電感耦合等離子體質譜(ICP-MS)法測定地球化學樣品中的碘

萬 兵 孫立欣 賈雨薇 夏照明 任志海*

（1吉林省第六地質調查所 實驗室，吉林 延吉133400；2吉林省第五地質調查所實驗室，長春130500）

前言

碘廣泛地分布在大氣圈、水圈、生物圈和巖石圈中，并且不斷地循環著。碘對人體、植物有機體的物質交換起著重要作用，是研究評價環境的重要元素之一。地球化學樣品中碘的含量一般在μg/g數量級，并且碘易被氧化、易被還原、易揮發和存在的價態復雜，給分析測定帶來較大困難。目前碘的測定方法有電感耦合等離子體質譜法[1-5]、離子色譜法[6-7]、X射線熒光光譜法[8]、催化動力學光度法[9-12]等。X射線熒光光譜法直接測定靈敏度較差，滿足不了分析測試要求；離子色譜法受地球化學樣品基體影響較大且耗時較長；催化動力學分光光度法對顯色條件和環境條件要求非常嚴格，且操作煩瑣，分析測定困難。利用艾斯卡試劑半熔分解地球化學樣品，用陽離子交換樹脂靜態交換分離溶液中的陽離子，用電感耦合等離子體質譜儀測定碘，結果令人滿意。同其它方法相比較，具有操作簡便、靈敏度高、重現性好等優點。

1 實驗部分

1.1 主要儀器

電感耦合等離子體質譜儀XⅡ（美國賽默飛世爾科技公司），主要參數列于表1。

表1 ICP-MS測定碘的工作參數Table 1 Working parameters of ICP-MS for the determination of iodine

1.2 主要試劑

碳酸鈉、氧化鋅均為西隴化學試劑有限公司生產，優級純；732陽離子交換樹脂（上海匯珠樹脂有限公司生產）；水為去離子水。

碘標準儲備溶液（1 000μg/m L，國家有色金屬及電子材料分析測試中心）。

GBW07402、GBW07404、GBW07405、GBW07406、GBW07408標準參考物質（地球物理地球化學勘查研究所）。

1.3 實驗方法

1.3.1 樣品分解

稱取0.25 g（精確至0.000 1 g）樣品置于預先加入1.5 g碳酸鈉和氧化鋅混合熔劑（Na2CO3∶ZnO=2∶3）的25 m L瓷坩堝中，攪勻后，再均勻覆蓋約1.5 g的混合熔劑，置于馬弗爐中，自室溫升至800℃后保溫30 min，取出冷卻，將熔塊倒入100 m L燒杯中，用熱水洗凈坩堝，加入20 m L水和無水乙醇1 m L，煮沸，冷卻，將溶液連同沉淀用水移入50 m L容量瓶中，稀釋到刻度，搖勻后放置澄清。分取清液10 m L于50 m L燒杯中，加入8.0 g處理好的陽離子樹脂，用玻璃棒攪拌后靜態交換，2 h后干過濾至25 m L試管中，待測。

1.3.2 標準系列的配制

分別移取1.0μg/m L碘的標準工作液0.00、0.10、0.25、0.50、1.00、2.00、3.00、5.00 m L 于50.0 m L容量瓶中，用試劑空白溶液定容，即為0.0、0.4、1.0、2.0、4.0、8.0、12.0、20.0μg/g碘的標準系列溶液。

2 結果與討論

2.1 陽離子交換樹脂用量的選擇

分別稱取6份GBW07402，按樣品處理程序處理成樣品溶液，分別加入陽離子交換樹脂2、4、6、8、10、12 g，用來驗證陽離子交換樹脂用量對陽離子分離效果的影響，交換后的溶液用電感耦合等離子體光譜法測定溶液中殘留的鈉離子和鋅離子。結果表明：在10 m L溶液中加陽離子交換樹脂8 g，分離后的溶液測定效果最好。因此，實驗選擇陽離子交換樹脂用量為8 g。

2.2 內標元素的選擇

電感耦合等離子體質譜法經常采用內標法來校正儀器的漂移和消除溶液基體的影響。內標元素選取時一是要樣品中含有的內標元素可以忽略不計；二是要不受樣品基體或待測元素的干擾；三是要與待測元素有相近的電離能；四是要與待測元素有相近的質量數。表2給出了待測元素的質量數和電離能。

