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土壤重金属原位分析
2018-04-24 15:17:52   
 









 



| 概述    
 
       
         近几十年,随着我国工业化、城市化、农业现代化的快速发展,土壤环境形势发生极大变化,污染问题频发,耕地土壤环境质量堪忧,对我国经济社会发展带来新威胁、新挑战。

        最新颁布的《GB 15618-2018 土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准》中将土壤必测的重金属含量规定为“风险筛选值”和“风险管控值”,这两个值是重金属进一步向种植物迁移量的衡量标准,有着重要意义,因此能够清晰分辨这两个值的分析仪器成为检测土壤重金属的必要条件。

        北京安科慧生将先进的设计理念与X射线荧光光谱仪尖端技术相结合,通过对镉元素的聚焦激发,对XRF难以分析的镉元素的检出限达到前所未有的0.06mg/kg水平,成为世界首台能够精确检测土壤中镉含量限值的X射线荧光光谱仪。

        便携式高灵敏度XRF重金属分析仪PHECDA系列产品能够应对实验室和现场对土壤重金属分析需求,样品处理简单、分析速度快、精度高,是土壤重金属检测和筛查的利器。





| 土壤环境重金属检测需求   

        《GB 15618-2018土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准》规定了农用地土壤中镉、汞、砷、铅、铬、铜、镍、锌等基本检测项目,其中对镉、汞、砷、铅、铬等五项重金属规定了风险筛选值和风险管控值。
 

农用地土壤重金属风险筛选值与风险管制值表  单位:mg/kg

污染物项目
风险筛选值 0.3 0.5 25 70 150 50 60 200
 
风险管制值
1.5 2.0 100 400 800
PHECDA 检出限 0.06 0.2 0.2 0.2 0.1 0.1 0.1 0.1
注:
1、根据pH值以及不同用地规定的最低限值
2、PHECDA检出限分析条件:土壤基体,元素分析时间400秒《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准》中除了规定铅、镉、汞、砷、铜、铬、镍基本项目之外,还规定了其他项目中锑、铍、钴、钒等重金属的风险筛选值和风险管制值。


       


        因此,在农用地和建设用地土壤重金属限值分析中,能够完整分析十一种重金属的分析仪器成为必要选择,且能够准确区分“风险筛选值”和“风险管制值”的分析仪器为最佳选择。
        安科慧生研制的便携式高灵敏度XRF重金属分析仪PHECDA系列,能够分析土壤及土壤沉积物中几十种无机元素含量,且能够准确分辨农用地和建设用地规定重金属的“风险筛选值”和“风险管制值”。



| 土壤环境重金属检测需求

| 性能数据

>> 线性


     采用GSS和GBW系列标准样品,土壤重金属元素从亚PPM到百分含量都具有较好的线性。  



>> 线性

       PHECDA-ECO对标准样品GBW(E)070003进行重复性测试,结果如下表:

 
元素
Cr
Ni
Co
V
Zn
As
Pb
Cu
Cd
GBW(E)070003标准值
127±7
59.8±3.6
20.3±2.9
101±8
106±8
15.7±1.1
59.8±3.6
54.2±3.6
0.32±0.06
1
131.92
67.99
18.82
95.20
109.69
16.43
57.15
58.46
0.38
2
132.88
68.95
21.59
95.70
111.24
16.68
58.08
59.53
0.30
3
133.78
68.44
24.84
96.19
110.14
16.11
58.66
59.18
0.39
4
134.09
68.48
26.94
95.09
111.45
16.46
57.92
59.61
0.37
5
134.88
68.70
25.69
95.13
110.44
16.40
58.85
59.80
0.36
6
132.79
69.06
24.79
95.13
110.99
16.59
58.14
59.37
0.41
7
131.53
68.89
26.29
95.02
111.18
15.87
59.17
59.70
0.32
8
131.23
68.90
24.45
95.34
112.04
16.01
59.24
58.89
0.45
9
134.37
69.57
26.06
94.97
111.67
15.93
59.27
59.32
0.31
10
131.96
69.39
26.73
95.14
111.68
16.02
58.56
59.25
0.39
11
131.25
69.13
25.57
94.99
111.27
15.92
59.41
59.96
0.34
12
132.54
68.85
25.74
95.04
110.7
16.36
58.43
58.99
0.37
13
135.21
67.74
22.51
95.54
110.48
16.43
57.69
59.06
0.38
14
134.36
68.85
23.46
95.49
112.44
16.03
58.31
59.56
0.4
SD
1.38
0.49
2.26
0.34
0.76
0.27
0.66
0.40
0.04
Awg
132.79
68.86
24.71
95.26
111.07
16.22
58.59
59.37
0.37
RSD
1.0%
0.7%
9.2%
0.4%
0.7%
1.7%
1.1%
0.7%
11.2%

        便携式高灵敏度XRF重金属分析仪PHECDA系列,对土壤重金属分析达到实验室级别的重复性,即使含量为0.3mg/kg左右含量的镉,RSD值达到10%,是能够正确分辨土壤重金属的“风险筛选值”和“风险监控值”的保证。


