基于離子色譜法測定黃河流域水中碘離子

【摘要】本文基于離子色譜法建立了一種快速測定黃河流域水樣中碘離子的新方法。結(jié)果表明，線性范圍為0.10～5.00 mg/ L，相關(guān)性系數(shù)r大于0.9998；方法檢出限達(dá)到0.005 mg/L，加標(biāo)回收率在97.2%～102.1%之間。以標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行回收率實驗，重復(fù)測定6次時，原樣及加標(biāo)樣的RSD分別為0.55%、0.30%。該方法能夠快速有效地測定環(huán)境水中的碘離子濃度，具有精密度好、靈敏度高等優(yōu)點，該方法可用于工業(yè)生產(chǎn)以及科學(xué)研究。

【關(guān)鍵詞】離子色譜法；碘離子；環(huán)境水

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2024.05.004

Ion Chromatography Was Used to Determine Iodine Ions in Water in The Yellow River Basin

JIN Long， WANG Zhuo， LI Yongli

（Northwest Research Institute of Mining and Metallurgy， Baiyin 730900， China）

Abstract： Based on ion chromatography， this paper establishes a new method for rapid determination of iodide ions in water samples from the Yellow River Basin. The results show that the linear range is 0.10 to 5.00 mg/L， with a correlation coefficient r greater than 0.9998. The detection limit of the method reaches 0.005 mg/L， and the recovery rate of spiked samples ranges from 97.2% to 102.1%. In the recovery experiment using standard samples， when measured six times repeatedly， the RSDs of the original sample and the spiked sample are 0.55% and 0.30%， respectively. This method can quickly and effectively determine the concentration of iodide ions in environmental water， with the advantages of good precision and high sensitivity. It can be applied to industrial production and scientific research.

Keywords： ion chromatography； iodide ion； environmental water

水是自然環(huán)境的重要組成部分，是生命之源，飲用水是否安全直接影響人的身體健康。隨著社會的發(fā)展，環(huán)境水中碘離子含量越來越高。碘離子在自來水凈化過程中發(fā)生一系列反應(yīng)，以碘化物形式存在于水中。碘的過量攝取對人體有很大的危害。因此，測定水中的碘離子含量是否超出飲用標(biāo)準(zhǔn)十分必要。

邢蕊[1]等建立了離子色譜法測定水中碘化物的方法，利用離子色譜儀在最佳的測試條件下對水中的碘化物進(jìn)行了測定。郭晶晶[2]等建立了積分安培監(jiān)測-離子色譜法測定水中痕量碘離子的方法。結(jié)果表明，該方法適宜測定地表水和地下水中痕量的碘離子，具有一定的推廣性?？苤救A[3]等基于離子色譜法對生活飲用水中的碘化物進(jìn)行測定，實驗的精密度與回收率均符合要求。鄭延清[4]建立評定離子色譜法測定水中碘化物不確定度的方法。對實驗過程中的各個不確定度分量的來源，包括測量重復(fù)性、標(biāo)準(zhǔn)曲線線性擬合、標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋過程等進(jìn)行了分析，計算合成不確定度和擴(kuò)展不確定度。蔡杰[5]利用離子色譜法對水中碘化物含量進(jìn)行測定，從標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)本身、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的稀釋、工作曲線擬合、樣品重復(fù)測定、加標(biāo)回收和主要儀器6個方面對碘化物測定的不確定度進(jìn)行評定。結(jié)果表明，工作曲線擬合產(chǎn)生的不確定性影響最大，其次為加標(biāo)回收和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的稀釋過程，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)本身、樣品重復(fù)測定和主要儀器產(chǎn)生的不確定性較小。甘曉娟[6]等利用850型離子色譜儀MetrosepASupp5_150色譜柱，以3.6 mmol/L Na2CO3和1.0 mmol/L NaHCO3混合溶液為淋洗液，建立了用離子色譜法測定水源水和自來水中碘化物的檢測方法。結(jié)果表明，該方法簡便快捷，適用于水源水和自來水中碘化物的定量測定。

