土壤"一詞對(duì)不同的人具有不同的含義。對(duì)于可耕種的農(nóng)民來(lái)說(shuō),這是他們賴以生存的基礎(chǔ)-莊稼的基礎(chǔ)。對(duì)于建筑業(yè)者而言,土壤是建筑物和基礎(chǔ)設(shè)施的基礎(chǔ)。不同地區(qū)甚至不同領(lǐng)域的土壤差異很大,它們具有多種功能:糧食和纖維生產(chǎn),環(huán)境相互作用(土壤,空氣和水之間),生態(tài)棲息地和生物多樣性的支持,文化遺產(chǎn)的保護(hù),提供建設(shè)和提供原材料的平臺(tái)。建筑物(例如房屋,辦公室,學(xué)校)和運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施(例如鐵路和公路)都建立在土壤上,并且都依賴于土壤的不同特性。從錯(cuò)誤的角度講,在錯(cuò)誤的土壤上建造房屋可能會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失。它還會(huì)引起環(huán)境問(wèn)題,例如土壤污染,洪水和水污染。土壤污染是指對(duì)土壤環(huán)境造成負(fù)面影響或改變土壤功能的化學(xué)化合物,生物有機(jī)體或其他材料的引入。土壤污染可通過(guò)從大氣中沉降(例如酸雨),故意施用(例如肥料),溢出,泄漏或非法傾倒。常見(jiàn)的土壤污染物包括重金屬,碳?xì)浠衔?,生物病原體和可以使土壤酸化和/或富集養(yǎng)分的物質(zhì)。由于這些原因,各國(guó)政府面臨越來(lái)越大的壓力,要求他們通過(guò)保護(hù)性立法并推廣可持續(xù)土地開(kāi)發(fā)的最佳做法。在歐洲,有機(jī)泥漿和無(wú)機(jī)肥料的使用可以調(diào)節(jié)土壤和周?chē)h(huán)境的安全。X射線熒光光譜法被廣泛用于地球化學(xué)分析。造成這種情況的主要原因是樣品制備簡(jiǎn)單,精度高,精密度高,動(dòng)態(tài)范圍寬(ppm至%)以及在元素周期表的大部分(Na – U)中具有良好的檢測(cè)限。這些好處也適用于具有農(nóng)業(yè)和環(huán)境重要性的土壤樣品。為了證明Compass200的性能,選擇了11種在土壤和受污染土地上通常進(jìn)行分析的重金屬。
儀器和校準(zhǔn)
1.1儀器
Compass200便攜式XRF光譜儀
標(biāo)準(zhǔn)樣品:土壤GBW07401?GBW07407,GBW07423?GBW07428
1.2樣品準(zhǔn)備
土壤研磨和粉碎:首先,將50.0 g的塊狀或顆粒狀土壤樣品放入帶有電子珠寶的陶瓷砂漿中,手動(dòng)研磨幾分鐘,然后通過(guò)150目樣品篩。篩分的粉末樣品放在樣品袋中以進(jìn)行樣品制備和進(jìn)一步測(cè)試。
樣品制備步驟:稱取10.0克土壤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)粉末樣品或要用電子珠寶進(jìn)行測(cè)試的樣品,將其放入樣品杯中,蓋上蓋子,并貼上標(biāo)簽以供使用。
1.3校準(zhǔn)
設(shè)置適當(dāng)?shù)臏y(cè)量條件,以確保檢測(cè)器的死區(qū)時(shí)間在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi);測(cè)量土壤參考物質(zhì)GBW07401?GBW07407和GBW07423,然后建立感興趣的土壤元素Cr,V,Mn,Ni,Cu,Zn,Pb,Ag Cd,Sn和Sb含量與強(qiáng)度之間的線性關(guān)系。然后,使用相同的預(yù)處理方法,樣品制備和未知土壤樣品的測(cè)試分析。
儀器精度
表5土壤樣品重復(fù)性測(cè)試結(jié)果(單位:%)
Name | V | Cr | Mn | Ni | Cu | Zn |
Sample10#--1 | 0.0053 | 0.0066 | 0.0593 | 0.0047 | 0.0019 | 0.0053 |
Sample10#--2 | 0.0056 | 0.0064 | 0.0605 | 0.0046 | 0.0019 | 0.0053 |
Sample10#--3 | 0.0046 | 0.0071 | 0.0595 | 0.0052 | 0.002 | 0.0054 |
Sample10#--4 | 0.0052 | 0.0059 | 0.0607 | 0.0045 | 0.0016 | 0.0052 |