>> 准确性

样品编号 Cr Ni Co V Zn As Pb Cu Cd
GBW(E) 070004
54.1±6.5 28.5±3.4 15.4±2.1 75.5±5.9 116±10 220±11 91.4±6.4 180±10 0.5±0.07
实测值 56.01 28.58 14.91 75.44 116.31 212.6 99.27 198.37 0.59
GBW(E) 070005
89.9±3.2 60.8±3.9 26.2±2.6 103±6 618±30 87.2±3.2 325±17 187±11 1.97±0.33
实测值 98.86 69.17 28.57 95.38 632.1 90.54 352.14 188.25 1.73
GBW(E) 070006
104±8 8.7±3.1 -3.75 140±8 37.9±5.4 606±53 60±5.0 18.9±2.4 0.07±0.02
实测值 116.61 11.85 21.23 134.55 36.31 611.89 62.39 15.02 0.09
GBW(E) 070007
35±5.5 18.6±3 13±2.2 76.4±5.6 153±9 32.6±3.3 73.9±5.2 309±12 0.53±0.07
实测值 34.54 15.04 8.18 75.1 144.02 29.77 71.91 304.55 0.77
GBW(E) 070008
84.3±9.4 333±25 25.6±2.7 88±7.1 301±20 74.6±7.1 675±27 290±16 0.49±0.06
实测值 79.84 331.39 25.76 80.03 270.38 84.09 686.17 254.94 0.63
GBW(E) 070009
99±11 83.3±7.4 23.8±3.2 158±12 982±78 841±98 1141±59 854±44 4.08±0.37
实测值 113.03 98.95 24.46 105.38 975.01 740.62 1048.74 732.88 4.26
GBW(E) 070010
87±11 55.2±4.4 24.5±2.5 110±7 158±8 200±22 110±9 209±10 0.47±0.07
实测值 89.96 62.53 32.31 94.35 151.35 188.89 104.36 202.84 0.38


          便携式高灵敏度XRF重金属分析仪PHECDA-ECO,分析GBW系列标准样品,重金属的分析结果在误差范围以内,10分钟的“定量分析”模式下,具有极佳的准确性。

        

| HS XRF®与ICP MS 对比





       湿法消解加ICP MS分析是土壤元素检测的标准方法,通过实际土壤样品与ICP MS分析结果的对比,两者具有极佳的数据一致性,PHECDA Series同时不需要复杂的样品处理,简单可靠。








 
| 产品特点
  
超低检出限
高灵敏度XRF重金属分析仪PHECDA对土壤中所有重金属检出限都低于1.0mg/kg,对XRF难以分析的Cd检出限达到0.06mg/kg,满足检测最新《GB 15618土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准》中规定基础项目中八项重金属的限值要求,可清晰分辨基本项目中五项主要重金属铅、镉、汞、砷、铬、的风险筛选值和风险管制值。

稳定性
专利的光路固锁系统,光路经工厂调谐后不再产生位移,单波长激发使得仪器消除基线背景,数据重复性满足实验室标准要求。
 
快速分析
土壤样品准备简单,几分钟即可完成对土壤样品的准备,快速筛查分析时间180秒/样品,定量分析时间600秒/样品。
 
宽适应性
适应所有土壤样品,定量分析分为标准曲线与经验系数法和基本参数法,满足所有土壤基质的样品分析。
  
便携性
整机重量11.5Kg,外观采用耐高温、高压、防水、防潮的防护箱体,方便携带和车载。




 
| 高灵敏度X射线荧光光谱仪(HS XRF®)原理


单色化激发
全聚焦双曲面弯晶仅衍射X射线管出射谱中靶材高强特征射线,从而消除了入射谱中的散射线背景干扰,背景降低2个数量级。


聚焦激发
单色化射线能量聚焦到样品较小面,激发待测元素效率增加,SDD探测器可以接收更大立体角产生的元素射线,信号强度增加。





 
| 性能参数
 
性能 参数 说明
元素范围 Na-U  
分析时间 快速筛查:180秒/样
准确定量:600秒/样
 
重复性
Cd:0.35ppm RSD<15%
As:15ppm RSD<2.0%
土壤基体,样品分析时间600
线性 99%以上 土壤基体,重金属元素
分析方法 标准曲线法、快速基本参数法  
控制方式 PAD控制,Windows系统  
输入输出    
温度范围 -5℃-40  
重量 PHECDA-MINI:11.5kg
PHECDA-ECO:12.9kg
 
体积 PHECDA-MINI:
360 mm(W)×265 mm(D)×290 mm(H)
PHECDA-ECO
480mm(W)X300mm(L)X210mm(H)
 


 

| FAST FP 算法与软件介绍

       FP(基本参数)算法是X射线荧光光谱分析的有效方法,能够在少标样甚至无标样的情况下对样品元素成分或镀层成分和厚度进行定性定量分析。

       众所周知,X射线荧光分析最大问题是元素荧光强度会受到共存元素的影响(基体吸收和增强效应),与含量通常不是线性关系。基本参数法在光谱的计算过程中,已经考虑到了基体效应,可以得到计算含量与已知含量之间的线性关系,使用少数已知样品校正算法去除系统误差,即可达到精确定量的目的。




 







 








 
| 关于安科慧生

        信博彩票成立于2011年,公司聚集了一批多年从事XRF研究的专业人才,专注于新型XRF的研制,将先进的设计理念与尖端X射线荧光技术相结合,相继突破高通量双曲面弯晶(High Flux Johansson-Type DCC)技术和快速基本参数法(Fast FP)等多项X射线荧光领域的尖端技术,并成功研制国内首台单波长色散X射线荧光光谱仪和世界首台高灵敏度X射线荧光光谱仪。公司的研发目标是将XRF的灵敏度不断提升,以适应更多领域对微量和痕量元素分析的需求。
 
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