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土壤重金屬檢測儀

根據(jù)量子力學(xué)原理,當(dāng)原子受到外來X射線的照射時,內(nèi)層電子會吸收能量而被激發(fā),外層電子會躍遷至內(nèi)層,在電子躍遷的過程中,由于能量的必散,產(chǎn)生熒光。每種重金屬原子的電子在躍遷時所發(fā)散的能量都不相同,不同重金屬的X熒光的光譜存在唯一性,根據(jù)重金屬受X射線激發(fā)后產(chǎn)生熒光光譜的吸收峰位置和吸收強度,就可進(jìn)行重金屬含量的定性區(qū)分和和定量分析。

   1重金屬污染

  土壤無機(jī)污染物中以重金屬比較突出,主要是由于重金屬不能為土壤微生物所分解,而易于積累,轉(zhuǎn)化為毒性更大的甲基化合物,甚至有的通過食物鏈以有害濃度在人體內(nèi)蓄積,嚴(yán)重危害人體健康。污染土壤重金屬元素主要有汞、鎘、鉛、銅、鉻、鎳、鋅等,砷因其行為與來源以及危害都與重金屬相似,故通常也列入重金屬類進(jìn)行討論。具體污染的種類,可以查詢《國家標(biāo)準(zhǔn)土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) GB15618-1995》。就植物的需要而言,可分為兩類:一類是植物生長發(fā)育不需要的元素,而對人體健康危害比較明顯,如鎘、汞、鉛等;另一類是植物正常生長發(fā)育所需元素,且對人體又有一定生理功能,如銅、鋅等,但過多會發(fā)生污染,妨礙植物生長發(fā)育。通常這些元素在正常土壤中含量的上限是一個到幾百個mg/kg不等。

  2相關(guān)檢測儀器

  土壤中固體的基本組成主要是各種硅鋁酸鹽,各種微量元素含量差別隨土壤形成條件和環(huán)境等差異很大,常見的用于做土壤金屬分析的儀器主要是:原子吸收分光光度計(AAS),X射線熒光光譜儀(XRF)和電感耦合等離子體分析(ICP)。

  原子吸收分光光度法是土壤萃取物分析所選擇的國家標(biāo)準(zhǔn)方法,精密度非常高。石墨爐AAS精度高但價格昂貴,通?;鹧鍭AS即可滿足需求。不過AAS每次只能檢測一個元素,對于不同元素需要用多種測量方法,對操作者的要求比較高。現(xiàn)有品牌有賽默飛世爾。

  X射線熒光分析,特別是能量色散型的X射線熒光分析,市場上有成熟的手持式商品出售,可以快速同時進(jìn)行多種元素分析,實時觀測結(jié)果。由于XRF不需要使用強酸等溶解樣品,便于在現(xiàn)場使用,可滿足大多數(shù)土壤中金屬檢測的應(yīng)用需求。不過由于X射線的性質(zhì),要達(dá)到實驗室級別的精度,現(xiàn)場檢測的樣品的制備有一定的要求。市場上最大占有率的是賽默飛世爾尼通(NITON)和奧林巴斯伊諾斯(Innov-X),以及浪聲科學(xué)儀器(LANScientific)。

  電感耦合等離子體分析也可以做到全譜測量,即一次得到多種元素的含量,通常跟質(zhì)譜或發(fā)射光譜方法結(jié)合,以獲得更高的精度,是目前檢出限最低的方法之一。作為超痕量分析方法,在準(zhǔn)確性和精密性上很難有其他手段可比擬;但是儀器價格昂貴,對環(huán)境要求高,一般只適用于實驗室分析。目前比較有名的型號是島津。


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