探討生活飲用水中碘化物的兩種檢測(cè)方法

碘作為人體必需的微量元素之一，雖然在人體的含量極低，但作用卻很重要。人體缺碘會(huì)造成不同程度的損害，如地方性甲狀腺腫、地方性克汀病和對(duì)兒童智力發(fā)育的潛在性損傷。我國(guó)曾是全球碘缺乏病嚴(yán)重流行的國(guó)家之一，大部分地區(qū)外環(huán)境缺碘，部分省份存在水源性高碘地區(qū)。人體碘元素的來(lái)源主要是水和食物，在無(wú)外來(lái)碘食物的環(huán)境下，水碘含量是衡量當(dāng)?shù)鼐用竦鈹z入量的重要指標(biāo)。環(huán)境中水碘含量過(guò)低會(huì)導(dǎo)致碘缺乏病的發(fā)生，水碘含量過(guò)高時(shí)，則可引起高碘甲狀腺腫。因此準(zhǔn)確測(cè)定飲用水中碘化物的含量對(duì)人類(lèi)的健康有著至關(guān)重要的作用。

水中碘化物的測(cè)定方法較多，相關(guān)報(bào)道也比較多，主要有催化還原光譜法、氣相色譜法、離子色譜法、電感耦合等離子體質(zhì)譜法和分光光度法，本文從測(cè)定范圍、檢出限、精密度、準(zhǔn)確度等方面對(duì)比研究了離子色譜法和硫酸鈰催化分光光度法兩種測(cè)定方法，通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，兩種不同的方法都存在各自的利弊，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可根據(jù)樣品量、樣品濃度范圍，實(shí)驗(yàn)室條件等選擇合適的方法。

一、材料與方法
1.1   儀器與試劑
UV-1500紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)；
離子色譜；0.45μm濾膜；碘標(biāo)準(zhǔn)溶液（100μg/mL）；碳酸鈉（優(yōu)級(jí)純）；氫氧化鈉（優(yōu)級(jí)純）；三氧化二砷；氯化鈉（優(yōu)級(jí)純）；硫酸鈰銨；碘化鉀（優(yōu)級(jí)純）；過(guò)硫酸銨；純水（重蒸水或去離子水，電導(dǎo)率＜1.0μs/cm）。

1.2   方法原理
1.2.1硫酸鈰催化分光光度法測(cè)定生活飲用水中碘化物的原理
利用碘對(duì)砷鈰氧化還原反應(yīng)的催化作用H3AsO3＋2Ce4+＋H2O→H3AsO3＋2Ce3+＋2H+反應(yīng)中黃色的Ce4+被亞砷酸還原成無(wú)色的Ce3+，碘含量越高，反應(yīng)速度越快，剩余的Ce4+則越少，控制反應(yīng)溫度和時(shí)間，在一定波長(zhǎng)下測(cè)定體系中剩余的Ce4+的吸光度，求出碘含量。
1.2.2離子色譜法測(cè)定生活飲用水中碘化物的原理
水樣注入儀器后，在淋洗液的攜帶下流經(jīng)陰離子分離柱，由于水樣中各種陰離子對(duì)分離柱中陰離子交換樹(shù)脂的親和力不同，移動(dòng)速度亦不同，從而使碘化物與其他離子得以分離，分離出來(lái)的碘離子流經(jīng)脈沖安培檢測(cè)器，在一定的電極電位下，發(fā)生電極反應(yīng)，所產(chǎn)生的電流強(qiáng)度在一定范圍內(nèi)與碘離子含量成正比。

1.3方法
1.3.1水樣前處理硫酸鈰催化分光光度法：直接取樣；離子色譜法：水樣過(guò)0.45μm濾膜。
1.3.2標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制將碘標(biāo)準(zhǔn)溶液（100μg/mL）用純水稀釋成1μg/mL標(biāo)準(zhǔn)使用液，再配置相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)系列。硫酸鈰催化分光光度法系列（μg/L）20、40、60、80、100；離子色譜法標(biāo)準(zhǔn)溶液系列（μg/L）5、10、20、50、100、200。
1.3.3儀器條件
可見(jiàn)分光光度計(jì):分析波長(zhǎng)420nm。
離子色譜工作條件：泵流速0.7mL/min，抑制器電流75mA，陰離子交換柱，淋洗液濃度為3.2mmol/LNa2CO3+1.0mmol/LNaHCO3+15%丙酮。進(jìn)樣量25μL。

二、結(jié)果與討論
2.1標(biāo)準(zhǔn)曲線與線性回歸方程硫酸鈰催化分光光度法測(cè)定生活飲用水中碘化物的線性范圍為0~100μg/L，相關(guān)系數(shù)為0.9998，離子色譜法測(cè)定生活飲用水中碘化物的線性范圍為0~200μg/L，相關(guān)系數(shù)為0.9999，線性范圍內(nèi)線性關(guān)系均良好。

2.2   方法檢出限
分光光度法的檢出限是以吸光度（扣除空白）為0.01相對(duì)應(yīng)的濃度值為檢出限，硫酸鈰催化分光光度法最低檢測(cè)質(zhì)量濃度為0.2μg/L，若取2mL水樣，最低檢測(cè)質(zhì)量為0.4ng。根據(jù)公式QL=3Sb/S（Sb為空白多次測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)偏差，S為方法的靈敏度即標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率），計(jì)算離子色譜法測(cè)定水中碘化物的檢出限，本實(shí)驗(yàn)空白測(cè)量次數(shù)n=20，計(jì)算其檢出限為2μg/L。

2.3加標(biāo)回收和精密度實(shí)驗(yàn)
選取高、中、低濃度的三份水樣，分別用分光光度法、離子色譜法平行測(cè)定6次，計(jì)算其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD），RSD分別為0.09%~0.61%，0.13%~0.50%，RSD均小于5.00%，三份樣品分別加與本底濃度相當(dāng)?shù)牡鈽?biāo)準(zhǔn)溶液，再用三種方法分別做加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，加標(biāo)回收率在99.2%~102.7%之間，結(jié)果見(jiàn)表1。說(shuō)明兩種方法都具有較好的精密度和準(zhǔn)確度。


三、小結(jié)
硫酸鈰分光光度法，離子色譜法分析生活飲用水中碘化物都有很高的精密度和準(zhǔn)確度。硫酸鈰分光光度法操作麻煩，操作過(guò)程條件要求苛刻，恒溫水浴，加試劑，比色時(shí)間精確到秒，稍有不慎就會(huì)造成結(jié)果偏差，試劑用量大，且要用到強(qiáng)腐蝕性的濃硫酸和劇毒的三氧化二砷試劑，對(duì)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境和人體造成危害。離子色譜法線性范圍寬，靈敏度高，操作簡(jiǎn)便，試劑用量少，對(duì)環(huán)境污染小，分析一個(gè)樣品需要17min左右對(duì)大批量樣品不太適用。綜上所述，兩種不同的方法都存在各自的利弊，各實(shí)驗(yàn)室可根據(jù)樣品量、樣品濃度范圍，實(shí)驗(yàn)室條件等選擇合適的方法。