紫外檢測離子色譜法測定海水中的碘離子

楊 賢 王 斌

(核工業(yè)二○三研究所，陜西 咸陽 712000)

紫外檢測離子色譜法測定海水中的碘離子

楊 賢 王 斌

(核工業(yè)二○三研究所，陜西 咸陽 712000)

建立了紫外檢測離子色譜法測定海水中碘離子的分析方法。樣品采用濾膜凈化處理，選用TSKgel guard column SuperIC-A HR保護(hù)柱(4 mm×50 mm)和 TSKgel SuperIC-HR高性能分析柱(4 mm×250 mm)， Na2CO3(3.2 mmol/L)-NaHCO3(1.0 mmol/L)為淋洗液。碘離子使用紫外法檢測，以消除氯離子干擾。在優(yōu)化條件下，整個分析過程8 min內(nèi)完成。碘離子的方法檢出限3.6 μg/L，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(n=8)為2.0%～8.9%。加標(biāo)回收率為94.9%～106%。方法操作簡便、快速，適合批量樣品分析檢測。

紫外檢測；離子色譜法；海水；碘離子

前言

碘(I)在自然界中分布廣泛，但含量較少，其在地殼中含量為0.003%，均以化合物形式存在[1]。碘是生命體中非常重要的元素。碘攝入量過低，會引起碘缺乏??；碘攝入量過高，會引起高碘性甲亢和智力下降[2]。海水中碘含量能夠反映某一區(qū)域內(nèi)海水中基礎(chǔ)碘營養(yǎng)水平，為海洋農(nóng)業(yè)、環(huán)境和地質(zhì)調(diào)查提供重要信息。碘離子的分析方法有分光光度法[3-4]、高效液相色譜法[5]、氣質(zhì)聯(lián)用法[6]、電感耦合等離子體質(zhì)譜法[7]、離子色譜法[8-10]等。其中離子色譜法近年來應(yīng)用較為廣泛，其具有前處理簡單、選擇性好、測定準(zhǔn)確度和靈敏度高、測定離子濃度線性范圍寬、分析速度快等優(yōu)點(diǎn)[11]。目前淡水中碘離子測定方法較為成熟，報道最多，但海水中碘離子測定方法報道較少，主要由于海水中鹽類含量很高，對含量較低碘離子的測定影響較大。本文采用萃取柱和濾膜凈化處理樣品，選用高通量分析柱和保護(hù)柱，建立了紫外檢測離子色譜法測定海水中碘離子的方法，通過海水樣品分析驗(yàn)證，本方法的分析速度快、精密度和準(zhǔn)確度較好、操作簡單方便，適合批量海水樣品的快速分析和海洋監(jiān)測樣品分析。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

IC-2010型離子色譜儀(日本東曹公司)：自動進(jìn)樣器；在線脫氣機(jī)；并聯(lián)雙柱塞泵；六通閥；柱溫箱；抑制電導(dǎo)檢測器；紫外檢測器；TSKgel guard column Super IC-A HR保護(hù)柱；TSKgel Super IC- HR高性能分析柱；離子色譜工作站；萃取柱。

0.45 μm微孔濾膜。碳酸鈉、碳酸氫鈉、碘酸鉀均為優(yōu)級純。實(shí)驗(yàn)用水為高純水。

1.2 色譜條件

淋洗液： Na2CO3(3.5 mmol/L)-NaHCO3(1.0 mmol/L)溶液；洗脫方式：梯度淋洗；流速：1.5 mL/min；再生模式：外加水電解抑制模式；進(jìn)樣量：30 μL；柱溫：40 ℃；峰面積定量。

1.3 樣品預(yù)處理

海水中鹽分含量很高，如果直接進(jìn)樣，樣品中的大量陰陽離子會縮短陰離子分析柱的使用壽命，降低柱效，并干擾碘離子的測定。首先將樣品用高純水稀釋10～50倍，然后用萃取柱進(jìn)行預(yù)處理，去除雜質(zhì)，經(jīng)預(yù)處理的樣品再經(jīng)0.45 μm的微孔濾膜過濾后用離子色譜法測定。樣品的色譜圖見圖1(最后一個峰即為碘離子)。

圖1 海水樣品的離子色譜圖Figure 1 A ion chromatogram of iodide ion in a seawater sample.

2 結(jié)果與討論

2.1 檢測器的選擇

常規(guī)的陰離子(F-、Cl-、Br-、I-、SO42-等)用電導(dǎo)檢測器均可測定，但I(xiàn)-的檢出限約為100 μg/L，海水中I-的平均濃度約為50 μg/L，因此使用電導(dǎo)檢測器很難檢出海水中的碘。使用紫外檢測器，I-在226 nm處有特征吸收峰，可大大提高靈敏度，檢出限可達(dá)10 μg/L以下，完全滿足海水中I-的檢出需要，因此，選用紫外檢測器測定I-的含量。

2.2 色譜柱的選擇

I-在堿性條件下以陰離子形式存在，可以采用高性能的陰離子分析柱進(jìn)行分離測定。由于海水中Cl-和Na+濃度高，而被測的I-濃度低，即使溶液稀釋后，仍需要高柱容量色譜柱。實(shí)驗(yàn)選擇TSKgel Super IC-HR高容量陰離子分析柱。

2.3 淋洗液流速的選擇

因流速和保留時間成反比，因此在不明顯降低分離效率的前提下，適當(dāng)增加流速來縮短保留時間。但是流速的增加受分析柱最大操作壓力的限制，在其它色譜條件不變的情況下，分別采用流速為1.0、1.2、1.5、1.8、2.0 mL/min進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，綜合考慮分離效率和靈敏度的相互影響，選擇淋洗液流速為1.5 mL/min，流速對峰面積影響的關(guān)系見圖2。

圖2 流速對峰面積的影響Figure 2 The effect of flow rate on peak area.

