中国地质学会岩矿测试技术专业委员会、国家地质实验测试中心主办

碳酸钠-氧化锌半熔电感耦合等离子体质谱法测定地球化学样品中的碘

何袖辉, 唐帅帅, 程江, 石友昌, 陆迁树, 王银剑, 兰明国. 碳酸钠-氧化锌半熔电感耦合等离子体质谱法测定地球化学样品中的碘[J]. 岩矿测试, 2022, 41(4): 606-613. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.202106090074
引用本文: 何袖辉, 唐帅帅, 程江, 石友昌, 陆迁树, 王银剑, 兰明国. 碳酸钠-氧化锌半熔电感耦合等离子体质谱法测定地球化学样品中的碘[J]. 岩矿测试, 2022, 41(4): 606-613. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.202106090074
HE Xiuhui, TANG Shuaishuai, CHENG Jiang, SHI Youchang, LU Qianshu, WANG Yinjian, LAN Mingguo. Determination of Iodine in Geochemical Samples by ICP-MS with Sodium Carbonate-Zinc Oxide Semi-melting[J]. Rock and Mineral Analysis, 2022, 41(4): 606-613. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.202106090074
Citation: HE Xiuhui, TANG Shuaishuai, CHENG Jiang, SHI Youchang, LU Qianshu, WANG Yinjian, LAN Mingguo. Determination of Iodine in Geochemical Samples by ICP-MS with Sodium Carbonate-Zinc Oxide Semi-melting[J]. Rock and Mineral Analysis, 2022, 41(4): 606-613. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.202106090074

碳酸钠-氧化锌半熔电感耦合等离子体质谱法测定地球化学样品中的碘

  • 基金项目:
    中国地质调查局地质调查项目(DD20208075)
详细信息
    作者简介: 何袖辉,助理工程师,从事电感耦合等离子体质谱、光谱技术应用研究。E-mail: 583747263@qq.com
    通讯作者: 兰明国,助理工程师,主要从事地球化学调查、水质、生物等样品分析测试研究。E-mail: 411794741@qq.com
  • 中图分类号: O6587.63

Determination of Iodine in Geochemical Samples by ICP-MS with Sodium Carbonate-Zinc Oxide Semi-melting

More Information
  • 应用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定地球化学调查样品中的碘,主要采用封闭溶样、混合酸溶、碱熔和半熔法进行样品处理,但由于碘在土壤和沉积物中的存在形态较为复杂,有高碘酸根、碘酸根、碘离子,且碘为卤族元素,第一电离能较高,在样品处理及上机测定环节中存在溶出不彻底、记忆效应强、稳定性较差等问题。本文采用碳酸钠-氧化锌半熔法处理样品,乙醇-沸水提取后用732型阳离子交换树脂将溶液中大量阳离子分离,采用内标法ICP-MS测定样品溶液中的碘。通过优化溶样程序提升了样品溶出效果,优化测定介质及内标元素消除记忆效应,提升了结果稳定性,建立了一套完善的ICP-MS测定碘的方法。使用土壤和沉积物国家一级标准物质进行方法验证,方法检出限为0.045μg/g,方法检测下限为0.15μg/g,方法精密度(RSD,n=12)≤5.93%,方法准确度△logC≤0.01,符合地球化学调查样品分析测试要求,可推广应用于地球化学调查中大批量土壤和沉积物样品的分析测试。

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  • 图 1  还原剂对标准溶液响应值的影响

    Figure 1. 

    图 2  不同介质中碘的信号强度及稳定性

    Figure 2. 

    图 3  内标元素在不同介质中的稳定性

    Figure 3. 

    表 1  ICP-MS工作参数

    Table 1.  Working parameters for ICP-MS instrument

    工作参数 数值 工作参数 数值
    RF发射功率 1550W 扫描方式 跳峰
    冷却气(Ar)流速 13L/min 通道数 3
    载气(Ar)流速 0.85L/min 扫描次数 30
    采样锥(Ni)孔径 1.0mm 驻留时间 20ms
    截取锥(Ni)孔径 0.4mm 质量分辨率 0.6~0.75u
    采样深度 100mm 氧化物产率 <2.5%
    蠕动泵泵速 40r/min 双电荷产率 <2%
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    表 2  溶样程序的影响

