电感耦合等离子体质谱法测定土壤中的碘

王月华

（新疆维吾尔自治区有色地质勘查局七〇三队 伊宁 835000）

0 前言

碘是人体必需营养元素之一，土壤中碘的缺乏直接影响人类食物及饮水中碘的含量，而导致碘缺乏症，从而了解碘的摄入量对人体健康有很大的重要意义。植物中的碘主要来源于土壤，所以，探测土壤中碘的含量，可以从中预测当地植物的含碘趋势，为地方病防治提供技术支撑。同时，土壤中的碘含量也是土地质量调查、环境评价的重要指标之一。

目前碘的测定方法有许多种，如催化光度法、离子色谱法、离子选择电极法、原子吸收分光光度法、电感耦合等离子体质谱法、分光光度法等。碳酸钠-氧化锌半熔分光光度法测定土壤中的碘是目前实验室常用的方法，但此方法对温度等条件要求极高，条件苛刻，低含量样品测定结果准确性差。本文采用碳酸钠和氧化锌混合试剂溶样，阳离子交换树脂静态交换分离大量机体后，采用电感耦合等离子体质谱法测定土壤中的碘方法，扩大了碘的测定范围，降低了检出限且操作简便，快速准确度高，结果令人满意。

1 实验原理

试料用碳酸钠和氧化锌混合试剂烧结后用热水浸取，浸取液用交换树脂静态交换分离大量基体后，利用电感耦合等离子作为离子源，将试料溶液中的碘元素离子化，根据碘元素离子质荷比的计数，采用校准曲线法，根据稀释倍数计算试样中的碘。

2 仪器及试剂

2.1 仪器

美国热电X SeriesⅡ电感耦合等离子体质谱仪，其测试条件见表1。

电阻式高温炉，温度设定为750℃。

2.2 试剂

碳酸钠-氧化锌混合试剂：碳酸钠（优级纯）和氧化锌（优级纯）按（2：3）充分混匀后备用。

抗坏血酸（优级纯）：溶液ρ=15g/L，称取1.5g 抗环血酸溶于100mL水中，用时配制。

钠型732阳离子交换树脂（已充分膨胀）。

氢氧化钠（优级纯）。

氢氧化钠溶液（（CNaOH=0.1moL/L）:称取4.0g 氢氧化钠溶于100mL水中，备用。

碘标准储备溶液（ρ=100μg/mL）：称取已于105℃条件下干燥1h 的高纯碘化钾0.1308g，放入100mL 烧杯中，加水溶解，并加入2mL 氢氧化钠溶液，用水稀释至1000mL容量瓶中，摇匀。

732型阳离子树脂的预处理：将树脂置于洁净的容器中，用蒸馏水漂洗，直到排水清晰为止，用树脂体积2 倍量的4%HCl 浸泡2～4 小时，并不时搅拌，然后用蒸馏水洗涤树脂直至溶液PH 接近于4（冲洗10次左右），再用加入树脂体积2倍量的4%NaOH 浸泡2～4小时，并不时搅拌，用蒸馏水洗涤至微碱性（冲洗10次左右）；再一次用树脂体积2倍量的4%HCl浸泡2小时，最后用蒸馏水洗涤至PH=4（冲洗10次左右），将处理好的树脂以真空抽滤至干，装瓶备用。

3 实验方法

称取试样0.5000g 置于预先盛有1.5g 碳酸钠-氧化锌混合溶剂的瓷坩埚中，搅匀后，均匀覆盖1.5g碳酸钠-氧化锌混合溶剂，置于马弗炉中，自低温升温至750℃，在此温度下保持0.5h 后取出冷却，将熔块倒入100mL 烧杯中，用热水洗净坩埚，加20mL 水煮沸，冷却，将溶液连同沉淀一起移入50mL比色管中，用水稀释至刻度线，摇匀后放置澄清。吸取5.00mL清液置于50mL干烧杯中，加入0.1mL抗坏血酸摇匀，加5g 阳离子交换树脂，在静态交换过程中摇动2 次～3次，直至溶液呈微酸性后再放置30min（总共约需2h）。移取1.00mL 于聚乙烯试管中，用水稀释至10.0mL，摇匀，待测。

4 结果与讨论

4.1 内标元素的选择

本方法采用内标校正法检测和校正信号的短期漂移及长期漂移，有效的降低基体对结果的影响。本实验采用187Re 作为内标物质，在线加入，可以通过信号监控分析结果。

4.2 标准曲线的绘制

测定时用碘标准储备溶液逐级稀释成浓度为0.00 ng/mL、0.50ng/mL、1.00 ng/mL、2.00 ng/mL、5.00 ng/mL、10.00 ng/mL、20.00 ng/mL 的标准系列溶液。将配制好的标准系列溶液于电感耦合等离子体质谱仪上进行测定，工作曲线相关系数为0.9995。

4.3 方法的检出限

在最佳试验条件下，对样品空白重复测定，结果见表2，方法的检出限为10次测量结果3倍标准偏差（S），计算结果为0.064×10-6。

表2 试验空白测定及检出限结果

4.4 方法的精密度、准确度及回收率试验

在最佳试验条件下，选取3 个国家标准物质GBW07448、GBW07453、GBW07451，按照实验方法每个样品平行测定6 次，计算碘测定结果的准确度（△LogC）和精密度（RSD%），结果见表3。同时，进行加标回收试验，加标回收测定结果见表4。

表3 方法的准确度及精密度

表4 样品的加标回收率测定

由表3结果可知，用本方法碘测定结果的准确度均小于0.1，精密度均小于10%，符合DZ/T0258-2014《多目标区域地球化学调查规范（1：250000）》要求。

由表4可知，加标回收率在98.6%～101.0%之间，满足回收率的范围要求。

5 注意事项

（1）采用碳酸钠和氧化锌混合试剂半溶法溶样，溶样过程中升温的速度和时间控制是溶样的关键，由低温升至750℃经2h，750℃再恒温30min。

（2）树脂的选用对检测结果有影响，会引入系统误差，尽量选用同一生产厂家，同一批次生产的树脂。

（3）碘有较强的记忆，所有器皿使用酸浸泡后使用，测定时用空白监控。

（4）本试验应保持在清洁的环境中进行，避免酸的影响。

6 结论

本文应用阳离子树脂进行静态交换，电感耦合电离子质谱法（ICP-MS）测定土壤中碘的方法，本方法通过对国家标准物质的分析验证，检出限低、准确度高、回收率高，分析结果准确、可靠，是测定土壤中碘的一种较好的分析方法。