Sample10#--5 | 0.0055 | 0.0065 | 0.0578 | 0.0056 | 0.0015 | 0.0053 |
Sample10#--6 | 0.005 | 0.0057 | 0.0597 | 0.0048 | 0.0021 | 0.0054 |
Sample10#--7 | 0.0054 | 0.0071 | 0.0583 | 0.0055 | 0.0016 | 0.0054 |
Sample10#--8 | 0.0051 | 0.0068 | 0.0602 | 0.0055 | 0.0018 | 0.0055 |
Sample10#--9 | 0.0051 | 0.0065 | 0.0597 | 0.0043 | 0.0019 | 0.0053 |
Sample10#--10 | 0.0054 | 0.0069 | 0.0604 | 0.0044 | 0.0016 | 0.0057 |
Sample10#--11 | 0.0049 | 0.0068 | 0.0579 | 0.0047 | 0.0018 | 0.0054 |
Average | 0.0052 | 0.0066 | 0.0595 | 0.0049 | 0.0018 | 0.0054 |
Standard Deviation | 0.0003 | 0.0004 | 0.0010 | 0.0005 | 0.0002 | 0.0001 |
RSD | 5.61% | 6.84% | 1.74% | 9.70% | 10.73% | 2.47% |
Name | As | Pb | Sn | Sb | Cd | |
Sample10#--1 | 0.0014 | 0.0019 | 0.0032 | 0.0022 | 0.0006 | |
Sample10#--2 | 0.0014 | 0.0017 | 0.0031 | 0.0022 | 0.0012 | |
Sample10#--3 | 0.0014 | 0.0018 | 0.0027 | 0.0033 | 0.0007 | |
Sample10#--4 | 0.0013 | 0.0018 | 0.0026 | 0.0025 | 0.0012 | |
Sample10#--5 | 0.0013 | 0.0017 | 0.0024 | 0.0022 | 0.0012 | |
Sample10#--6 | 0.0014 | 0.002 | 0.0025 | 0.0028 | 0.001 | |
Sample10#--7 | 0.0014 | 0.0018 | 0.0026 | 0.0023 | 0.0006 | |
Sample10#--8 | 0.0014 | 0.0019 | 0.0028 | 0.0021 | 0.0012 | |
Sample10#--9 | 0.0013 | 0.0017 | 0.0025 | 0.0022 | 0.0013 | |
Sample10#--10 | 0.0014 | 0.0016 | 0.0032 | 0.0032 | 0.001 | |
Sample10#--11 | 0.0014 | 0.0018 | 0.0031 | 0.0018 | 0.0005 | |
Average | 0.0014 | 0.0018 | 0.0028 | 0.0024 | 0.0010 | |
Standard Deviation | 0.0000 | 0.0001 | 0.0003 | 0.0005 | 0.0003 | |
Average | 3.40% | 6.34% | 10.92% | 19.36% | 31.21% |
表5顯示了用Compass200便攜式光譜儀測(cè)量的土壤10#樣品的11種測(cè)量值。除Sb和Cd元素含量低外,測(cè)試結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差較大,其他11種元素的11次測(cè)量的相對(duì)偏差均小于11.0。 %。從該表可以看出,該儀器具有很高的精度和良好的重復(fù)性。
結(jié)論
結(jié)果清楚地表明,Compass200 EDXRF光譜儀非常適合分析土壤和受污染土地中的重金屬,如鐵,鎳,銅,鋅,砷和鉛?;貧w,分析精度和檢測(cè)下限均獲得了良好的結(jié)果。較高的檢測(cè)器分辨率和強(qiáng)大的軟件校正模型
達(dá)到這個(gè)結(jié)果。
此外,該光譜儀體積小巧,重量輕,使其成為土壤和受污染土地現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的理想系統(tǒng)
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