6～7。

圖1　樹脂用量的選擇

圖2　樹脂交換時(shí)間的選擇

3.4 方法的檢出限

在最佳試驗(yàn)條件下，對(duì)樣品空白重復(fù)測(cè)定10次，結(jié)果見表2，方法的檢出限為10次測(cè)量結(jié)果的3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差（），計(jì)算結(jié)果為0.018×10-6。

3.5 方法的準(zhǔn)確度及回收率試驗(yàn)

在最佳試驗(yàn)條件下，對(duì)5個(gè)國家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07401、GBW07403、GBW07404、GBW07405、GBW07407測(cè)定6次，計(jì)算樣品中碘的平均值，從而進(jìn)行方法準(zhǔn)確度及精密度的檢驗(yàn)。結(jié)果見表3和表4，測(cè)定結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值相符，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于5％，加標(biāo)回收率在93.79%~107.73%之間。

表2 試驗(yàn)空白測(cè)定及檢出限結(jié)果

表3 方法的準(zhǔn)確度及精密度(n=6)

表4 樣品的加標(biāo)回收率測(cè)定(n＝6)

仍然采用上述5個(gè)國家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，加入不同濃度的I標(biāo)準(zhǔn)溶液，進(jìn)行方法的加標(biāo)回收率試驗(yàn)見表4。

4 結(jié)論

本文建立了應(yīng)用陽離子樹脂進(jìn)行靜態(tài)交換，電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）測(cè)定土壤樣品中碘的方法，通過對(duì)國家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的分析，方法操作簡單、檢出限低、準(zhǔn)確度高、回收率高，分析結(jié)果準(zhǔn)確、可靠，是測(cè)定土壤中微量碘的一種較好的分析方法。

［1］武少興，龔子同，黃標(biāo).土壤中的碘與人類健康[J].土壤通報(bào)，1998，29(3):139-142.

［2］蒲朝文，李恒，封雷.土壤中碘含量的測(cè)定方法[J].職業(yè)與健康，2009，12(25):2702-2703.

［3］王瑞敏.電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）測(cè)定紫菜中微量碘[J].農(nóng)業(yè)科技與裝備，2010，13(12):20-22.

［4］范哲鋒，靳曉濤，王亞峰.電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測(cè)定碘的研究[J].光譜學(xué)與光譜分析，2001，3(21):370-372.

［5］葛力明，肖惠祥.碘的分析現(xiàn)狀[J].巖礦測(cè)試1993，3:60-70.

Determination of Trace Iodine Content in Soil by Static Exchange With Cation Resin and ICP-MS Method

（Shenyang Supervision and Testing Center of Mineral Resources,Ministry of Land and Resources, Liaoning Shenyang 110032，China）

After the alkali-melting process treated the soil sample，cation resin was used for static exchange，then trace iodine in soil was determined by ICP-MS.The method detection limit was 0.018×10-6, the variation coefficient (RSD=6) was 0.51％~4.17％,the recovery rate of standard addition was 93.79％~107.73％,the result is quite accurate and satisfied.

Cation exchange resin; ICP-MS; Soil; Trace iodine

O 657

A

1671-0460（2014）06-1130-02

2013-11-07

陳國娟（1981-），女，陜西西安人，工程師，碩士研究生，2006年畢業(yè)于沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)，研究方向：現(xiàn)主要從事實(shí)驗(yàn)測(cè)試分析方面的研究。E-mail：chenhy-0@sohu.com。