[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于伽瑪能譜測(cè)量鉛污染的快速檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811285594.X
• 申請(qǐng)日: 2018-10-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109254312B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 嚴(yán)家斌;郭璽
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01T1/167
• 分類(lèi)號(hào): G01T1/167;G01T1/36
• 代理公司: 長(zhǎng)沙永星專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 43001
• 代理人: 周詠;林毓俊

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于伽瑪能譜測(cè)量鉛污染的快速檢測(cè)方法，屬于地球科學(xué)和環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域，包括：1)采用多個(gè)已知鉛含量的樣品，分別對(duì)樣品進(jìn)行γ射線能譜測(cè)量；2)根據(jù)γ射線能譜圖，獲取已知鉛含量的樣品在0.352Mev、0.239Mev、0.829Mev對(duì)應(yīng)的γ射線強(qiáng)度；3)利用多項(xiàng)式擬合，建立鉛含量與γ射線強(qiáng)度在0.352Mev、0.239Mev、0.829Mev的函數(shù)關(guān)系；4)測(cè)量未知鉛含量區(qū)的γ射線強(qiáng)度，根據(jù)函數(shù)關(guān)系計(jì)算該區(qū)域的鉛含量。通過(guò)建立γ射線強(qiáng)度與鉛含量的關(guān)系后，利用γ射線能譜測(cè)量值快速地估計(jì)出觀測(cè)點(diǎn)的鉛含量；γ射線能譜測(cè)量?jī)x器輕便、測(cè)量快速，不受地形、環(huán)境的影響，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)測(cè)量，面積性觀測(cè)，避免了目前檢測(cè)中因采樣因素引起的數(shù)據(jù)代表性的局限性以及化學(xué)分析成本的昂貴和分析時(shí)間引起的時(shí)效性問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于地球科學(xué)和環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種基于伽瑪能譜測(cè)量鉛污染的快速檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展成就卓著的同時(shí)也飽受環(huán)境污染的困擾，據(jù)2014年全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)顯示，我國(guó)耕地土壤環(huán)境質(zhì)量堪憂，耕地總量的1/6已經(jīng)不同程度的被重金屬污染，主要污染物包括鉛、鎘、鎳、銅、砷、汞等金屬元素。土壤重金屬污染是生態(tài)環(huán)境所面臨的最嚴(yán)重的威脅之一，其危害直接作用于土壤生態(tài)系統(tǒng)、農(nóng)產(chǎn)品、地下水等,并通過(guò)食物鏈危害人體健康。從分布范圍和危害程度分析，污染比較嚴(yán)重的都是鉛、汞和鎘等元素。鉛鋅礦作為我國(guó)的一種重要戰(zhàn)略資源，在本世紀(jì)初我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展時(shí)期，在全國(guó)建立了規(guī)模以上鉛鋅礦山、冶煉廠上千家。由于早期對(duì)環(huán)境的不夠重視，各種鉛尾礦、鉛礦渣、鉛采礦與冶煉廢水排放粗放，對(duì)環(huán)境造成不同程度的損害。

隨著社會(huì)對(duì)綠色健康生活要求的提高，國(guó)家對(duì)環(huán)境質(zhì)量、居民生活質(zhì)量和身體健康越來(lái)越重視，開(kāi)展環(huán)境質(zhì)量的調(diào)查、整治與修復(fù)工作得到各級(jí)政府部門(mén)的高度關(guān)注，因此對(duì)污染物性質(zhì)、污染源及空間分布的準(zhǔn)確與快速調(diào)查就成為重金屬污染防治與修復(fù)的重要先決因素。

目前重金屬鉛檢測(cè)方法按檢測(cè)原理大體可分為光譜法、電化學(xué)法、生物化學(xué)法以及比色法等。重金屬檢測(cè)的光譜法主要包括原子吸收(AAS)、原子熒光光譜法(AFS)、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法(ICP-AES)、電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)、X射線熒光光譜法(XRF)及激光誘導(dǎo)擊穿光譜法(LIBS)等。光譜法普遍具有靈敏度高、檢出限低、準(zhǔn)確度好和分析速度快的優(yōu)勢(shì)，是現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)主要采用方法，但該方法工作效率不高，需要作樣品采集、預(yù)處理等，檢測(cè)與分析時(shí)間少則10天，多則1～3個(gè)月以上，隨著樣品數(shù)量的增加，檢測(cè)與分析時(shí)間會(huì)成倍增長(zhǎng)。同時(shí)檢測(cè)的準(zhǔn)確度還與采樣的數(shù)量、分布有關(guān)，另外該方法還存在儀器價(jià)格貴、成本高、操作復(fù)雜等問(wèn)題。電化學(xué)方法是一種比較成熟的分析方法，主要有極譜法、溶出伏安法和離子選擇性電極法和電導(dǎo)分析法等。盡管電化學(xué)方法具有儀器體積小、操作簡(jiǎn)單、分析時(shí)間，快、靈敏度高、能耗低等優(yōu)勢(shì)，但該方法有樣品前處理復(fù)雜，易造成污染和被雜質(zhì)離子影響，檢測(cè)電位范圍較窄等不足。化學(xué)比色法是重金屬檢測(cè)的傳統(tǒng)方法，主要是基于待測(cè)物質(zhì)與化學(xué)試劑接觸反應(yīng)后發(fā)生顏色變化來(lái)對(duì)其進(jìn)行定性定量，因而需要顏色變化明顯、穩(wěn)定。化學(xué)比色法主要有試紙法，受人為、環(huán)境影響均較大，因便宜簡(jiǎn)便，現(xiàn)多用于定性或半定量分析。生物化學(xué)法主要有酶分析法和免疫分析法。電化學(xué)方法、化學(xué)比色法及生物化學(xué)法與光譜法一樣，分析精度與準(zhǔn)確度除受到檢測(cè)技術(shù)本身的制約外，還與樣品采集區(qū)域的分布形態(tài)、分布密度等密切相關(guān)，因此在檢測(cè)的時(shí)間成本、分析成本上會(huì)受到樣品數(shù)量的制約，而樣品數(shù)量的多少一定程度決定了檢測(cè)分析的精確度與可靠性。同時(shí)由于自然條件的限制，存在著相當(dāng)多區(qū)域或不能采樣、或采樣數(shù)少、或采樣不均勻、或采樣質(zhì)量不高等因素影響著分析的精度與準(zhǔn)確性。