表2 待測元素和內標元素的質量數和電離能Table 2 Masses and ionization energies of the elements to be analyzed and the internal elements

結合樣品的實際情況，表2和內標選取要求，本文采用內標元素Rh來校正溶液的基體效應和儀器的漂移。

2.3 方法檢出限

按照樣品分解步驟，隨同樣品分析制備11個樣品空白溶液進行測定，計算測出標準偏差，然后按3倍信號的標準偏差得出方法檢出限為0.006 9μg/g。

2.4 方法準確度實驗

在選定的實驗條件下，對5個國家一級土壤標準樣品，按樣品實驗方法進行測定，結果見表3，所測結果與標準值的相對誤差滿足地質礦產實驗室測試質量管理規范中的多目標地球化學調查樣品化學成分分析的要求。

表3 方法準確度Table 3 The accuracy of method / (μg·g-1)

2.5 方法精密度實驗

在選定的實驗條件下，對5個國家一級土壤標準樣品，按樣品實驗方法進行11次測定，結果見表4。所測精密度滿足地質礦產實驗室測試質量管理規范中的多目標地球化學調查樣品化學成分分析的要求。

3 結論

方法經國家一級標準土壤參考樣品驗證，方法的檢出限、精密度和準確度能夠滿足地球化學樣品的分析測定要求。方法操作簡便，測試成本低，分析周期短，適合于批量樣品的分析測定。

表4 方法精密度Table 4 The precision of method(n=11) /%

[1]李冰，何紅蓼，史世云，等.電感耦合等離子體質譜法同時測定地質樣品中痕量碘溴硒砷的研究Ⅰ.不同介質及不同陰離子形態對測定信號的影響[J].巖礦測試（Rock and Mineral Analysis），2001，20（3）：161-166.

[2]吳赫，王龍山，張艷，等.艾斯卡試劑熔礦、動態樹脂交換—等離子體質譜法測定土壤樣品中的痕量碘[J].陜西地質（Geology of Shanxi），2009（2）：97-102.

[3]張慧敏，黎雪慧，劉桂華，等.電感耦合等離子體質譜技術測定痕量碘方法研究[J].中國衛生檢驗雜志（Chinese Journal of Health Laboratory），2014（4）：493-495.

[4]李冰，史世云，何紅蓼，等.電感耦合等離子體質譜法同時測定地質樣品中痕量碘溴硒砷的研究Ⅱ.土壤及沉積物標準物質分析[J].巖礦測試（Rock and Mineral Analysis），2001，20（4）：241-246.

[5]安華娟，張明杰，戴雪峰，等.電感耦合等離子體質譜法測定地質樣品中痕量碘[J].理化檢驗（化學分冊）（Physical Testing and Chemical Analysis Part B：Chemical Analysis），2010，47（6）：692-693.

[6]楊賢，王斌.紫外檢測離子色譜法測定海水中的碘離子[J].中國無機分析化學（Chinese Journal of Inorganic Analytical Chemistry），2016，6（4）：38-40.

[7]王永強.離子色譜法測定水中痕量碘[J].環境污染與防治（Environmental Pollution and Control），1989（1）：43-45，48.

[8]劉德慧.汞型活性碳紙富集-XRF法測定地質試樣中痕量碘[J]. 巖礦測試（Rock and Mineral Analysis），1990，10（3）：175-178.

[9]張學華，王君玉，韓敏.氯胺T-四堿催化分光光度法測定河南省黃淮平原農業地質調查樣品中痕量碘[J].巖礦測 試 （Rock and Mineral Analysis），2007，26（5）：391-394.

[10]姚秀紅，劉麗貞，杜俊逸，等.高溫熱水解-催化分光光度法測定植物樣品中的痕量碘[J].地球與環境（Earth and Environment），2012（2）：279-285.

[11]孫洋，李占清，魏海英.酸性紅褪色分光光度法測定食鹽中碘的含量[J].中國無機分析化學（Chinese Journal of Inorganic Analytical Chemistry），2016，6（1）：65-68.

[12]程素敏，王娟，張巖，等.分光光度法測定土壤中碘的方法改進[J].中國無機分析化學（Chinese Journal of Inorganic Analytical Chemistry），2015，5（4）：41-43.