一种土壤测量方法技术

本发明专利技术公开了一种土壤测量方法，包括以下步骤：ａ、利用ＸＲＦ土壤分析仪测量土壤标样，建立并储存如下关系：待测元素的浓度Ｃ与Ｆｅ元素的特征线荧光强度ＩＦｅ、待测元素的特征线荧光强度Ｉ的关系：；ｂ、光源发出的Ｘ射线照射在待测土壤上；ｃ、探测器接收待测土壤发出的Ｘ射线荧光，得到待测土壤的谱数据；ｄ、处理单元分析出所述谱数据中Ｆｅ元素的特征线荧光强度ＩＦｅ及待测元素的特征线荧光强度Ｉ，并利用所述关系，从而得到排除土壤湿度影响的待测元素的浓度Ｃ。本发明专利技术具有操作简便快捷、测量准确性高、应用范围广等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种土壤检测，尤其涉及一种土壤中元素的测量方法。
技术介绍
近年来，由于人口急剧增长，工业迅猛发展，固体废物不断向土壤表面堆放和倾倒，有害废水不断向土壤中渗透，大气中的有害气体及飘尘也不断随雨水降落在土壤中，导致了严重的土壤重金属污染。土壤重金属污染直接影响土壤生态系统的结构和功能，最后将对生态安全和人们的健康构成威胁。近年来由于工业发展所导致的重金属污染事件越来越多，对当地居民的生产生活产生重要影响，这就迫切需要对一些重点区域进行评估和检 X射线荧光(XRF)技术作为一种无损的多元素分析技术，操作简单、快速，在土壤元素的测量中得到了广泛的应用。 但在利用X射线荧光仪器对土壤元素进行测量时，湿度对测量有着显著的影响，而且湿度越大，对目标元素特征X射线以及散射的影响越大。如，某干燥土壤样品中Pb的浓度为600卯m，该土壤样品经过潮湿后，在湿度为30%时，经过X射线荧光仪器测量得到的Pb的浓度为400ppm，相对误差超过33%。 若要减小测量误差，则在进行土壤元素的测量时，需要对测得的待测元素的浓度进行湿度校正。 目前普遍的做法是对土壤样品进行干燥预处理，具体为将待测土壤样品在100 105t:恒温条件下烘烤到干燥状态，然后用X射线荧光仪器测量待测样品元素的浓度。现有做法会带有一些不足 1、将土壤烘烤到干燥状态需要烤箱等设备，使土壤测量装置变得复杂，成本也高。对于便携式土壤分析仪来说，这种方法不可行。 2、由于要经历烘干等过程，因此耗时较长，效率低下。
技术实现思路
为了解决现有技术中的上述不足，本专利技术提供了一种测量准确度较高、易操作的土壤测量方法。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案 —种土壤测量方法，包括以下步骤 a、利用XRF 土壤分析仪测量土壤标样，建立并储存如下关系 待测元素的浓度C与Fe元素的特征线荧光强度I吣待测元素的特征线荧光强度I的关系C = f(I，I&); b、光源发出的X射线照射在待测土壤上； C、探测器接收待测土壤发出的X射线荧光，得到待测土壤的谱数据； d、处理单元分析出所述谱数据中Fe元素的特征线荧光强度lFe及待测元素的特征线荧光强度I，并利用所述关系c = f(I,IF。)，从而得到排除土壤湿度影响的待测元素的浓度c。 作为优选，在上述步骤a中，通过以下方式得到所述关系C二f(I，I: 得到干燥土壤的散射强度Ic。m与Fe元素的特征线荧光强度之间的关系Ic。m =F(IFe); 得到待测元素的浓度C与待测元素的特征线荧光强度I、散射强度I^之间的关系C二f(I，IJ ; 储存上述关系C = f (I ， F (IFe))。 作为优选，在步骤a中，测出每组干燥土壤标样的待测元素的浓度C、 Fe元素的特征线荧光强度I吣待测元素的特征线荧光强度I，利用人工神经网络算法得到土壤中待测元素的浓度C与Fe元素的特征线荧光强度I吣待测元素的特征线荧光强度I的映射关系C = f(I，IFe)。 进一步，所述关系c^f(I，I。具体为:C-M + N.a + :j ，其中，M、N为与待测元素相关的常数，A、B为常数。 进一步，所述关系Ic。m = F(IFe)为Ic。m = A+B lFe，其中，A、B为常数。 更进一步，所述关系C = f (1， IoJ为C-M + N'一，其中，M、N为与待测元素相^Com关的常数。 本专利技术的基本原理是在利用XRF技术检测土壤时，X射线在土壤上产生强烈的散射，散射的大小与原级谱及散射基体有关。在同样的原级谱情况下，样品中轻元素含量越多，散射越强。当土壤样品中含有较多水分时，相当于样品中轻元素含量增加，因此，土壤的湿度越大，散射越强，如图3所示。 理论上，散射与轻元素含量相关，而散射是所有轻元素的累加效果。由于土壤中Fe元素含量最高，可近似认为除去Fe元素外，其它皆为轻元素。因而可近似认为Fe元素含量是所有轻元素含量的补集。由此得出，土壤中Fe元素的含量与散射强度有关。 