2.4 線性關(guān)系、線性范圍及檢出限

配制系列濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，每個濃度測定3次，取其峰面積的平均值，以峰面積為縱坐標(biāo)，標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為橫坐標(biāo)，建立標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，線性關(guān)系、線性范圍如表1，線性相關(guān)系數(shù)r在0.999 8以上，以信噪比S/N=3計(jì)算出檢出限為3.6 μg/L。

表1 方法的線性關(guān)系

2.5 實(shí)際樣品精密度實(shí)驗(yàn)

選擇不同地域海水樣品6份，首先稀釋10倍，經(jīng)過預(yù)處理后，在選定的色譜條件下進(jìn)行分析，分析結(jié)果見表2。碘離子測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)在2.0%～8.9%，說明該方法精密度良好，滿足分析測試要求。

表2 海水樣品中碘的測定結(jié)果

2.6 準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)

為了考察方法的可靠性，對不同地域海水同時進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)加入回收實(shí)驗(yàn)，其測定結(jié)果見表3。碘離子的加標(biāo)回收率在94.9%～106%，滿足海水檢測加標(biāo)回收率80.0%～120%之間的質(zhì)量要求。

表3 海水樣品的加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)

3 結(jié)語

本文建立了離子色譜法測定海水中碘離子的方法。方法經(jīng)實(shí)際樣品分析檢驗(yàn)，操作簡便，分析速度快，選擇性好，準(zhǔn)確度和精密度較好，適合海水的批量檢測和日常分析檢測。

[1] 尹明,李家熙.巖石礦物分析:第四分冊[M].第四版.北京:地質(zhì)出版社,2011:2.

[2] 葉明立,胡忠陽,潘廣文.毛細(xì)管離子色譜法同時測定飲用水中痕量碘離子、硫氰酸根和草甘膦[J].分析化學(xué)(ChineseJournalofInorganicAnalyticalChemistry),2011,39(11):1762-1765.

[3] 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(jī)分析化學(xué)(ChineseJournalofInorganicAnalyticalChemistry),2016,6(1):65-68.

[4] 張慧芳,郭探,李權(quán),等.雙波長分光光度法同時測定溶液中的硝酸根和碘離子[J].中國無機(jī)分析化學(xué)(ChineseJournalofInorganicAnalyticalChemistry),2011,1(4):24-28.

[5] Schwehr K A, Santschi P H. Sensitive determination of iodine species, including organo-iodine, for freshwater and seawater samples using high performance liquid chromatography and spectrophotometric detection[J].AnalyticaChimicaActa, 2003, 482(1):59-71.

[6] Kishan R N, Archana J, Verma K K. Liquid-phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry for the determination of bromate, iodate, bromide and iodide in high-chloride matrix[J].JournalofChromatographyA, 2007, 1148(2):145-151.

[7] 沈璐佳.電感耦合等離子體質(zhì)譜法同時測定礦泉水中痕量溴和碘[J].中國無機(jī)分析化學(xué)(ChineseJournalofInorganicAnalyticalChemistry),2012,2(4):31-34.

[8] 林立,王海波,史亞利.二維離子色譜法同時測定環(huán)境水樣中的碘離子、硫氰酸根和高氯酸根[J].色譜(ChineseJournalofChromatography),2013,31(3):281-285.

[9] 鐘志雄,李攻科.海產(chǎn)品中氟、溴、碘與硫的電導(dǎo)-紫外串聯(lián)檢測離子色譜法分析[J].分析測試學(xué)報(JournalofInstrumentalAnalysis),2009,28(5):572-575.

[10] 陳曉青,鐘付金,張樹朝,等.離子色譜法測定拜爾法鋁酸鈉溶液中有機(jī)酸和無機(jī)陰離子[J].冶金分析(MetallurgicalAnalysis),2007,26(6):1-5.

[11] 張明星,李華昌,于力,等.離子色譜抑制電導(dǎo)法測定銅氨浸出液中氯離子[J].冶金分析(MetallurgicalAnalysis),2010,30(12):44-47.

Determination of Iodine Ion in Seawater by Ion Chromatography with Ultraviolet Detection

YANG Xian, WANG Bin

(No.203ResearchInstituteofNuclearIndustry,Xianyang,Shaanxi712000,China)

An analytical method for the determination of iodine ion in seawater by ion chromatography with ultraviolet detection was established. The samples were pretreated by membrane filtration. Chromatographic conditions were selected as following: TSKgel Super IC-A HR protect column(4 mm×50 mm)，TSKgel Super IC-HR analytical column(4 mm×250 mm), and Na2CO3(3.2 mmol/L)-NaHCO3(1.0 mmol/L) elution solvent. The contents of iodine ion were determined using ultraviolet detection method so as to eliminate the interference of chloride ion. Under the optimized conditions, the whole analysis process was completed within 8 min. The detection limit of the method was 3.6 μg/L and the relative standard deviation (RSD,n=8) was 2.0%-8.9%. The recovery was between 94.9% and 106%. The simple operation and rapid analytical speed of the method made it is suitable for batch analysis and detection.

ultraviolet detection; ion chromatography; seawater; iodide ion

10.3969/j.issn.2095-1035.2016.04.010

2016-03-15

2016-05-30

楊賢，男，工程師，主要從事分析測試研究。E-mail:yx5854@163.com

O657.7+5；TH833

A

2095-1035(2016)04-0038-03