宋朝生 (廣東省地質(zhì)局第五地質(zhì)大隊 廣東 肇慶 526000）

一、發(fā)射光譜法介紹

1、發(fā)射光譜法定義

不同元素的原子或離子在受熱或通電的情況下會從外界獲得能量，獲得能量后的原子或離子便處于激發(fā)狀態(tài)，產(chǎn)生與之相對應(yīng)的電磁輻射。通過特定儀器檢測不同元素原子或離子發(fā)出的電磁輻射便能判斷出元素的種類。

2、發(fā)射光譜法原理

發(fā)射光譜法測定元素主要分為采集光譜與分析光譜兩個過程。此外，再對測定樣品進行激發(fā)前還要對其進行適當處理。采用發(fā)射光譜法測定地質(zhì)樣品的過程一般如下：先進行樣品處理，通常會將其加工成溶液或是粉末形式，有時還需要對樣品所含元素進行分離；然后對經(jīng)過處理的樣品進行激發(fā)操作，將樣品置于以電弧發(fā)生器為代表的激發(fā)源上，對樣品進行蒸發(fā)，激發(fā)樣品元素原子或離子產(chǎn)生發(fā)射光譜；利用光譜儀獲得原子或離子的發(fā)射光譜并將其記錄；采用相關(guān)儀器對所記錄的光譜進行分析，判斷樣品所含元素種類。

3、發(fā)射光譜法特點

3.1 發(fā)射光譜法的優(yōu)點

發(fā)射光譜法測定元素是依據(jù)元素受激發(fā)產(chǎn)生的特征譜線，不同元素的特征譜線均不相同，因此，只需要對所測樣品進行一次激發(fā)，其所含元素便均會產(chǎn)生互補相同的特征譜線，接收并分析這些特征譜線就能同時對樣品所含各元素進行準確測定。

采用發(fā)射光譜法測定樣品元素，樣品是固體或液體并不影響測定的準確性，并且，也不需要對樣品首先進行化學處理，既能使得測定工作更加方便，也能有效節(jié)約測定工作所需時間。

與化學方法測定地質(zhì)樣品所含元素相比，發(fā)射光譜法在測定準確性方面也存在明顯優(yōu)勢。首先，化學方法對于化學性質(zhì)比較接近的元素缺乏有效的分離與測定方法，化學性質(zhì)相近元素的特征光譜差別則十分明顯，這也為發(fā)射光譜法的準確測定提供了極其有利的條件。此外，發(fā)射光譜法測定樣品所含元素也更加靈敏，各元素的檢出限相對較低，特別是電感耦合等離子體的應(yīng)用，更是大大降低了檢出限。

與測定樣品所含元素的各傳統(tǒng)方法相比，發(fā)射光譜法在測定過程中對樣品節(jié)約的效果也是十分明顯的。一方面是由于發(fā)射光譜法測定樣品所含元素可對多種元素實現(xiàn)同時測定，不需要單獨取樣測定；另一方面由于發(fā)射光譜法對元素的測定十分靈敏，其檢出元素所需樣品量也相對較小。

3.2 發(fā)射光譜法的缺點

放射光譜法測定樣品所含元素只能用來判斷元素的是否存在，而不能像物相分析法一樣，測定出元素形態(tài)與結(jié)構(gòu)。

發(fā)射光譜法用于元素測定，當樣品所含元素量較低時其效果與優(yōu)勢較為明顯，當樣品中元素含量較高時其測定結(jié)果的準確性會受到較大影響。

元素的特征譜線是發(fā)射光譜法測定樣品所含元素的重要依據(jù)，一旦元素的特征譜線靈敏度不佳，將對測定結(jié)果產(chǎn)生較大影響。由于大多數(shù)非金屬元素的特征譜線不佳，因此，發(fā)射光譜法在測定非金屬元素方面的應(yīng)用受到了較大的限制。此外，能影響元素特征譜線的因素較多，特別是試樣組分對其有著較大影響，實際應(yīng)用時要加強對樣品組分的重視程度。

二、發(fā)射光譜同時測定銀錫

表1.發(fā)射光譜法測定銀錫的檢出限結(jié)果

表2.采用發(fā)射光譜法測定銀錫的準確度

隨著物理化學等學科的發(fā)展進步，對于地質(zhì)樣品中銀錫元素測定的精確度要求也越來越嚴格。目前，國土資源地質(zhì)調(diào)查工作要求，對于地質(zhì)樣品中含量在0.02ug/g以上的銀元素，含量在0.5ug/g以上的錫元素均能進行準確測定。發(fā)射光譜法和原子吸收光譜法是銀錫元素的常用測定方法，其中，發(fā)射光譜法憑借其測定方便迅速、準確性可靠性好等特點成為了地質(zhì)樣品中銀錫測定的最主要方法，下文所述銀錫元素的測定方法均是針對發(fā)射光譜法而言[1]。

1、測定儀器與藥品介紹

1.1 測定儀器選擇

為準確測得銀錫元素原子所發(fā)射光譜，測定工作選用WP-1型一米光柵攝譜儀，此攝譜儀的光柵刻線密度為1200條/mm，閃耀波長與中心波長均為300nm，色散率為0.8nm/mm，狹縫長度為7um，中間光欄規(guī)格為3.0mm×10mm，此外，還采用一級光譜與三透鏡照明系統(tǒng)。

