原子熒光光譜法測定土壤樣品中的鍺

施曉梅

摘 要：鍺在航空航天、電子科技等多個領域具有廣泛的應用，需求量比較大，從而出現(xiàn)供不應求的情況。過去主要是在煤礦當中提取鍺，但是隨著鍺需求量的不斷提高，人們希望可以在土壤當中提取鍺，前提條件就是選擇合適的方法對土壤當中的鍺進行探測。本文主要對原子熒光光譜法（AES）測定土壤樣品中的鍺相關問題進行研究，希望可以為相關從業(yè)人員提供一些參考和建議。

關鍵詞：原子熒光光譜法 土壤樣品 鍺

中圖分類號：O657 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）11（a）-0036-02

近年來，隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展和進步，開發(fā)了鍺的多種新用途，致使全社會對鍺的需求量增大，鍺供應緊張的情況日益嚴峻，制約了多個科學領域的快速發(fā)展[1]。目前，很多國家已經(jīng)將鍺列入國防儲備當中，我國也逐漸提高了對鍺開采的重視程度，采用多種方法和途徑提高鍺的開采量。由于土壤當中鍺的含量比較低，采用傳統(tǒng)的分光光度法、極譜法、原子吸收法等探測方法效果不好，容易收到多種因素的干擾，影響探測結(jié)果的準確性，并且這些方法操作過程比較復雜，工作人員的工作量比較大。在這種情況下，原子熒光光譜法的優(yōu)勢更加明顯，成為探測土壤中鍺的重要方法和手段。

1 原子熒光光譜法（AES）簡介

原子熒光光譜法（AES）從原子光譜分析法發(fā)展而來，探測原理就是通過測量待測樣品當中元素的原子蒸汽在輻射能激發(fā)所產(chǎn)生熒光的發(fā)射強度，從而確定元素含量。與其他探測方法相比，原子熒光光譜法（AES）具有顯著的優(yōu)越性，不僅可以測定微量元素的含量，而且還可以測定痕量元素的含量，并且具有操作簡單方便、穩(wěn)定、準確率高等優(yōu)點，是測定土壤當中鍺元素含量的有效方法之一[2]。

2 實驗過程

2.1 實驗設備和相關試劑及其配置

2.1.1 實驗設備

選擇北京海光雙道原子熒光光度計（型號：AFS-3100），Ge特種空心陰極燈。

2.1.2 實驗試劑

氫氧化鈉、水、硼氫花鉀、磷酸、硫酸、硝酸、氫氟酸、高純氬氣。

2.1.3 試劑配置

取一只250mL的燒杯，然后放0.018g二氧化鍺，再往燒杯當中加入水25mL，然后再取3顆粒狀的氫氧化鈉放入燒杯當中，對燒杯進行緩慢加熱，直到氫氧化鈉溶解，然后停止加熱，進行冷卻，至室溫，接著取500mL容量瓶一只，將燒杯的液體移入容量瓶，往容量瓶當中放入10mL磷酸，然后加水進行稀釋，直到500mL，然后搖勻，保證Ⅰρ（Ge）=25.0μg/mL≈24.98556μg/mL，取上述溶液40.00mL和一只1000mL的容量瓶，將溶液倒入容量瓶當中，然后加入磷酸2mL，加水稀釋至刻度線，然后搖勻，得到Ⅱρ（Ge）=1.00μg/mL。取Ⅱρ（Ge）溶液6份，分別為4.00mL、3.00mL、2.00mL、1.00mL、0.50mL、0.25mL，然后分別放置在6個100mL的容量瓶當中，分別加入10mL磷酸，然后加水稀釋至刻度線，然后搖勻，就可以得到6份標準溶液，分別為0.04μg/mL、0.03μg/mL、0.02μg/mL、0.01μg/mL、0.005μg/mL、0.0025μg/mL。

硼氫化鉀（30g/L）溶液配置方法如下：取容器，放入1L水，然后取氫氧化5g放在水中，然后攪拌，至氫氧化鈉溶解，然后再取硼氫化鉀30g，放入其中，攪拌均勻，現(xiàn)用現(xiàn)配即可。

