范秋云,武 鳴,許雄飛
(長沙市環(huán)境監(jiān)測中心站,湖南長沙410001)
碘是繼鐵元素之后人類發(fā)現(xiàn)的第二個人體必需的微量元素,它在人體中的功能是無法取代的,碘缺乏可造成地方性甲狀腺呆、小、聾、啞、癱為特征的地方性克丁病,反之則可引起高碘甲狀腺腫[1,2]。環(huán)境中的碘主要以化合物的形式存在,碘化物指含碘為-1價氧化態(tài)的二元化合物,屬于易溶于水的電解質(zhì)。目前,碘化物的分析方法包括紫外光度法[3],此方法顯色反應(yīng)不穩(wěn)定;催化比色法[4-6],反應(yīng)溫度難以控制,選擇性不高;伏安法[7,8],干擾因素較多,重現(xiàn)性較差;氣相色譜法[9-11],操作步驟較復(fù)雜,用到有機(jī)試劑,柱效低,分離效果不甚理想等缺點,離子色譜法測定碘化物也有相關(guān)報道,本文在比較各種分析碘化物方法的基礎(chǔ)上,經(jīng)研究改進(jìn),建立了一套線性相關(guān)性好,精密度高,準(zhǔn)確度高的電導(dǎo)檢測離子色譜法,該方法操作簡單快捷,靈敏度高,可用以檢測水和廢水中的碘化物。
ICS-900型離子色譜儀系統(tǒng)(美國戴安公司),配有IonPac AG19陰離子保護(hù)柱(50mm×2mm),IonPac AS19陰離子色譜柱(4mm×250mm),ASDV40自動進(jìn)樣器,EGC淋洗液自動發(fā)生器,電導(dǎo)檢測器,色譜數(shù)據(jù)采集和處理采用Chromeleon 6.8; KQ-250V型超聲波儀;微孔濾膜抽濾裝置;ELGA超純水儀。
1000μg·mL-1碘化物標(biāo)準(zhǔn)品(美國AccuStandard);實驗用水電阻率標(biāo)準(zhǔn)條件下≥18.2MΩ·cm,所有水樣均經(jīng)0.45μm水系濾膜抽濾后方可進(jìn)樣分析。
淋洗液濃度為40mmol·L-1KOH;流速:1.0mL· min-1;色譜柱溫30℃;ASRS-ULTRA 4mm陰離子自動電解再生膜抑制器抑制電流99mA;進(jìn)樣量為250μL;峰面積定量。
1.3.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制 碘化物標(biāo)準(zhǔn)中間液的配制:將碘化物標(biāo)準(zhǔn)品逐級稀釋至10.0及1.00μg·mL-1的I-標(biāo)準(zhǔn)中間液,臨用現(xiàn)配。
碘化物標(biāo)準(zhǔn)使用液的配制:分別吸取1.00μg· mL-1碘化物標(biāo)準(zhǔn)中間液1.00,2.00,5.00,10.0mL及10.0μg·mL-1碘化物標(biāo)準(zhǔn)中間液5.00,10.0mL于6個100mL棕色容量瓶中,用純水稀釋至刻度,搖勻,分別配制成ρ(I-)=0.01,0.02,0.05,0.10,0.50,1.00μg· mL-1的標(biāo)準(zhǔn)系列。
標(biāo)準(zhǔn)溶液色譜峰見圖1。
圖1 碘化物與其它5種常規(guī)陰離子的分離Fig.1 Separationg of Iodide and other 5 kinds of common anions
1.3.2 樣品的測定 用聚乙烯瓶采集水樣,防止曝氣,0~4℃下避光保存,并在24h內(nèi)完成測定[12]。水樣經(jīng)0.45μm水系濾膜過濾后,與標(biāo)準(zhǔn)曲線同時測定,以保留時間定性,峰面積或(峰高)定量。
保持系統(tǒng)流速1.0mL·min-1,以不同淋洗液濃度分析同一濃度的標(biāo)準(zhǔn)樣品,選擇最佳淋洗液濃度。
