[發(fā)明專(zhuān)利]一種土壤中金屬元素的測(cè)量方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910102002.0
• 申請(qǐng)日: 2009-08-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101672809A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-03-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王宏;夏阿林;郭生良
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 聚光科技（杭州）有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01N23/223
• 分類(lèi)號(hào): G01N23/223
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬測(cè)量，特別涉及土壤中金屬元素的測(cè)量方法及裝置。

背景技術(shù)

近年來(lái)，由于人口急劇增長(zhǎng)，工業(yè)迅猛發(fā)展，固體廢物不斷向土壤表面堆放和傾倒，有害廢水不斷向土壤中滲透，大氣中的有害氣體及飄塵也不斷隨雨水降落在土壤中，導(dǎo)致了土壤污染。土壤污染直接影響土壤生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，最后將對(duì)生態(tài)安全和人們的健康構(gòu)成威脅。

土壤污染從產(chǎn)生污染到出現(xiàn)問(wèn)題通常會(huì)滯后較長(zhǎng)時(shí)間，因此，土壤污染問(wèn)題不太容易被重視。防治土壤污染一般是以“預(yù)防為主”，這就需要對(duì)環(huán)境土壤污染進(jìn)行評(píng)估調(diào)查，而重金屬的檢測(cè)又是評(píng)估調(diào)查的重要部分，受到世界各國(guó)環(huán)保部門(mén)的高度重視。

X射線熒光(XRF)技術(shù)作為一種無(wú)損的多元素分析技術(shù)，操作簡(jiǎn)單、快速，在土壤中金屬元素的測(cè)量中得到了廣泛的應(yīng)用。

隨著技術(shù)的進(jìn)步，市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)了小型的便攜式XRF儀器，該類(lèi)型儀器操作簡(jiǎn)單，攜帶方便。便攜式XRF儀器用于環(huán)境(如空氣，水，土壤等)方面的現(xiàn)場(chǎng)污染檢測(cè)具有很大的優(yōu)勢(shì)，無(wú)需進(jìn)行樣品制備，并能夠快速有效的進(jìn)行多元素分析，從而做出全面的污染評(píng)估。

但在利用X射線熒光儀器進(jìn)行土壤中金屬元素的測(cè)量時(shí)，濕度對(duì)測(cè)量有著顯著的影響，而且濕度越大，對(duì)目標(biāo)元素特征X射線以及散射射線的影響越大。如，某干燥土壤樣品中Pb的濃度為6000ppm，該土壤樣品經(jīng)過(guò)潮濕后，在濕度為30％時(shí)，經(jīng)過(guò)X射線熒光儀器測(cè)量得到的Pb的濃度為4000ppm，相對(duì)誤差超過(guò)33％。

若要減小測(cè)量誤差，則需在進(jìn)行土壤中金屬元素的測(cè)量時(shí)，排除濕度對(duì)測(cè)量的影響。現(xiàn)有技術(shù)都采用對(duì)土壤樣品進(jìn)行干燥預(yù)處理的方式，然而，對(duì)土壤樣品進(jìn)行干燥等預(yù)處理措施，不適用于便攜式XRF儀器。因此，目前的便攜式XRF儀器測(cè)得的都是土壤中金屬元素的大致濃度，沒(méi)有(不能)考慮土壤濕度對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，測(cè)量的準(zhǔn)確性差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，提供了一種方便快捷、應(yīng)用范圍廣、測(cè)量準(zhǔn)確性好的測(cè)量土壤中金屬元素的方法，以及一種測(cè)量準(zhǔn)確性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的便攜式土壤中金屬元素的測(cè)量裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種土壤中金屬元素的測(cè)量方法，包括以下步驟：

a、操作人員攜帶便攜式土壤金屬分析儀和土壤濕度傳感器至待測(cè)土壤，將所述分析儀放置在土壤待測(cè)點(diǎn)上；

b、所述分析儀內(nèi)光源發(fā)出的X射線照射在待測(cè)土壤上，探測(cè)器接收待測(cè)土壤發(fā)出的X射線熒光，并將信號(hào)傳送給處理單元，經(jīng)過(guò)處理后得到待測(cè)土壤中待測(cè)金屬元素的濃度C’；

將土壤濕度傳感器插入待測(cè)土壤，測(cè)得濕度H；

c、操作人員取回測(cè)量裝置；

上述測(cè)量步驟中還包括濕度校正過(guò)程，即：處理單元根據(jù)濃度C’、濕度H、C＝F(C′，H)得到待測(cè)金屬元素的校正濃度C；

所述濕度校正過(guò)程在步驟b或步驟c中進(jìn)行。

作為優(yōu)選，所述C＝F(C′，H)為C＝C′/(1-H)。

作為優(yōu)選，所述C＝F(C′，H)為C＝(A+C′)e^μH-A，其中μ為水對(duì)待測(cè)金屬元素特征X射線的有效衰減系數(shù)，A為與待測(cè)金屬元素相關(guān)的常數(shù)。

作為優(yōu)選，便攜式土壤金屬分析儀測(cè)得一測(cè)量點(diǎn)的待測(cè)金屬元素濃度C’，移開(kāi)便攜式土壤金屬分析儀，用土壤濕度傳感器測(cè)量所述測(cè)量點(diǎn)的濕度H。

進(jìn)一步，操作人員讀取所述土壤濕度H并輸入至處理單元。

作為優(yōu)選，便攜式土壤金屬分析儀測(cè)得一測(cè)量點(diǎn)的待測(cè)金屬元素濃度C’后，所述金屬分析儀內(nèi)的連動(dòng)結(jié)構(gòu)將土壤濕度傳感器插入所述測(cè)量點(diǎn)，測(cè)得所述測(cè)量點(diǎn)的濕度H。

進(jìn)一步，土壤濕度傳感器的輸出端連接所述處理單元，所述土壤濕度傳感器直接將待測(cè)土壤濕度H傳送給處理單元。

為實(shí)現(xiàn)上述方法，本發(fā)明還提供了一種便攜式土壤中金屬元素的測(cè)量裝置，包括土壤金屬分析儀，所述分析儀包括X射線光源、探測(cè)器及處理單元，其特點(diǎn)是：所述測(cè)量裝置還包括土壤濕度傳感器、土壤濕度校正模塊，所述土壤濕度校正模塊設(shè)置在所述處理單元內(nèi)。

作為優(yōu)選，所述土壤濕度傳感器與所述土壤金屬分析儀為獨(dú)立的裝置。

作為優(yōu)選，所述土壤濕度傳感器通過(guò)連動(dòng)結(jié)構(gòu)集成在土壤金屬分析儀上，所述連動(dòng)結(jié)構(gòu)控制土壤濕度傳感器插入及拔出待測(cè)土壤，所述土壤濕度傳感器的輸出端連接處理單元。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果：

1、方便攜帶、操作簡(jiǎn)便快捷。