2.2 樣品消解分析

秤取樣品0.3g，具體情況還需要根據(jù)樣品品位高低來進行控制，保證樣品的熒光值在標準曲線范圍之內(nèi)，將樣品放入50mL聚四氟乙烯坩堝中，然后取水1mL加入其中，以濕潤樣品，然后分別加入3mL的氫氟酸和濃硝酸，輕微振蕩樣品，保證樣品和加入的酸進行充分的融合，然后使用電熱板進行加熱，注意控制加熱的溫度，一般在190℃～220℃之間，直到出現(xiàn)大量白煙為止，然后再加入5mL（1+1）硫酸，繼續(xù)進行加熱，直到液體剩余約1～2mL為止，然后進行冷卻，再接著加入3mL（1+1）磷酸，在25mL比色管內(nèi)定容，然后迅速移回原坩堝中，待樣品澄清后進行測定。

3 結(jié)果分析和探討

3.1 檢出限、精密度和準確度分析

根據(jù)實驗方法，選擇對鍺進行測定的12個空白溶液，測定12次，得出12個測定結(jié)果，如表1所示。根據(jù)下文標準偏差公式計算出12次測定結(jié)果的標準偏差，計算結(jié)果為0.016，檢出限的核算方法按照標準偏差的三倍計算，結(jié)果約為 0.048μg/mL。

樣本標準偏差計算公式：

式中代表所采用的樣本X1，X2，…，Xn的均值。

根據(jù)國際標準GSD-12，任意選擇一份試樣，按照本文研究的實驗方法連續(xù)進行12次測定，測定結(jié)果如表2所示。按照標準偏差計算公式計算結(jié)果，為0.1131，然后計算出相對標準偏差，為6.38%。

3.2 對比實驗分析

選取6份樣品，編號1～6，分別采用原子熒光光譜法和比色法進行探測，結(jié)果表明原子熒光光譜法測定結(jié)果的準確性高于比色法測定的結(jié)果，詳細情況如表3所示。

4 討論

鍺作為一種稀散元素，在軍工業(yè)等多個領域當中都具有十分重要的運用價值，但是目前已經(jīng)探明的鍺元素總儲量比較少，多個國家已經(jīng)將這種戰(zhàn)略資源列為國防儲備資源，在這種背景下，眾多公司企業(yè)逐漸將目光從煤礦探測轉(zhuǎn)移到土壤探測，希望可以發(fā)現(xiàn)更多的鍺元素，以滿足社會對鍺元素的需求。相對于煤礦來說，土壤當中蘊含的鍺元素含量較少，干擾因素比較多，探測的難度比較大，需要采用穩(wěn)定、靈敏度較高的探測方法進行探查[3]。探測鍺元素的方法包括很多，如吸光光度法、原子光譜分析法、極譜法等，每一種方法當中又可以細分出多種探測方法，各種方法都存在一定的優(yōu)缺點，相比較而言，原子熒光光譜法的優(yōu)越性更加凸顯，測定過程中受干擾因素的影響比較小，靈敏度比較高，測定結(jié)果的準確度也比較高，并且整個試驗的操作簡單便捷，得益于這些優(yōu)點，原子熒光光譜法成為應用較為廣泛的微量元素探測手段之一。

在今后，人們會持續(xù)對微量元素探測手段進行改進和創(chuàng)新，并逐漸向綠色、無毒、操作簡單、可行性高等方向發(fā)展，保證探測方法可以在實際的生產(chǎn)當中發(fā)揮價值，提高鍺元素的探查質(zhì)量和效率，從而創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟效益。

5 結(jié)語

綜上所述，在鍺需求量不斷增加的情況下，從土壤當中獲得鍺成為提高鍺開采量，緩解鍺供不應求情況的重要手段，這就需要采取有效方法來探查土壤當中鍺的含量。原子熒光光譜法是探測土壤當中微量元素的重要手段，利用原子熒光光譜法來探測土壤當中鍺的含量，具有操作簡單、快速、結(jié)果準確等優(yōu)點，并且可以用來測定大批量土壤中鍺的含量。

參考文獻

[1] 周姣花，鐘蒞湘，來克冰，等.原子熒光光譜法測定土壤中的鍺[J].黃金，2010（7）：53-55.

[2] 陳菊.原子熒光光譜法測定農(nóng)業(yè)土壤樣品易遇見的問題——以測定硒為例[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2013（36）：14175-14176.

[3] 林海蘭，黎智煌，朱日龍，等.原子熒光光譜法測定土壤和沉積物中鉍[J].光譜學與光譜分析，2016（4）：1217-1220.endprint