實驗結(jié)果見表1。隨著淋洗液濃度的增加(20~45mmol·L-1),保留時間不斷提前,在低濃度狀態(tài)下(<30mmol·L-1)保留時間提前較明顯,當(dāng)淋洗液濃度超過35mmol·L-1時,保留時間趨于穩(wěn)定。如淋洗液濃度由20增加至25,保留時間提前3.03min;但淋洗液濃度由40增加至45,保留時間僅提前0.83min。
隨著淋洗液濃度的增加(20~45mmol·L-1),峰面積變化不明顯,在淋洗液為(30~45mmol·L-1)時,峰面積達(dá)最大值并基本無變化。而隨著淋洗液濃度的增加峰高在不斷增加,峰寬也隨之減少,峰高與峰寬的比值不斷增加??紤]到淋洗液濃度過高,對離子色譜泵等部件的腐蝕作用,而相應(yīng)增加的較高抑制電流若長期使用也會對抑制器產(chǎn)生損害,因此,本實驗選定淋洗液濃度為40mmol·L-1,相應(yīng)抑制電流99mA。
表1 不同淋洗液濃度的比較Tab.1 Comparison of differenteluent concentration
淋洗液的流速對離子的保留時間、分離度和靈敏度都有一定的影響。本實驗在淋洗液濃度為40mmol·L-1,抑制電流99mA下,分析同一濃度的標(biāo)準(zhǔn)樣品,選擇最佳淋洗液流速。
實驗結(jié)果見表2。
表2 不同流速的比較Tab.2 Comparison of different velocity
隨著淋洗液流速的增加,I-的保留時間、峰高和峰面積不斷減少,系統(tǒng)壓力不斷升高。在淋洗液流速為1.0mL·min-1后,這種趨勢有所減緩,系統(tǒng)壓力卻還在不斷升高。綜合考慮,既要縮短實驗時間,同時又要考慮系統(tǒng)壓力不能過載,因此,本實驗選擇1.0mL·min-1作為最佳的淋洗液流速。
按本方法確定的實驗條件,碘化物在0.01~1.00 mg·L-1質(zhì)量濃度范圍內(nèi)與峰面積呈良好的線性關(guān)系,回歸方程Y=0.711X-0.003,相關(guān)系數(shù)r=0.9999。按照樣品分析的全部步驟,對濃度值為估計方法檢出限的樣品進(jìn)行7次平行測定計算得方法檢出限為0.001mg·L-1。
用本方法分別對自制的0.0100,0.1000,1.0000 mg·L-1碘化物水樣進(jìn)行了6次重復(fù)測定,結(jié)果見表3,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.3%~2.0%。
表3 不同濃度碘化物測定的精密度Tab.3 Different concentrations of Iodide determination accuracy
為驗證方法的準(zhǔn)確性,分別在不同的實際樣品中加入不同濃度的碘離子標(biāo)準(zhǔn)品,并平行測定6次。結(jié)果見表4。
表4 樣品測定的精密度和加標(biāo)回收率Tab.4 The precision of sample analysis and recovery of determination
在該色譜條件下,F(xiàn)-、Cl-、Br-及其它常規(guī)組份均在6min之前被淋洗完全,因此,不干擾I-的測定(見圖1)。但考慮到廢水中的有機(jī)物及重金屬對色譜柱的損害,應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的前處理,可根據(jù)不同情況選擇RP小柱,處理后的樣品分析測定結(jié)果較滿意(見表4)。
本文建立了一套電導(dǎo)檢測離子色譜法測定水中的碘化物的方法,該方法具有檢出限底,靈敏度高,線性范圍廣,相關(guān)性好,精密度和準(zhǔn)確度高的特點,而且操作簡便,所需試劑少,不僅能測量低濃度的水樣,還能通過適當(dāng)改變相關(guān)條件也可測定高濃度的水樣,具有較高的實用價值。
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