抑制型電導(dǎo)檢測(cè)法測(cè)定飲用水中的碘離子

馬占峰 章振東

(哈爾濱市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)院,哈爾濱 150036)

碘是人體必須的營(yíng)養(yǎng)元素，也是人體合成甲狀腺素[1]的重要原料，因此碘缺乏會(huì)導(dǎo)致人的智力和抵抗疾病的能力下降，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致甲狀腺腫大。與缺碘一樣，過量碘攝入也會(huì)導(dǎo)致甲狀腺功能紊亂。B.S.Hetzel[2]等研究發(fā)現(xiàn)，健康成年人碘攝入量若超過10 000 μg/d，會(huì)觀察到明顯的有害作用。李英華[3]等人通過對(duì)小鼠的甲狀腺和血清學(xué)實(shí)驗(yàn)證明當(dāng)水中碘離子濃度超過500 μg/L時(shí)，可誘發(fā)高碘甲狀腺腫。據(jù)有關(guān)研究表明，成人每日生理需碘量約在100～300 μg之間，其主要來源為飲用水和食物。而一般天然水中，每升僅含微克級(jí)的碘化物。當(dāng)水中含碘量小于10 μg/L或平均每人每日碘攝入量小于40 μg時(shí)，即可不同程度地患有地方性甲狀腺腫大；若兒童缺碘，還可影響兒童智力的正常發(fā)育。因此有必要測(cè)定水中碘的含量，這對(duì)于人們恰當(dāng)?shù)卦黾拥獾臄z入量有著重要的意義。

目前對(duì)水中碘離子測(cè)定的方法主要有分光光度法、催化比色法、氣相色譜法等[4,5]，其中分光光度法和催化比色法因儀器普及、簡(jiǎn)單而得到廣泛使用。但此法準(zhǔn)確度、精密度低，難以消除其它鹵素離子的干擾，重現(xiàn)性差，已不能滿足水中碘離子的分析要求；采用氣相色譜法進(jìn)行碘離子測(cè)定時(shí)，需進(jìn)行柱前衍生，樣品前處理較繁瑣，難以滿足許多廠家對(duì)快速準(zhǔn)確地檢測(cè)水中碘離子的要求。筆者采用離子色譜法測(cè)定水中碘離子，以KOH為淋洗液，優(yōu)化了碘離子的色譜分離和測(cè)定條件，該法靈敏度高，線性范圍更寬，樣品前處理簡(jiǎn)單，適合水中碘離子的快速檢測(cè)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

離子色譜儀：ICS-3000型，配有四元梯度泵，柱溫箱，Dionex Ionpac AS-16色譜分離柱，AG-16色譜保護(hù)柱，脈沖安培檢測(cè)器(直流模式)，自動(dòng)進(jìn)樣器，色譜數(shù)據(jù)采集和處理采用Chromeleon 6.8色譜工作站，美國(guó)Dionex公司；

碘化鉀：純度不低于99%，美國(guó)Sigma公司；

尼龍濾膜：0.45 μm；

實(shí)驗(yàn)用水為電阻率l8.2 MΩ·cm的去離子水。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

(1)樣品前處理

采集樣品到實(shí)驗(yàn)室后用0.45 μm膜濾器將其過濾，在將樣品注入分析器前，再用膜濾器過濾一次，以盡可能地去除樣品中的干擾物，防止系統(tǒng)堵塞，而后直接進(jìn)樣測(cè)定。

(2)標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

碘化物標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液：100 μg/mL, 稱取預(yù)先在110℃烘至恒重的碘化鉀0.130 8 g，溶于少量純水中，在1 000 mL容量瓶中定容。吸取此溶液1.0 mL，用純水定容至1 000 mL容量瓶中，配成碘離子濃度為100 μg/L的標(biāo)準(zhǔn)使用液。

碘化物標(biāo)準(zhǔn)工作溶液：吸取100 μg/L的標(biāo)準(zhǔn)使用液0、 5、10、20、40 mL于5個(gè)100 mL容量瓶?jī)?nèi)，用純水稀釋至刻度，搖勻，配制成碘離子含量分別為0、5、10、20、40 μg/L的系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。

1.3 色譜條件

淋洗方式：等度淋洗，淋洗液為55 mmol/L KOH，流速為1.0 mL/min；電導(dǎo)檢測(cè)器；抑制器電流:87 mA；檢測(cè)池溫度：35.0℃；柱溫：30.0℃；直接進(jìn)樣，進(jìn)樣量為500 μL;峰面積定量。

2 結(jié)果與討論

2.1 淋洗液濃度的選擇

固定淋洗液的流速為1.0 mL/min,碘離子標(biāo)準(zhǔn)液含量為10 μg/L，以不同淋洗液濃度進(jìn)行檢測(cè)，試驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1 淋洗液濃度試驗(yàn)結(jié)果