目前，大多測定碘離子的方法都有一定的缺陷，其中電化學(xué)法滴定法靈敏度較低，氣相色譜法時間成本高，分光光度法準(zhǔn)確度低，而離子色譜法因其快速簡便、成本低、精密度高而被廣泛使用。筆者采用930C離子色譜儀（瑞士萬通）測定水中碘離子含量。結(jié)果表明，該方法快速簡便、靈敏度高，可以得到較為理想的結(jié)果。

1儀器和試劑

1.1實驗儀器及試劑

本次實驗選用儀器有930C離子色譜儀，Metrosep A Supp 5-150/4.0陰離子分離柱（具有烷醇季銨），919 IC Auto sampler plus等。實驗試劑包括：無水碳酸鈉4.5 mmol/L，碳酸氫鈉1.4 mmol/L，碘離子標(biāo)準(zhǔn)溶液1000 mg/L，稀硫酸。該實驗所用試劑均為分析純，實驗用水為無碘化物超純水，水電導(dǎo)率小于1.0μs/cm。

1.2實驗條件

以4.5 mmol/L的碳酸鈉和1.4 mmol/L的碳酸氫鈉混合溶液進(jìn)行等度淋洗設(shè)置，流速為1.0 mL/min，進(jìn)樣量為20μL，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的稀硫酸作為再生液，采用Metrosep A Supp 5-150/4.0陰離子分離柱進(jìn)行分離，分離柱爐溫為35℃，電導(dǎo)檢測器檢測。

2實驗部分

2.1樣品采集與保存

用潔凈的聚乙烯瓶采集水樣，加入飽和氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值為12，立即測定或在0～4℃避光保存，最長保存時間不超過24 h。

2.2實驗條件優(yōu)化

2.2.1流速的確定

將質(zhì)量濃度為1000 mg/L的碘離子標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋到1.0 mg/L，以標(biāo)準(zhǔn)溶液中碘離子的保留時間定性，色譜圖的峰面積定量，分別優(yōu)化實驗的流速及色譜柱溫度，得到較好的實驗條件。當(dāng)儀器柱溫為35℃時，在不同流速時分別測定保留時間與峰面積，結(jié)果見表1。

由表1可知，保留時間隨流速的增加而降低，對應(yīng)的峰面積在流速為1.0 mL/min和1.2 mL/min時可取得較好的結(jié)果。綜合考慮設(shè)備使用壽命、較理想的出峰時間以及較好的峰面積結(jié)果后，選擇1.0 mL/min作為本方法的最佳流速。

2.2.2柱溫的確定

設(shè)定儀器進(jìn)樣量為20μL，流速為1.0 mL/min，參考文獻(xiàn)及設(shè)備說明，考察柱溫分別為25、28、30、32、35、38℃時對實驗結(jié)果的影響，柱溫與峰面積的關(guān)系見表2。

從表2可以看出，柱溫在30～40℃有較好的吸脫附效果，而在35℃時取得最大峰面積。因此，選擇35℃為本方法的最佳柱溫。

2.3標(biāo)準(zhǔn)系列配置

準(zhǔn)確移取1000 mg/L的碘離子標(biāo)準(zhǔn)溶液10.00 mL稀釋配置得到質(zhì)量濃度為100.0 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)中間液。取一定量的標(biāo)準(zhǔn)中間液配置成質(zhì)量濃度分別為0.000、0.100、0.300、0.500、1.00、3.00、5.00 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液，密封搖勻后待測。

2.4校準(zhǔn)曲線

采用優(yōu)化后的方法條件（流速：1.0 mL/min，柱溫：35℃，進(jìn)樣量：20μL）平衡基線，用1%的稀硫酸再生抑制器，抑制器切換時間為10 min/次。基線平衡時，測定配置完成的標(biāo)準(zhǔn)溶液，得到碘離子的線性方程為Y=0.0357X-2.061×10-4，相關(guān)性系數(shù)r=0.9998，標(biāo)準(zhǔn)系列曲線見圖1。

