施晓梅
摘 要：锗在航空航天、电子科技等多个领域具有广泛的应用，需求量比较大，从而出现供不应求的情况。过去主要是在煤矿当中提取锗，但是随着锗需求量的不断提高，人们希望可以在土壤当中提取锗，前提条件就是选择合适的方法对土壤当中的锗进行探测。本文主要对原子荧光光谱法（AES）测定土壤样品中的锗相关问题进行研究，希望可以为相关从业人员提供一些参考和建议。
关键词：原子荧光光谱法 土壤样品 锗
中图分类号：O657 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）11（a）-0036-02
近年来，随着科学技术的不断发展和进步，开发了锗的多种新用途，致使全社会对锗的需求量增大，锗供应紧张的情况日益严峻，制约了多个科学领域的快速发展[1]。目前，很多国家已经将锗列入国防储备当中，我国也逐渐提高了对锗开采的重视程度，采用多种方法和途径提高锗的开采量。由于土壤当中锗的含量比较低，采用传统的分光光度法、极谱法、原子吸收法等探测方法效果不好，容易收到多种因素的干扰，影响探测结果的准确性，并且这些方法操作过程比较复杂，工作人员的工作量比较大。在这种情况下，原子荧光光谱法的优势更加明显，成为探测土壤中锗的重要方法和手段。
1 原子荧光光谱法（AES）简介
原子荧光光谱法（AES）从原子光谱分析法发展而来，探测原理就是通过测量待测样品当中元素的原子蒸汽在辐射能激发所产生荧光的发射强度，从而确定元素含量。与其他探测方法相比，原子荧光光谱法（AES）具有显著的优越性，不仅可以测定微量元素的含量，而且还可以测定痕量元素的含量，并且具有操作简单方便、稳定、准确率高等优点，是测定土壤当中锗元素含量的有效方法之一[2]。
2 实验过程
2.1 实验设备和相关试剂及其配置
2.1.1 实验设备
选择北京海光双道原子荧光光度计（型号：AFS-3100），Ge特种空心阴极灯。
2.1.2 实验试剂
氢氧化钠、水、硼氢花钾、磷酸、硫酸、硝酸、氢氟酸、高纯氩气。
2.1.3 试剂配置
取一只250mL的烧杯，然后放0.018g二氧化锗，再往烧杯当中加入水25mL，然后再取3颗粒状的氢氧化钠放入烧杯当中，对烧杯进行缓慢加热，直到氢氧化钠溶解，然后停止加热，进行冷却，至室温，接着取500mL容量瓶一只，将烧杯的液体移入容量瓶，往容量瓶当中放入10mL磷酸，然后加水进行稀释，直到500mL，然后摇匀，保证Ⅰρ（Ge）=25.0μg/mL≈24.98556μg/mL，取上述溶液40.00mL和一只1000mL的容量瓶，将溶液倒入容量瓶当中，然后加入磷酸2mL，加水稀释至刻度线，然后摇匀，得到Ⅱρ（Ge）=1.00μg/mL。取Ⅱρ（Ge）溶液6份，分别为4.00mL、3.00mL、2.00mL、1.00mL、0.50mL、0.25mL，然后分别放置在6个100mL的容量瓶当中，分别加入10mL磷酸，然后加水稀释至刻度线，然后摇匀，就可以得到6份标准溶液，分别为0.04μg/mL、0.03μg/mL、0.02μg/mL、0.01μg/mL、0.005μg/mL、0.0025μg/mL。
硼氢化钾（30g/L）溶液配置方法如下：取容器，放入1L水，然后取氢氧化5g放在水中，然后搅拌，至氢氧化钠溶解，然后再取硼氢化钾30g，放入其中，搅拌均匀，现用现配即可。
2.2 样品消解分析
秤取样品0.3g，具体情况还需要根据样品品位高低来进行控制，保证样品的荧光值在标准曲线范围之内，将样品放入50mL聚四氟乙烯坩埚中，然后取水1mL加入其中，以湿润样品，然后分别加入3mL的氢氟酸和浓硝酸，轻微振荡样品，保证样品和加入的酸进行充分的融合，然后使用电热板進行加热，注意控制加热的温度，一般在190℃～220℃之间，直到出现大量白烟为止，然后再加入5mL（1+1）硫酸，继续进行加热，直到液体剩余约1～2mL为止，然后进行冷却，再接着加入3mL（1+1）磷酸，在25mL比色管内定容，然后迅速移回原坩埚中，待样品澄清后进行测定。
3 结果分析和探讨
3.1 检出限、精密度和准确度分析
根据实验方法，选择对锗进行测定的12个空白溶液，测定12次，得出12个测定结果，如表1所示。根据下文标准偏差公式计算出12次测定结果的标准偏差，计算结果为0.016，检出限的核算方法按照标准偏差的三倍计算，结果约为 0.048μg/mL。
样本标准偏差计算公式：
式中代表所采用的样本X1，X2，…，Xn的均值。
根据国际标准GSD-12，任意选择一份试样，按照本文研究的实验方法连续进行12次测定，测定结果如表2所示。按照标准偏差计算公式计算结果，为0.1131，然后计算出相对标准偏差，为6.38%。
3.2 对比实验分析
选取6份样品，编号1～6，分别采用原子荧光光谱法和比色法进行探测，结果表明原子荧光光谱法测定结果的准确性高于比色法测定的结果，详细情况如表3所示。
4 讨论
锗作为一种稀散元素，在军工业等多个领域当中都具有十分重要的运用价值，但是目前已经探明的锗元素总储量比较少，多个国家已经将这种战略资源列为国防储备资源，在这种背景下，众多公司企业逐渐将目光从煤矿探测转移到土壤探测，希望可以发现更多的锗元素，以满足社会对锗元素的需求。相对于煤矿来说，土壤当中蕴含的锗元素含量较少，干扰因素比较多，探测的难度比较大，需要采用稳定、灵敏度较高的探测方法进行探查[3]。探测锗元素的方法包括很多，如吸光光度法、原子光谱分析法、极谱法等，每一种方法当中又可以细分出多种探测方法，各种方法都存在一定的优缺点，相比较而言，原子荧光光谱法的优越性更加凸显，测定过程中受干扰因素的影响比较小，灵敏度比较高，测定结果的准确度也比较高，并且整个试验的操作简单便捷，得益于这些优点，原子荧光光谱法成为应用较为广泛的微量元素探测手段之一。
在今后，人们会持续对微量元素探测手段进行改进和创新，并逐渐向绿色、无毒、操作简单、可行性高等方向发展，保证探测方法可以在实际的生产当中发挥价值，提高锗元素的探查质量和效率，从而创造巨大的经济效益。
5 结语
综上所述，在锗需求量不断增加的情况下，从土壤当中获得锗成为提高锗开采量，缓解锗供不应求情况的重要手段，这就需要采取有效方法来探查土壤当中锗的含量。原子荧光光谱法是探测土壤当中微量元素的重要手段，利用原子荧光光谱法来探测土壤当中锗的含量，具有操作简单、快速、结果准确等优点，并且可以用来测定大批量土壤中锗的含量。
参考文献
[1]周姣花，钟莅湘，来克冰，等.原子荧光光谱法测定土壤中的锗[J].黄金，2010（7）：53-55.
[2]陈菊.原子荧光光谱法测定农业土壤样品易遇见的问题——以测定硒为例[J].安徽农业科学，2013（36）：14175-14176.
[3]林海兰，黎智煌，朱日龙，等.原子荧光光谱法测定土壤和沉积物中铋[J].光谱学与光谱分析，2016（4）：1217-1220.endprint