電弧發(fā)生器選用額定電壓為220V，額定電流為14A，曝光時間為25s的WJD型交直流電弧發(fā)生器。此外，電弧發(fā)生器的上電極應(yīng)選用直徑是6毫米尖錐形光譜純石墨電極，下電極則應(yīng)選用帶頸光譜純石墨電極，電極規(guī)格為3.0mm×4.0mm×0.7mm。

其它主要測定儀器選擇如下：感光板選用天津光譜干板；顯影液選用天津光譜干板配方，并將顯影溫度設(shè)為20℃，顯影時間設(shè)為90s；定影液也采用津光譜干板配方，定影時間設(shè)為10至15分鐘，并要求水洗至呈透明狀，再使用紅外燈進行烘干；測光儀選用GBZ-Ⅱ光譜相板測光儀，規(guī)格要求高度4至8mm，狹縫寬度為20um。

1.2 測定藥品配制

緩沖液是最主要的測定藥品之一，其在測定工作中起著燒弧過程中排除其它化學元素干擾，提高線背比，提高發(fā)射光譜法測定準確度與靈敏度的作用。采用發(fā)射光譜法測定銀錫是應(yīng)選用氯化鉀和硝酸鉀飽和溶液作為緩沖液，飽和溶液中氯化鉀與硝酸鉀濃度均為0.25g/ml，用量為200ml。

測定需要地質(zhì)樣品50mg，并將其裝入電弧發(fā)生器的電極中，再滴入氯化鉀與硝酸鉀的飽和溶液，經(jīng)過紅外燈烘干后再進行攝譜。

2、測定方法與步驟設(shè)計

進行銀錫測定前首先要制作測定樣品。先將電極中的樣品取出，以樣品50mg與0.02ug銀，50mg樣品與1.0ug錫的比例進行測量樣品的制備，測量樣品需要制備20個。采用電弧發(fā)生器激發(fā)銀錫的原子或離子，使其產(chǎn)生特征光譜，利用光譜儀接收特征光譜并進行記錄。

2、測定結(jié)果與數(shù)據(jù)討論

采用發(fā)射光譜法測定銀錫的檢出限結(jié)果如表1所示

根據(jù)特征光譜法所測得的銀錫所發(fā)出的特征光譜進行分析，分別計算出銀和錫的標準偏差、算檢出限以及相對標準偏差。通過對特征光譜的分析與計算可以發(fā)現(xiàn)，采用發(fā)射光譜法測定地質(zhì)樣品中所含銀和錫的檢出限符合國土資源地質(zhì)調(diào)查工作要求。

采用發(fā)射光譜法測定銀錫的準確度如表2所示

根據(jù)表2可以看出，對國家一二級標準物質(zhì)水系沉積物巖石土壤樣品的測定結(jié)果，測定值與標準值吻合，表明采用發(fā)射光譜法測定銀錫的準確度較高。此外，發(fā)射光譜法測定銀的精確度為15.2%-17.9%。測定系的精確度為12.5%-15.2%。

三、發(fā)射光譜法對地質(zhì)樣品中銀錫同時測定的注意點

盡管利用發(fā)射光譜法測定地質(zhì)樣品中的銀和錫具有眾多優(yōu)點，但是其測定結(jié)果的準確性仍會受到一些因素的影響，此外，發(fā)射光譜法也不能滿足一些具有特殊要求的銀錫測定。因此，為了提高發(fā)射光譜法測定地質(zhì)樣品中銀錫的效果，應(yīng)做到以下幾點。

1、放射光譜法只能測定與判斷地質(zhì)樣品中銀錫元素的存在，并不能分析出銀錫的存在狀態(tài)與存在形式。實際工作中如需對其存在狀態(tài)與存在形式進行測定，應(yīng)選擇物相分析法等其它測定方法。

2、節(jié)約測量樣品用量是發(fā)射光譜法測定銀錫工作的顯著優(yōu)點，實際測定時應(yīng)嚴格控制樣品用量。此外由于銀錫特征光譜受樣品組分影響，也應(yīng)注意控制樣品組分。

3、是否采用發(fā)射光譜法對地質(zhì)樣品所含銀錫進行測定需要考慮銀錫的含量。由于發(fā)射光譜法測定銀錫時檢出限極低，并且，在銀錫元素含量較高時，發(fā)射光譜法測定效果反而不佳，因此，在地質(zhì)樣品銀錫含量較小的情況下選擇發(fā)射光譜法比較合適[2]。

結(jié)束語：

1、發(fā)射光譜法測定地質(zhì)樣品所含銀錫元素在便捷性與準確性方面，較傳統(tǒng)化學方法有著巨大優(yōu)勢，實際工作中可加以推廣。

2、發(fā)射光譜法測定地質(zhì)樣品所含銀錫元素仍受樣品組分等一些關(guān)鍵因素的影響，應(yīng)繼續(xù)加強對其研究，提高其適用性。

[1]陳忠厚.發(fā)射光譜法同時測定地質(zhì)樣品中的銀錫[j].有色礦冶，2008（6）：57-58

[2]胡憲.淺析發(fā)射光譜法對地質(zhì)樣品中銀錫的同時測定[j].中國高新技術(shù)企業(yè)，2009（5）：43-44