施曉梅

摘 要：鍺在航空航天、電子科技等多個(gè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，需求量比較大，從而出現(xiàn)供不應(yīng)求的情況。過去主要是在煤礦當(dāng)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(dāng)中提取鍺，前提條件就是選擇合適的方法對(duì)土壤當(dāng)中的鍺進(jìn)行探測(cè)。本文主要對(duì)原子熒光光譜法（AES）測(cè)定土壤樣品中的鍺相關(guān)問題進(jìn)行研究，希望可以為相關(guān)從業(yè)人員提供一些參考和建議。

關(guān)鍵詞：原子熒光光譜法 土壤樣品 鍺

中圖分類號(hào)：O657 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）11（a）-0036-02

近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，開發(fā)了鍺的多種新用途，致使全社會(huì)對(duì)鍺的需求量增大，鍺供應(yīng)緊張的情況日益嚴(yán)峻，制約了多個(gè)科學(xué)領(lǐng)域的快速發(fā)展[1]。目前，很多國(guó)家已經(jīng)將鍺列入國(guó)防儲(chǔ)備當(dāng)中，我國(guó)也逐漸提高了對(duì)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(dāng)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(cè)方法效果不好，容易收到多種因素的干擾，影響探測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，并且這些方法操作過程比較復(fù)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(shì)更加明顯，成為探測(cè)土壤中鍺的重要方法和手段。

1 原子熒光光譜法（AES）簡(jiǎn)介

原子熒光光譜法（AES）從原子光譜分析法發(fā)展而來(lái)，探測(cè)原理就是通過測(cè)量待測(cè)樣品當(dāng)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(qiáng)度，從而確定元素含量。與其他探測(cè)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(cè)定微量元素的含量，而且還可以測(cè)定痕量元素的含量，并且具有操作簡(jiǎn)單方便、穩(wěn)定、準(zhǔn)確率高等優(yōu)點(diǎn)，是測(cè)定土壤當(dāng)中鍺元素含量的有效方法之一[2]。

2 實(shí)驗(yàn)過程

2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備和相關(guān)試劑及其配置

2.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

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

2.1.2 實(shí)驗(yàn)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(dāng)中加入水25mL，然后再取3顆粒狀的氫氧化鈉放入燒杯當(dāng)中，對(duì)燒杯進(jìn)行緩慢加熱，直到氫氧化鈉溶解，然后停止加熱，進(jìn)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(dāng)中放入10mL磷酸，然后加水進(jìn)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(dāng)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。?、颚眩℅e）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(gè)100mL的容量瓶當(dāng)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(biāo)準(zhǔn)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(lái)進(jìn)行控制，保證樣品的熒光值在標(biāo)準(zhǔn)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(rùn)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(jìn)行充分的融合，然后使用電熱板進(jìn)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(jìn)行加熱，直到液體剩余約1～2mL為止，然后進(jìn)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(jìn)行測(cè)定。

3 結(jié)果分析和探討

3.1 檢出限、精密度和準(zhǔn)確度分析

根據(jù)實(shí)驗(yàn)方法，選擇對(duì)鍺進(jìn)行測(cè)定的12個(gè)空白溶液，測(cè)定12次，得出12個(gè)測(cè)定結(jié)果，如表1所示。根據(jù)下文標(biāo)準(zhǔn)偏差公式計(jì)算出12次測(cè)定結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差，計(jì)算結(jié)果為0.016，檢出限的核算方法按照標(biāo)準(zhǔn)偏差的三倍計(jì)算，結(jié)果約為 0.048μg/mL。

樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算公式：

式中代表所采用的樣本X1，X2，…，Xn的均值。

根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)GSD-12，任意選擇一份試樣，按照本文研究的實(shí)驗(yàn)方法連續(xù)進(jìn)行12次測(cè)定，測(cè)定結(jié)果如表2所示。按照標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果，為0.1131，然后計(jì)算出相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，為6.38%。

3.2 對(duì)比實(shí)驗(yàn)分析

選取6份樣品，編號(hào)1～6，分別采用原子熒光光譜法和比色法進(jìn)行探測(cè)，結(jié)果表明原子熒光光譜法測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性高于比色法測(cè)定的結(jié)果，詳細(xì)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(gè)領(lǐng)域當(dāng)中都具有十分重要的運(yùn)用價(jià)值，但是目前已經(jīng)探明的鍺元素總儲(chǔ)量比較少，多個(gè)國(guó)家已經(jīng)將這種戰(zhàn)略資源列為國(guó)防儲(chǔ)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(cè)轉(zhuǎn)移到土壤探測(cè)，希望可以發(fā)現(xiàn)更多的鍺元素，以滿足社會(huì)對(duì)鍺元素的需求。相對(duì)于煤礦來(lái)說，土壤當(dāng)中蘊(yùn)含的鍺元素含量較少，干擾因素比較多，探測(cè)的難度比較大，需要采用穩(wěn)定、靈敏度較高的探測(cè)方法進(jìn)行探查[3]。探測(cè)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(dāng)中又可以細(xì)分出多種探測(cè)方法，各種方法都存在一定的優(yōu)缺點(diǎn)，相比較而言，原子熒光光譜法的優(yōu)越性更加凸顯，測(cè)定過程中受干擾因素的影響比較小，靈敏度比較高，測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度也比較高，并且整個(gè)試驗(yàn)的操作簡(jiǎn)單便捷，得益于這些優(yōu)點(diǎn)，原子熒光光譜法成為應(yīng)用較為廣泛的微量元素探測(cè)手段之一。

在今后，人們會(huì)持續(xù)對(duì)微量元素探測(cè)手段進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，并逐漸向綠色、無(wú)毒、操作簡(jiǎn)單、可行性高等方向發(fā)展，保證探測(cè)方法可以在實(shí)際的生產(chǎn)當(dāng)中發(fā)揮價(jià)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(jì)效益。

5 結(jié)語(yǔ)

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

參考文獻(xiàn)

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

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

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