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，隨著科學技術的不斷發展和進步，開發了鍺的多種新用途，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展[1]。目前，很多國家已經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所產生熒光的發射強度，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、穩定、準確率高等優點，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，現用現配即可。

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，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，直到出現大量白煙為止，然后再加入5mL（1+1）硫酸，繼續進行加熱，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比色管內定容，然后迅速移回原坩堝中，待樣品澄清后進行測定。

3 結果分析和探討

3.1 檢出限、精密度和準確度分析

根據實驗方法，選擇對鍺進行測定的12個空白溶液，測定12次，得出12個測定結果，如表1所示。根據下文標準偏差公式計算出12次測定結果的標準偏差，計算結果為0.016，檢出限的核算方法按照標準偏差的三倍計算，結果約為 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進行12次測定，測定結果如表2所示。按照標準偏差計算公式計算結果，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，結果表明原子熒光光譜法測定結果的準確性高于比色法測定的結果，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，但是目前已經探明的鍺元素總儲量比較少，多個國家已經將這種戰略資源列為國防儲備資源，在這種背景下，眾多公司企業逐漸將目光從煤礦探測轉移到土壤探測，希望可以發現更多的鍺元素，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缺點，相比較而言，原子熒光光譜法的優越性更加凸顯，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，人們會持續對微量元素探測手段進行改進和創新，并逐漸向綠色、無毒、操作簡單、可行性高等方向發展，保證探測方法可以在實際的生產當中發揮價值，提高鍺元素的探查質量和效率，從而創造巨大的經濟效益。

5 結語

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、結果準確等優點，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業土壤樣品易遇見的問題——以測定硒為例[J].安徽農業科學，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