电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定地球化学样品中的碘

万 兵 孙立欣 贾雨薇 夏照明 任志海*

（1吉林省第六地质调查所 实验室，吉林 延吉133400；2吉林省第五地质调查所实验室，长春130500）

前言

碘广泛地分布在大气圈、水圈、生物圈和岩石圈中，并且不断地循环着。碘对人体、植物有机体的物质交换起着重要作用，是研究评价环境的重要元素之一。地球化学样品中碘的含量一般在μg/g数量级，并且碘易被氧化、易被还原、易挥发和存在的价态复杂，给分析测定带来较大困难。目前碘的测定方法有电感耦合等离子体质谱法[1-5]、离子色谱法[6-7]、X射线荧光光谱法[8]、催化动力学光度法[9-12]等。X射线荧光光谱法直接测定灵敏度较差，满足不了分析测试要求；离子色谱法受地球化学样品基体影响较大且耗时较长；催化动力学分光光度法对显色条件和环境条件要求非常严格，且操作烦琐，分析测定困难。利用艾斯卡试剂半熔分解地球化学样品，用阳离子交换树脂静态交换分离溶液中的阳离子，用电感耦合等离子体质谱仪测定碘，结果令人满意。同其它方法相比较，具有操作简便、灵敏度高、重现性好等优点。

1 实验部分

1.1 主要仪器

电感耦合等离子体质谱仪XⅡ（美国赛默飞世尔科技公司），主要参数列于表1。

表1 ICP-MS测定碘的工作参数Table 1 Working parameters of ICP-MS for the determination of iodine

1.2 主要试剂

碳酸钠、氧化锌均为西陇化学试剂有限公司生产，优级纯；732阳离子交换树脂（上海汇珠树脂有限公司生产）；水为去离子水。

碘标准储备溶液（1 000μg/m L，国家有色金属及电子材料分析测试中心）。

GBW07402、GBW07404、GBW07405、GBW07406、GBW07408标准参考物质（地球物理地球化学勘查研究所）。

1.3 实验方法

1.3.1 样品分解

称取0.25 g（精确至0.000 1 g）样品置于预先加入1.5 g碳酸钠和氧化锌混合熔剂（Na2CO3∶ZnO=2∶3）的25 m L瓷坩埚中，搅匀后，再均匀覆盖约1.5 g的混合熔剂，置于马弗炉中，自室温升至800℃后保温30 min，取出冷却，将熔块倒入100 m L烧杯中，用热水洗净坩埚，加入20 m L水和无水乙醇1 m L，煮沸，冷却，将溶液连同沉淀用水移入50 m L容量瓶中，稀释到刻度，摇匀后放置澄清。分取清液10 m L于50 m L烧杯中，加入8.0 g处理好的阳离子树脂，用玻璃棒搅拌后静态交换，2 h后干过滤至25 m L试管中，待测。

1.3.2 标准系列的配制

分别移取1.0μg/m L碘的标准工作液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，用试剂空白溶液定容，即为0.0、0.4、1.0、2.0、4.0、8.0、12.0、20.0μg/g碘的标准系列溶液。

2 结果与讨论

2.1 阳离子交换树脂用量的选择

分别称取6份GBW07402，按样品处理程序处理成样品溶液，分别加入阳离子交换树脂2、4、6、8、10、12 g，用来验证阳离子交换树脂用量对阳离子分离效果的影响，交换后的溶液用电感耦合等离子体光谱法测定溶液中残留的钠离子和锌离子。结果表明：在10 m L溶液中加阳离子交换树脂8 g，分离后的溶液测定效果最好。因此，实验选择阳离子交换树脂用量为8 g。

2.2 内标元素的选择

电感耦合等离子体质谱法经常采用内标法来校正仪器的漂移和消除溶液基体的影响。内标元素选取时一是要样品中含有的内标元素可以忽略不计；二是要不受样品基体或待测元素的干扰；三是要与待测元素有相近的电离能；四是要与待测元素有相近的质量数。表2给出了待测元素的质量数和电离能。

表2 待测元素和内标元素的质量数和电离能Table 2 Masses and ionization energies of the elements to be analyzed and the internal elements

结合样品的实际情况，表2和内标选取要求，本文采用内标元素Rh来校正溶液的基体效应和仪器的漂移。

2.3 方法检出限

按照样品分解步骤，随同样品分析制备11个样品空白溶液进行测定，计算测出标准偏差，然后按3倍信号的标准偏差得出方法检出限为0.006 9μg/g。

2.4 方法准确度实验

在选定的实验条件下，对5个国家一级土壤标准样品，按样品实验方法进行测定，结果见表3，所测结果与标准值的相对误差满足地质矿产实验室测试质量管理规范中的多目标地球化学调查样品化学成分分析的要求。

表3 方法准确度Table 3 The accuracy of method / (μg·g-1)

2.5 方法精密度实验

在选定的实验条件下，对5个国家一级土壤标准样品，按样品实验方法进行11次测定，结果见表4。所测精密度满足地质矿产实验室测试质量管理规范中的多目标地球化学调查样品化学成分分析的要求。

3 结论

方法经国家一级标准土壤参考样品验证，方法的检出限、精密度和准确度能够满足地球化学样品的分析测定要求。方法操作简便，测试成本低，分析周期短，适合于批量样品的分析测定。

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

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