DZ/T 0064.55-2021《地下水质分析方法 第55部分：碘化物的测定》全文与要点

标准概况

DZ/T 0064.55-2021《地下水质分析方法 第55部分：碘化物的测定 催化还原分光光度法》是DZ/T 0064《地下水质分析方法》系列标准的第55部分，由自然资源部2021年2月22日发布、2021年7月1日实施，代替DZ/T 0064.55-1993《地下水质检验方法 催化还原法测定碘化物》。本部分由自然资源部提出、全国自然资源与国土空间规划标准化技术委员会归口，本部分与1993版相比主要变化：标准名称修改为“地下水质分析方法 第55部分：碘化物的测定 催化还原-分光光度法”；增加了前言、规范性引用文件、质量保证和控制等内容；修订了部分试剂配制过程；增加了警示内容；修订了样品分析步骤；修改了校准曲线配制方法。

标准定位

本部分规定了催化还原分光光度法测定地下水中碘化物的方法，适用于地下水资源调查、评价、监测和利用等水样中碘化物的测定，定量限为1μg/L、测定范围为1μg/L～16μg/L，含量高于此范围可稀释后测定或采用淀粉分光光度法测定（第56部分）。碘是地下水的重要微量元素（高碘地下水与地方性甲状腺肿、碘中毒等健康问题相关，低碘地区饮用水碘含量评价直接关系补碘决策），地下水碘化物含量一般在μg/L量级——本方法是地下水痕量碘化物的高灵敏度测定方法（定量限1μg/L），与第56部分淀粉分光光度法（测较高含量）按含量范围选用。

方法原理

在酸性溶液中，利用碘离子对亚砷酸还原四价铈离子的催化作用与碘离子浓度呈正比的关系，在一定温度下反应一定时间后，加入硫酸亚铁铵，剩余的四价铈离子将亚铁离子氧化成三价铁离子，可用硫氰酸钾分光光度法测定，从而间接求得碘离子的含量——催化动力学分析（间接法）：碘离子是As³⁺还原Ce⁴⁺（Ce⁴⁺+As³⁺→Ce³⁺+As⁵⁺）反应的催化剂，碘浓度越高催化越快、Ce⁴⁺消耗越多；反应一定时间后剩余的Ce⁴⁺把Fe²⁺氧化为Fe³⁺（Ce⁴⁺+Fe²⁺→Ce³⁺+Fe³⁺），Fe³⁺与硫氰酸钾生成红色络合物（Fe(SCN)₆³⁻）在520nm处比色——碘越多→Ce⁴⁺剩余越少→Fe³⁺越少→吸光度越低，吸光度与碘浓度成反相关，从而间接定量碘——"利用催化反应放大微量碘的效应"使方法灵敏度远高于直接测定（μg/L量级）。

主要技术内容

试剂。 无碘化物纯水（取符合GB/T 6682规定的二级水，按每升水加入2g氢氧化钠的比例进行重蒸馏——除去水中本底碘化物，痕量碘测定对纯水含碘量要求严格）；氯化钠溶液（260g/L）：称取26g经700℃灼烧2h的优级纯氯化钠溶于纯水稀释至100mL（加入大量氯离子抑制干扰——氯离子与碘离子有类似的催化作用，加大量氯离子可抑制银汞离子对碘催化能力的干扰并统一离子强度）；亚砷酸溶液（4.946g/L）：称取三氧化二砷4.9460g加500mL纯水和10滴硫酸加热全部溶解后稀释至1000mL（警示——三氧化二砷、亚砷酸溶液有剧毒，按国家有关危险化学品规定执行）；硫酸铈铵溶液（0.02mol/L）：称取硫酸铈铵2.676g溶于150mL纯水加硫酸8.8mL定容200mL（氧化剂——As³⁺还原Ce⁴⁺反应的氧化态）；硫酸亚铁铵溶液（15g/L）：称取1.5g溶于纯水加硫酸1mL稀释至100mL，加铁粉0.2g摇匀后放置过夜，现用现配、用前过滤（还原剂——与剩余Ce⁴⁺反应生成Fe³⁺；加铁粉还原试剂中自带的Fe³⁺，因为硫酸亚铁铵试剂一般都含有三价铁，必须严格按试剂配制方法还原三价铁）；硫氰酸钾溶液（40g/L）（显色剂——与Fe³⁺生成红色络合物）；碘化物标准贮备溶液[ρ(I⁻)=200μg/mL]：称取经硅胶干燥器干燥24h的优级纯碘化钾0.2616g溶于纯水定容1000mL；碘化物标准使用溶液[ρ(I⁻)=0.02μg/mL]逐级稀释。
仪器设备。 分光光度计；恒温水浴（控温精度：±0.5℃）；秒表。
试验步骤。 样品测定：取原水样10mL于25mL比色管中，加入氯化钠溶液1.0mL、亚砷酸溶液0.5mL，摇匀；放入已升温至40℃±0.5℃的恒温水浴中；待试液与水浴温度一致后，用秒表控制时间，每隔30s按试样编号顺序加入硫酸铈铵溶液1.0mL，摇匀后立即放回恒温水浴保温；当第一个试样保温达到15min±5s时，按原顺序每隔30s±1s加入硫酸亚铁铵溶液1.0mL、硫氰酸钾溶液1.0mL，摇匀；将比色管取出放在比色管架上，15min后，于分光光度计520nm处，用1cm比色皿，以试剂空白作参比，测量其吸光度——催化反应的计时控制（加硫酸铈铵启动催化反应、15min±5s终止（加硫酸亚铁铵）、每隔30s错峰加样保证每个试样反应时间一致）。空白试验：取10mL纯水代替水样同样操作。校准曲线绘制：吸取标准使用溶液0、0.50、1.50、2.50、4.00、6.00和8.00mL于一系列25mL比色管中定容至10mL，以下步骤同样品（标准系列碘化物质量0、0.01、0.03、0.05、0.08、0.12和0.16μg），以碘化物的质量为横坐标、吸光度为纵坐标绘制校准曲线。
数据处理。 按公式计算碘化物（以I⁻计）的质量浓度ρ(I⁻)=m/V（m为从校准曲线上查得试样中碘化物的质量μg、V为所取水样体积mL）。
精密度和准确度。 同一实验室测定碘化物含量为3.0μg/L和22.0μg/L的水样时，平行测定7次的相对标准偏差分别为16.1%和2.5%。对含碘量0.5μg/L～15.8μg/L的9个水样加0.1μg碘离子，其回收率在97%～106%之间。
质量保证和控制。 催化反应时间应控制在15min±5s内，催化反应温度保持在40℃（或30℃）±0.5℃间；每批样品（一般20个样品为一批）至少做2个空白样品分析，空白值应小于方法定量限；每批样品至少抽取20%的试样做加标回收实验；每批样品随机抽取20%的试样作为检查分析样；每测定20个样品后测定1个校准溶液（浓度值取校准曲线中间点），测定结果的相对偏差应小于5%，否则需重新绘制校准曲线。
附录A（标准的有关说明）。 银及汞离子抑制碘化物的催化能力，氯离子与碘离子有类似的催化作用，加入大量氯离子可以抑制上述干扰；当水样中含有还原物质时，加10g/L的高锰酸钾溶液至试样显微红色后测定；当水样中含铁量大于1mg/L时，可将试样加碱中和至碱性（沉淀不再产生），放置澄清后取适量试液测定；当水样中六价铬浓度大于3mg/L时，可将试样用硫酸酸化后加入适量锌粉摇匀放置过夜、第二天取清液测定；当10mL水样中含碘离子大于0.16μg时，在30℃±0.5℃的水浴中反应15min±5s（此时标准系列碘离子含量应为0.05μg～0.50μg）；硫酸亚铁铵试剂一般都含有三价铁，必须严格按试剂配制方法还原三价铁；硫酸铈铵的质量能直接影响方法的灵敏度，新购的硫酸铈铵应先进行校准曲线绘制试验证明其灵敏度能满足测试要求方可使用；由于本法灵敏度很高，玻璃器皿必须洗净，所用试剂（氯化钠、硫酸及纯水）纯度要求较高，当空白的吸光度低于0.70时应检查试剂的纯度。