由表1可知，在35～65 mmol/L范圍，隨著淋洗液濃度的不斷增加，保留時(shí)間不斷提前，總共提前了2.9 min；55 mmol/L與45 mmol/L的淋洗液濃度相比，保留時(shí)間提前了不到1 min；之后的淋洗液濃度與相應(yīng)的前一淋洗液濃度相比，提前的保留時(shí)間減少，表明隨淋洗液濃度的不斷升高，對(duì)保留時(shí)間的影響逐漸減少。

峰面積隨著淋洗液濃度的增加而不斷增加，在35～55 mmol/L范圍內(nèi)增加幅度大；在55～65 mmol/L范圍內(nèi)，峰面積增加的幅度明顯減少。淋洗液濃度過高，對(duì)離子色譜管路與泵等部件具有腐蝕作用，因此考慮到檢測(cè)需要和儀器的維護(hù)與使用，實(shí)驗(yàn)選擇淋洗液濃度為55 mmol/L。

2.2 淋洗液流速的選擇

固定淋洗液濃度為55 mmol/L，碘離子標(biāo)準(zhǔn)溶液含量為10 μg/L，以不同流速進(jìn)行檢測(cè)，試驗(yàn)結(jié)果列于表2。由表2可知，在0.6～1.2 mL/min范圍內(nèi)，隨著淋洗液流速的增加，保留時(shí)間逐漸縮短，系統(tǒng)壓力逐漸增加，但對(duì)峰面積的影響不大，綜合考慮保留時(shí)間、靈敏度及系統(tǒng)壓力，實(shí)驗(yàn)選用淋洗液流速為1.0 mL/min。

表2 淋洗液流速試驗(yàn)結(jié)果

2.3 線性方程、相關(guān)系數(shù)及檢出限

在選擇的色譜條件下，對(duì)1.2(2)中的系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液進(jìn)樣分析，以色譜峰面積為縱坐標(biāo)(Y)，以碘離子濃度為橫坐標(biāo)(X,μg/L)進(jìn)行線性回歸，在0～40 μg/L范圍內(nèi)回歸方程為Y=1.1475X，線性相關(guān)系數(shù)r=0.999 4。

以超純水為空白溶液連續(xù)測(cè)定5次，以測(cè)定的結(jié)果的3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差所對(duì)應(yīng)的濃度值為檢出限，得方法檢出限為5 μg/L。

2.4 基體干擾試驗(yàn)

表3 基體干擾試驗(yàn)結(jié)果

2.5 方法的精密度

自制3種水樣，編號(hào)分別為1#、2#、3#，碘離子濃度分別為5、10、100 μg/L,分別進(jìn)行了7次重復(fù)測(cè)定，測(cè)定結(jié)果見表4。由表4可知，色譜峰面積測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.08%～0.22%，說明方法的精密度較好。

表4 碘離子精密度試驗(yàn)結(jié)果

2.6 回收試驗(yàn)

對(duì)空白水樣進(jìn)行碘離子溶液加標(biāo)回收試驗(yàn)，加標(biāo)量分別為5、10、100 μg/L，測(cè)定結(jié)果見表5。由表5可知，回收率為90%～102%。

表5 回收試驗(yàn)結(jié)果(n=5)

自制1#樣品加標(biāo)5 μg/L的離子色譜圖如圖1所示。由圖1可知，碘離子的保留時(shí)間為 7.520 min，出峰時(shí)間快，峰型較滿意。

3 結(jié)語(yǔ)

選用具有高柱容量AS16分析柱，電導(dǎo)檢測(cè)快速測(cè)定水中碘離子含量，相比分光光度法、催化比色法，樣品前處理方法簡(jiǎn)單，所用試劑少，操作簡(jiǎn)便、快速，準(zhǔn)確，并且該方法受基體干擾的影響較小，有效地提高了碘離子的檢測(cè)靈敏度，適合快速大量檢測(cè)工作的需要。

圖1 加標(biāo)5 μg/L碘化物的樣品離子色譜圖

[1] 楊凡,李欽伯. 碘營(yíng)養(yǎng)與生長(zhǎng)發(fā)育[J]. 中華婦幼臨床醫(yī)學(xué)雜志(電子版),2006, 2(1): 50-51.

[2] Hmzels B S，Clugston G A，Iodine I N,et al． Modern nutrition in health and disease[M]．9th ed．Philadelphia：Williams & Wilkins，1999:253-264．

[3] 李英華,朱慧民,劉福英,等.不同濃度碘離子誘發(fā)小鼠甲狀腺腫的實(shí)驗(yàn)研究[J].中國(guó)地方病防治，2000,15(3):139-140.

[4] GB/T 8538-2008 飲用天然礦泉水檢驗(yàn)方法[S].

[5] 牟世芬,劉克納.離子色譜方法及應(yīng)用[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2000:181.