由圖1可知，在實驗過程中，碘離子表現(xiàn)出良好的相關(guān)性，其相關(guān)性系數(shù)r大于0.9998，即用外標(biāo)法能夠較準(zhǔn)確測定碘離子的含量。

2.5樣品分析

在“2.4校準(zhǔn)曲線”的基礎(chǔ)上，將水樣經(jīng)0.45μm濾膜過濾，棄去前端2 mL，取濾液中間部分樣品，稀釋進(jìn)樣或直接進(jìn)樣。得到碘離子的樣品分析譜圖（見圖2）。

2.6檢出限

按照樣品分析的全部步驟，用棕色玻璃瓶采集黃河上游水樣，重復(fù)進(jìn)行7次實驗，得到樣品濃度結(jié)果，計算平行測定的標(biāo)準(zhǔn)偏差SD。自由度為6次，置信水平99%時以3.143×SD作為方法的檢出限，結(jié)果如表3所示。

實驗數(shù)據(jù)顯示，本方法的靈敏度好，在測定水中碘離子含量實驗中，可以得到準(zhǔn)確的結(jié)果。

2.7加標(biāo)回收

在樣品分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)樣品加標(biāo)，取100 mL試樣配制溶液進(jìn)行加標(biāo)回收實驗，測定回收率。平行測定6次，結(jié)果見表4。

結(jié)果顯示，原樣為2.000 mg時測得值為1.997、2.001、2.017、1.987、2.006、2.013 mg，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.55%；加標(biāo)量為1.000 mg時，加標(biāo)樣測得值為3.004、2.988、2.989、3.008、 3.007、2.997 mg，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.30%。

3結(jié)束語

本次實驗利用離子色譜法建立了一種快速測定黃河水水樣中碘離子的新方法，以碳酸鹽體系為淋洗液，20μL定量進(jìn)樣，抑制性電導(dǎo)檢測器檢測。實驗結(jié)果顯示，碘離子在0.10～ 5.00 mg/L內(nèi)與峰面積成良好的線性關(guān)系，相關(guān)性系數(shù)r大于0.9998。以空白實驗重復(fù)測定7次得出方法的檢出限為0.005 mg / L。碘離子的加標(biāo)回收率為97.2%～102.1%，RSD為0.55%、0.30%，回收率結(jié)果較好，能夠快速準(zhǔn)確測定水中碘離子含量。因此，該方法可以作為測定黃河水中碘離子的方法之一。

【參考文獻(xiàn)】

[1]邢蕊，張南.離子色譜法測定水中碘化物[J].供水技術(shù)，2022，16（6）：53-55.

[2]郭晶晶，林冬，李旭冉.積分安培檢測-離子色譜法測定水中痕量碘離子[J].廣州化工，2016，44（16）：128-130，169.

[3]寇志，劉克克，任增輝.離子色譜法測定生活飲用水中碘化物[J].河南預(yù)防醫(yī)學(xué)雜志，2020，31（4）：264-265.

[4]鄭延清.離子色譜法測定水中碘化物的不確定度評定[J].環(huán)境保護(hù)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)，2021，41（9）：69-71.

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[10]李學(xué)蓮，楊春雷.基于離子色譜法的水中四種陰離子測定研究[J].當(dāng)代化工，2018，47（10）：2245-2248.

【作者簡介】

金龍，男，1993年出生，助理工程師，研究方向為環(huán)境監(jiān)測。

王卓，女，1993年出生，助理工程師，研究方向為環(huán)境監(jiān)測。

李永莉，女，1994年出生，助理工程師，研究方向為環(huán)境監(jiān)測。

（編輯：李鈺雙）