北京生活饮用水及其水源水中碘含量的检测

生活饮用水及其水源水中碘的检测NTTST/NRL王海燕水中碘的存在特点常用水碘检测方法原理常用水碘检测方法介绍NRL研制的方法水中碘的存在特点水碘浓度地区差异大（10以下、几十、几百、上千ug/L）水中碘的形态：I-、IO3-；（I2、IO4-）？常用水碘检测方法原理碘离子对Ce4+-As(Ⅲ)氧化还原体系的催化作用（生活饮用水标准检验方法中的硫酸铈分光光度法、水碘快速定量检测试剂盒法、NRL方法）；碘量法，利用碘的氧化还原反应，生成I2，用淀粉显色定量（高浓度碘化物比色法），或者用硫代硫酸钠进行滴定（高浓度碘化物容量法）；直接检测碘（ICP-MS）；碘的有机化，首先碘化物被氧化为I2，与有机试剂反应后生成具有有挥发性的有机碘化合物（气相色谱法）。目前水碘常用检测方法1.GB/T5750-2006生活饮用水标准检验方法1.1硫酸铈分光光度法（0-10、0-100µg/L）1.2高浓度碘化物比色法（50-1000µg/L)1.3高浓度碘化物容量法(25-500µg/L)1.4气相色谱法（0-10、0-100µg/L）2.水碘快速定量检测试剂盒法（0-15、20-80µg/L）3.电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）（0-600µg/L）4.NRL研制的方法（0-10、0-100、100-600µg/L）1.1硫酸铈催化分光光度法（0-10、0-100ug/L）碘离子催化硫酸高铈与亚砷酸发生氧化还原反应。一定时间之后，用亚铁离子还原剩余的高铈离子以终止砷铈的氧化还原反应。氧化产生的铁离子与硫氰酸钾反应生成红色络合物，比色定量，间接测定碘化物的含量。取样量大，分析步骤繁琐；标准曲线相关系数不理想；0-100ug/L方法需要20℃水浴；0-10ug/L方法消除干扰方面存在明显缺陷。1.2高浓度碘化物比色法（50-1000ug/L）在酸化的水样中加入过量溴水，碘化物被氧化为碘酸盐。用甲酸钠除去过量的溴，剩余的甲酸钠在酸性溶液中加热成为甲酸挥发逸出，冷却后加入碘化钾析出碘。加入淀粉生成蓝紫色复合物，比色定量。检测限为50ug/L；实际应用中水碘低于100ug/L的样品几乎不能显色，不适合低水碘地区的检测。需经两次沸水浴加热，操作不便；溴水强刺激、易挥发、不易保存；1.3高浓度碘化物容量法（25-500ug/L）在碱性条件下，高锰酸钾将碘化物氧化为碘酸盐，与过量碘化钾作用，生成I2。以N-氯代十六烷基吡啶为指示剂，用硫代硫酸钠滴定。检测限25ug/L，低水碘地区不适用；终点指示剂N-氯代十六烷基吡啶的显色受温度影响显著，需将被滴定样品温度降至17℃，对水浴要求高。1.4气相色谱法（0-10、10-100ug/L）在酸性条件下，水样中的碘化物和重铬酸钾发生氧化还原反应析出I2，它与丁酮反应生成3-碘丁酮-2，用气相色谱法电子捕获检测器进行定量测定。有机溶剂的萃取净化等操作，易造成碘的损失；气相色谱仪在地方病相关检测实验室尚不普及。2.水碘快速定量检测方法（0-15、20-80µg/L）酸性条件下，碘催化砷铈反应，反应速度与碘的浓度有正相关关系，用Ferrion[硫酸三邻菲罗啉合铁（Ⅱ）]溶液作为氧化还原指示剂，用秒表记录氧化还原进行到终点时所用时间，时间与碘浓度存在定量关系；适合现场，不需水电，不需仪器，快速定量；终点为蓝色变为紫色的那一点，对终点的判断不易掌握。3.电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)ICP-MS是以等离子体为离子源的一种质谱型元素分析方法。ICP-MS是目前公认的多元素同时测定的最好技术；高效液相色谱与ICP-MS联用可以分离并检测IO3-和I-；ICP-MS法测定碘会遇到分析信号波动大、记忆效应严重、分析精密度和准确性差等问题;正确处理样品以及选择测定溶液的介质是准确测定样品中全碘的关键；仪器设备较昂贵，不易普及；4.NRL研制的方法（0-10、0-100、100-600µg/L）《适合缺碘及高碘地区水碘检测的方法研究》中国地方病学杂志2007年第26卷第3期P333-336。操作简单，检测精密度和准确度高；消除干扰方法科学合理；0-10µg/L方法光密度值范围需要进一步放大，提高准确度；不同范围需要配制不同的砷铈溶液。原理利用碘对砷铈氧化还原反应的催化作用:H3AsO3+2Ce4++H2OH3AsO4+2Ce3++2H+反应中黄色的Ce4+被还原成无色的Ce3+,碘含量越高,反应速度越快,剩余的Ce4+则越少.控制反应温度和时间,在一定波长下测定体系中剩余的Ce4+的吸光度,求出碘含量.仪器1.恒温水浴箱:30±0.2℃2.可见光分光光度计:1cm比色杯3.玻璃试管:15mm×120mm或15mm×150mm4.移液器5.消解仪6.秒表碘标准溶液1.低浓度范围（0-10µg/L）碘标准液：碘含量为0、2、4、6、8、10µg/L2.中浓度范围（0-100µg/L）碘标准液：碘含量为0、20、40、60、80、100µg/L3.高浓度范围（100-600µg/L）碘标准液：碘含量为100、200、300、400、500、600µg/L注意：配制碘标准溶液时，为了防止碘离子被氧化，需要将溶液配制成碱性，浓度0.1%NaOH。溶液检测范围(µg/L)所需溶液过硫酸铵mol/L亚砷酸mol/L硫酸铈铵mol/L0-100.500.0600.0120-1000.100.053100-6000.0610.053低浓度范围（0-10µg/L）的测定步骤2.0mL碘标准应用系列液及水样0.5mL(NH4)2S2O8100℃20min1.0mLH3AsO30.5mLCe4+405nm比色混匀，置30℃水浴，15min准确反应15min计时，每管间隔15-30s，立即混匀放回冷至室温结果计算低浓度范围（0-10µg/L）的测定步骤曲线：-0.6-0.5-0.4-0.3-0.2-0.100.10246810碘含量()lgAμg/L浓度吸光度对数01.0070.00281377920.824-0.0840727940.673-0.1719849460.552-0.2584544880.446-0.35066514100.363-0.44009337r=-0.9999中浓度和高浓度范围测定步骤步骤中浓度高浓度取样1.0mL0.2mL亚砷酸2.5mL，30℃，15min3.5mL，30℃，15min硫酸铈铵15-30S，0.5mL15-30S，0.5mL反应和比色15min，420nm15min，405nm注意事项1.天平、移液管、移液器以及分光光度计需要定期检定或校准；2.配制碘标准溶液时，为了防止碘离子被氧化，需要将溶液配制成碱性，浓度为0.1%NaOH；3.加入亚砷酸后30℃温育的时间不能低于15min；4.加入硫酸铈铵溶液和比色时间间隔保持一致；5.硫酸铈铵溶液配制24小时后才能用于检测。