    Table 2.  Effect of sample melting program

    标准物质编号 碘含量标准值(μg/g) 程序1碘含量测量值(μg/g) 程序2碘含量测量值(μg/g)
    GBW07407 19±2 17.1 19.2
    17.5 19.2
    17.4 18.1
    17.7 18.3
    GBW07305a 2.4±0.4 2.17 2.45
    2.27 2.39
    2.06 2.38
    2.13 2.41
    GBW07358 0.47±0.08 0.41 0.48
    0.41 0.49
    0.39 0.46
    0.43 0.45
    GBW07451 8.6±0.7 8.13 8.88
    8.15 8.83
    8.09 8.72
    8.09 8.69
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    表 3  还原剂实验(标准物质)

    Table 3.  Effect of reducing agent (reference materials)

    标准物质编号 碘含量标准值(μg/g) 加入抗坏血酸碘含量测定值(μg/g) 未加入抗坏血酸碘含量测定值(μg/g)
    GBW07407 19±2 17.6 19.2
    17.4 19.2
    18.4 18.8
    17.7 19.3
    GBW07305a 2.4±0.4 2.27 2.45
    2.13 2.39
    2.21 2.38
    2.06 2.41
    GBW07358 0.47±0.08 0.40 0.46
    0.41 0.49
    0.41 0.47
    0.43 0.46
    GBW07451 8.6±0.7 8.07 8.88
    8.17 8.83
    7.94 8.72
    7.82 8.69
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    表 4  方法精密度和准确度

    Table 4.  Precision and accuracy tests of the method (n=12)

    样品序号 GBW07407 GBW07305a GBW07358 GBW07451
    1 18.8 2.36 0.49 8.57
    2 19.1 2.41 0.49 8.98
    3 18.9 2.37 0.45 8.84
    4 19.7 2.33 0.46 8.97
    5 19.5 2.45 0.51 8.67
    6 18.9 2.52 0.48 8.68
    7 19.0 2.38 0.43 8.86
    8 19.4 2.38 0.47 9.02
    9 19.4 2.46 0.47 9.12
    10 19.0 2.34 0.53 8.53
    11 20.3 2.51 0.51 9.03
    12 18.4 2.48 0.46 8.83
    碘含量测定平均值(μg/g) 19.2 2.42 0.48 8.84
    碘含量标准值(μg/g) 19 2.4 0.47 8.6
    相对标准偏差RSD(%) 2.46 2.73 5.93 2.17
    准确度(△logC) 0.005 0.003 0.01 0.01
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    表 5  实际样品测试结果比对

    Table 5.  Comparison of analytical results in actual samples

    样品检测编号 样品类型 碘含量测定值(μg/g) 样品检测编号 样品类型 碘含量测定值(μg/g)
    本文方法 分光光度法 封闭酸溶法 本文方法 分光光度法 封闭酸溶法
    21T002-022 土壤 3.80 3.51 3.75 20C011-031 沉积物 2.67 2.25 2.66
    21T002-035 土壤 1.13 1.25 1.13 20C011-086 沉积物 1.85 1.21 1.83
    21T002-046 土壤 1.01 0.83 1.06 20C011-121 沉积物 1.63 1.97 1.66
    21T002-052 土壤 6.43 6.38 6.51 20C011-154 沉积物 0.72 0.55 0.77
    21T002-088 土壤 3.99 3.52 3.89 20C011-182 沉积物 0.51 0.73 0.52
    21T002-102 土壤 0.74 0.57 0.78 20C011-243 沉积物 2.28 1.92 2.24
    21T002-115 土壤 1.05 0.94 1.01 20C011-244 沉积物 6.19 6.28 6.21
    21T002-154 土壤 12.4 12.68 12.3 20C011-280 沉积物 1.20 1.03 1.24
    21T002-199 土壤 0.45 0.27 0.49 20C011-311 沉积物 8.33 8.25 8.24
    21T002-348 土壤 2.02 2.28 2.01 20C011-315 沉积物 4.47 4.10 4.54
    21T002-412 土壤 9.83 10.06 9.76 20C011-343 沉积物 3.55 3.14 3.61
    21T002-424 土壤 12.7 13.15 12.6 20C011-380 沉积物 0.84 0.93 0.89
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出版历程
收稿日期:  2021-06-09
修回日期:  2021-07-28
录用日期:  2021-11-05
刊出日期:  2022-07-28

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