知识点总结

"催化放大“的灵敏度机制。 本方法的灵敏度来自催化反应的”放大效应"：碘离子本身不直接显色，而是作为催化剂加速As³⁺还原Ce⁴⁺的反应——一个碘离子可在反应时间内催化大量Ce⁴⁺被还原（催化剂循环使用），碘浓度通过“Ce⁴⁺消耗速率”间接反映，从而把μg/L量级的碘“放大”为可测的Ce⁴⁺变化——"催化剂-指示反应"设计使方法定量限达1μg/L（比直接显色法灵敏1-2个数量级），这是催化动力学分析法（碘、锰等元素的经典测法）的核心优势；代价是方法对反应条件敏感（时间、温度必须精密控制）——"高灵敏度与严格条件控制"相伴。
"计时错峰+恒温“的动力学条件控制。 催化反应的定量前提是”每个试样的反应时间、温度严格一致"：试样放入40℃±0.5℃恒温水浴平衡温度后用秒表控制——每隔30s按编号顺序加入硫酸铈铵溶液（启动反应，错峰启动保证后续统一计时）、当第一个试样保温达到15min±5s时按原顺序每隔30s±1s加入硫酸亚铁铵溶液（终止反应——硫酸亚铁铵把剩余Ce⁴⁺还原为Fe³⁺并固定下来）——"错峰启动+错峰终止"使每个试样从启动到终止恰好都是15min±5s；温度保持40℃（或30℃）±0.5℃（温度影响反应速率、必须恒温）——"时间（秒表控制）和温度（恒温水浴）双精密控制"是催化动力学方法准确度的生命线。
"干扰抑制"的分层处理。 催化方法对共存离子敏感，附录A给出分层干扰处理：银及汞离子抑制碘的催化能力、氯离子有类似催化作用——加大量氯离子（氯化钠260g/L）抑制干扰（过量氯离子占据干扰位点）；还原物质干扰（加高锰酸钾氧化至显微红色）；铁>1mg/L（加碱中和沉淀澄清取清液）；六价铬>3mg/L（硫酸酸化加锌粉还原放置过夜取清液）；碘含量高时改用30℃反应并调整标准系列范围——"按干扰类型分别处理"保证不同水化学背景的地下水样品都能准确测定。
"空白吸光度监控"的试剂质量把关。 附录A给出简洁实用的试剂质量判据：本法灵敏度很高，玻璃器皿必须洗净、试剂（氯化钠、硫酸及纯水）纯度要求较高，当空白吸光度低于0.70时应检查试剂的纯度——空白吸光度直接反映试剂本底（Fe³⁺、碘等杂质）水平：本底高（空白吸光度低——因为碘杂质使Ce⁴⁺消耗多、Fe³⁺少）说明试剂污染，必须更换纯试剂——"以空白吸光度为试剂质量的快速判据"是催化法实验室质量控制的经济实用手段。

适用读者

本标准适用于地质实验室、环境监测机构、水质检验实验室的分析测试人员，水文地质调查、地下水碘含量评价（高碘水、碘缺乏区饮水碘评价）、地方病防治相关水质检测项目的技术人员，以及高校分析化学、水文地质、公共卫生专业师生。

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