快速確定土壤中是否含有重金屬的方法

一、前言

土壤既是自然環(huán)境的構(gòu)成要素，又是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)重要的自然資源。隨著城市化進程及工業(yè)的迅速發(fā)展，重金屬、化學農(nóng)藥等污染物通過污水灌溉、大氣煙塵沉降、垃圾掩埋處理等各種途徑進入土壤。土壤中的重金屬因不被微生物降解，不易移動，故會不斷積累，造成嚴重污染，并可通過植物吸收進入食物鏈，造成農(nóng)產(chǎn)品安全質(zhì)量隱患，危害人類健康。因此，對土壤中重金屬進行監(jiān)測，已成為環(huán)境保護的重要工作。要如何才能快速確定土壤、沉積物、固體廢棄物等中是否含有重金屬，從而避免盲目取樣帶來人力物力的浪費呢？X射線熒光光譜法具有無需樣品制備，同時多元素測定、分析速度快、重現(xiàn)性好和無損檢測的特點，已成為土壤現(xiàn)場快速監(jiān)測、快速篩分的重要也是有效的工具。

二、X射線熒光光譜儀

X熒光光譜儀（XRF）由激發(fā)源（X射線管）和探測系統(tǒng)構(gòu)成。X射線管產(chǎn)生入射X射線（一次X射線），激發(fā)被測樣品，產(chǎn)生X熒光（二次X射線），探測器對X熒光進行檢測。

受激發(fā)的樣品中的每一種元素會放射出二次X射線，并且不同的元素所放射出的二次X射線具有特定的能量特性。探測系統(tǒng)測量這些放射出來的二次X射線的能量及數(shù)量。然后，儀器軟件將探測系統(tǒng)所收集到的信息轉(zhuǎn)換成樣品中各種元素的種類及含量。

元素的原子受到高能輻射激發(fā)而引起內(nèi)層電子的躍遷，同時發(fā)射出具有一定特殊性波長的X射線，根據(jù)莫斯萊定律，熒光X射線的波長λ與元素的原子序數(shù)Z有關，其數(shù)學關系如下：

λ=K(Z? s) ?2

式中K和S是常數(shù)。

而根據(jù)量子理論，X射線可以看成由一種量子或光子組成的粒子流，每個光具有的能量為：

E=hν=h C/λ

式中，E為X射線光子的能量，單位為keV；h為普朗克常數(shù)；ν為光波的頻率；C為光速。

因此,只要測出熒光X射線的能量,就可以知道元素的種類，這就是熒光X射線定性分析的基礎。此外,熒光X射線的強度與相應元素的含量有一定的關系，據(jù)此，可以進行元素定量分析。

三、儀器

1、 SPECTRO xSORT手持式能量色散型X-射線熒光光譜儀（德國斯派克生產(chǎn)，廣州儀德代理），如下圖：

四、樣品的測試

1、開機。

把電池按照正確的方向安裝好。按儀器底部的電源開關鍵“9"。兩邊指示燈亮啟動。

輸入密碼：8920

待儀器穩(wěn)定后（檢測器冷卻器到低于  -15°C后），在狀態(tài)欄，在顯示器“6"出現(xiàn)“測量準備好"，方可進行測試。 

2、測試。

A、選擇測試任務：點屏幕左下方圖標，進入任務。點擊相關任務后，再點擊“加載"，即可。注明：環(huán)境分析程序Environmental screening

輕元素分析程序 Light element Calibration 

B.在點擊屏幕右下方的V鍵，即可進入測試界面

C、把土壤樣品放入樣品杯，垂直對準樣品，常按電池中間的扳機，直至100%完成，放手。即可，如下圖：

a.如要輸入樣品名稱，在測試前點點擊屏幕右下方的回車鍵，輸入

b．如出現(xiàn)檢測器制冷關閉，需要輕按扳機，直至出現(xiàn)“測量準備好"，方可進行測試。 

3.校準。

每周至少一次點擊屏幕左下方圖標，再點擊ICAL，把儀器對準金屬防護板，即可進行校準

4.打印數(shù)據(jù)。

點擊屏幕左下方圖標，再點擊結(jié)果，在XML格式下選中要打印的樣品，按打印即可打印出來的PDF文檔保存在My Device-Storage Card-Program Files-Xsort-Results-PDF

5.取出數(shù)據(jù)

點擊屏幕左下方圖標出現(xiàn)關機鍵,點擊，再點退出。進入上述路徑。COPY到Hard DISK 

6. 關機

點擊屏幕左下方圖標出現(xiàn)關機鍵,點擊，再點關閉，至兩邊指示燈關閉，拔出電池，即可。

注意事項：

  1.不能對空開扳機

  2.經(jīng)常關注保護膜是否臟破，及時更換

  3.同一樣品名稱，不要連續(xù)打超過20次，要及時刷新

  4.電池需要交替使用