電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)法測定地球化學樣品中的碘

萬 兵 孫立欣 賈雨薇 夏照明 任志海*

（1吉林省第六地質(zhì)調(diào)查所 實驗室，吉林 延吉133400；2吉林省第五地質(zhì)調(diào)查所實驗室，長春130500）

前言

碘廣泛地分布在大氣圈、水圈、生物圈和巖石圈中，并且不斷地循環(huán)著。碘對人體、植物有機體的物質(zhì)交換起著重要作用，是研究評價環(huán)境的重要元素之一。地球化學樣品中碘的含量一般在μg/g數(shù)量級，并且碘易被氧化、易被還原、易揮發(fā)和存在的價態(tài)復(fù)雜，給分析測定帶來較大困難。目前碘的測定方法有電感耦合等離子體質(zhì)譜法[1-5]、離子色譜法[6-7]、X射線熒光光譜法[8]、催化動力學光度法[9-12]等。X射線熒光光譜法直接測定靈敏度較差，滿足不了分析測試要求；離子色譜法受地球化學樣品基體影響較大且耗時較長；催化動力學分光光度法對顯色條件和環(huán)境條件要求非常嚴格，且操作煩瑣，分析測定困難。利用艾斯卡試劑半熔分解地球化學樣品，用陽離子交換樹脂靜態(tài)交換分離溶液中的陽離子，用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀測定碘，結(jié)果令人滿意。同其它方法相比較，具有操作簡便、靈敏度高、重現(xiàn)性好等優(yōu)點。

1 實驗部分

1.1 主要儀器

電感耦合等離子體質(zhì)譜儀XⅡ（美國賽默飛世爾科技公司），主要參數(shù)列于表1。

表1 ICP-MS測定碘的工作參數(shù)Table 1 Working parameters of ICP-MS for the determination of iodine

1.2 主要試劑

碳酸鈉、氧化鋅均為西隴化學試劑有限公司生產(chǎn)，優(yōu)級純；732陽離子交換樹脂（上海匯珠樹脂有限公司生產(chǎn)）；水為去離子水。

碘標準儲備溶液（1 000μg/m L，國家有色金屬及電子材料分析測試中心）。

GBW07402、GBW07404、GBW07405、GBW07406、GBW07408標準參考物質(zhì)（地球物理地球化學勘查研究所）。

1.3 實驗方法

1.3.1 樣品分解

稱取0.25 g（精確至0.000 1 g）樣品置于預(yù)先加入1.5 g碳酸鈉和氧化鋅混合熔劑（Na2CO3∶ZnO=2∶3）的25 m L瓷坩堝中，攪勻后，再均勻覆蓋約1.5 g的混合熔劑，置于馬弗爐中，自室溫升至800℃后保溫30 min，取出冷卻，將熔塊倒入100 m L燒杯中，用熱水洗凈坩堝，加入20 m L水和無水乙醇1 m L，煮沸，冷卻，將溶液連同沉淀用水移入50 m L容量瓶中，稀釋到刻度，搖勻后放置澄清。分取清液10 m L于50 m L燒杯中，加入8.0 g處理好的陽離子樹脂，用玻璃棒攪拌后靜態(tài)交換，2 h后干過濾至25 m L試管中，待測。

1.3.2 標準系列的配制

分別移取1.0μg/m L碘的標準工作液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，用試劑空白溶液定容，即為0.0、0.4、1.0、2.0、4.0、8.0、12.0、20.0μg/g碘的標準系列溶液。

2 結(jié)果與討論

2.1 陽離子交換樹脂用量的選擇

分別稱取6份GBW07402，按樣品處理程序處理成樣品溶液，分別加入陽離子交換樹脂2、4、6、8、10、12 g，用來驗證陽離子交換樹脂用量對陽離子分離效果的影響，交換后的溶液用電感耦合等離子體光譜法測定溶液中殘留的鈉離子和鋅離子。結(jié)果表明：在10 m L溶液中加陽離子交換樹脂8 g，分離后的溶液測定效果最好。因此，實驗選擇陽離子交換樹脂用量為8 g。

2.2 內(nèi)標元素的選擇

電感耦合等離子體質(zhì)譜法經(jīng)常采用內(nèi)標法來校正儀器的漂移和消除溶液基體的影響。內(nèi)標元素選取時一是要樣品中含有的內(nèi)標元素可以忽略不計；二是要不受樣品基體或待測元素的干擾；三是要與待測元素有相近的電離能；四是要與待測元素有相近的質(zhì)量數(shù)。表2給出了待測元素的質(zhì)量數(shù)和電離能。

表2 待測元素和內(nèi)標元素的質(zhì)量數(shù)和電離能Table 2 Masses and ionization energies of the elements to be analyzed and the internal elements

結(jié)合樣品的實際情況，表2和內(nèi)標選取要求，本文采用內(nèi)標元素Rh來校正溶液的基體效應(yīng)和儀器的漂移。

2.3 方法檢出限

按照樣品分解步驟，隨同樣品分析制備11個樣品空白溶液進行測定，計算測出標準偏差，然后按3倍信號的標準偏差得出方法檢出限為0.006 9μg/g。

2.4 方法準確度實驗

在選定的實驗條件下，對5個國家一級土壤標準樣品，按樣品實驗方法進行測定，結(jié)果見表3，所測結(jié)果與標準值的相對誤差滿足地質(zhì)礦產(chǎn)實驗室測試質(zhì)量管理規(guī)范中的多目標地球化學調(diào)查樣品化學成分分析的要求。

表3 方法準確度Table 3 The accuracy of method / (μg·g-1)

2.5 方法精密度實驗

在選定的實驗條件下，對5個國家一級土壤標準樣品，按樣品實驗方法進行11次測定，結(jié)果見表4。所測精密度滿足地質(zhì)礦產(chǎn)實驗室測試質(zhì)量管理規(guī)范中的多目標地球化學調(diào)查樣品化學成分分析的要求。

3 結(jié)論

方法經(jīng)國家一級標準土壤參考樣品驗證，方法的檢出限、精密度和準確度能夠滿足地球化學樣品的分析測定要求。方法操作簡便，測試成本低，分析周期短，適合于批量樣品的分析測定。

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

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