图1为根据土壤标样07401 07408建立的Fe元素含量与散射强度的关系图，由该图可知，Fe元素含量与散射强度之间具有较好的线性相关性。图2为Fe元素的特征线荧光强度与散射强度关系图，由该图可知，Fe元素的特征线荧光强度与散射强度也大致成线性关系。因此通过建立土壤中Fe元素的特征线荧光强度与散射强度之间的关系，利用土壤中Fe元素的特征线荧光强度求取散射强度是可行的。 理论上，土壤中元素的特征线荧光强度应受到湿度的影响，这种影响主要体现在散射背景的增强和水分稀释效应的作用。对于Fe元素的特征线荧光强度， 一般可以通过增加原级滤光片来降低散射的影响。另外水分的稀释效应可减少对Fe元素特征线的吸收，但影响有限，也可以忽略。因此，Fe元素的特征线荧光强度受湿度的影响相对较小，如图4所示。 综上所述，由待测土壤的谱数据得出Fe元素的特征线荧光强度，并作为排除土壤湿度影响的Fe元素的特征线荧光强度，并根据待测元素浓度与待测元素的特征线荧光强度、Fe元素的特征线荧光强度的关系计算出排除土壤湿度影响的待测元素的浓度。 与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果 1、操作简便快捷 本专利技术无需操作人员进行待测土壤样品的干燥预处理，同时测量时无需配备湿度传感器等器件，在不知道土壤湿度的情况下能够直接给出排除土壤湿度信的待测元素的浓度，操作简便快捷。可广泛应用于便携式土壤分析仪中。 2、提高测量准确性 本专利技术在测量土壤元素的浓度时，排除了湿度的影响。大量的实验结果表明，本专利技术较大地提高了土壤元素测量的准确性。 3、应用范围广 本测量方法可应用于所有类型土壤元素的测量，其中包含污染或严重污染的土壤。附图说明 图1为Fe元素含量与散射强度关系图； 图2为Fe元素的特征线荧光强度与散射强度关系图； 图3为土壤中湿度与散射强度关系图； 图4为Fe元素的特征线荧光强度与湿度关系图； 图5为本专利技术测量方法的流程示意图。具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本专利技术做进一步详细说明。 在下述实施例中，都是利用面积法求得荧光强度。 实施例1 : —种土壤中Sr元素的测量方法，如图5所示，包括以下步骤 a、利用XRF 土壤分析仪测量土壤标样07401 07408，建立干燥土壤中Fe元素的特征线荧光强度I&(选择区间为6.20-6.61KeV)与散射强度I，(选择区间为20. 00-21. 50KeV)之间的关系: Ic。m = F(IFe) =A+B. IFe 其中，A = 514. 72， B =-0. 12 ; 建立元素Sr的浓度Cto与元素Sr的特征线荧光强度选择区间为13. 95-14. 38KeV)、所述散射强度Icom之间的关系: Cs,f(I,Ic咖)-Msr+Ns厂—丄c咖其中，MSr = -12. 78， NSr = 1056. 82 ; 将上述关系存储进XRF 土壤分析仪中； b、光源发出的X射线照射在待测土壤样品上(作为对比，可通过实验室方法测得Sr元素的真实含量为240卯m); c、探测器接收待测土壤样品发出的X射线荧光，得到待测土壤的谱数据； d、处理单元根据待测土壤的谱数据得到Fe元素的特征线荧光强度为 893. 0CPS(选择区间为6. 20-6. 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种土壤测量方法，包括以下步骤：ａ、利用ＸＲＦ土壤分析仪测量土壤标样，建立并储存如下关系：待测元素的浓度Ｃ与Ｆｅ元素的特征线荧光强度Ｉ↓［Ｆｅ］、待测元素的特征线荧光强度Ｉ的关系：Ｃ＝ｆ（Ｉ，Ｉ↓［Ｆ↓［ｅ］］）；ｂ、光源发出的Ｘ射线照射在待测土壤上；ｃ、探测器接收待测土壤发出的Ｘ射线荧光，得到待测土壤的谱数据；ｄ、处理单元分析出所述谱数据中Ｆｅ元素的特征线荧光强度Ｉ↓［Ｆｅ］及待测元素的特征线荧光强度Ｉ，并利用所述关系Ｃ＝ｆ（Ｉ，Ｉ↓［Ｆ↓［ｅ］］），从而得到排除土壤湿度影响的待测元素的浓度Ｃ。

【技术特征摘要】
一种土壤测量方法，包括以下步骤a、利用XRF土壤分析仪测量土壤标样，建立并储存如下关系待测元素的浓度C与Fe元素的特征线荧光强度IFe、待测元素的特征线荧光强度I的关系 <mrow><mi>C</mi><mo>=</mo><mi>f</mi><mrow> <mo>(</mo> <mi>I</mi> <mo>,</mo> <msub><mi>I</mi><msub> <mi>F</mi> <mi>e</mi></msub> </msub> <mo>)</mo></mrow><mo>;</mo> </mrow>b、光源发出的X射线照射在待测土壤上；c、探测器接收待测土壤发出的X射线荧光，得到待测土壤的谱数据；d、处理单元分析出所述谱数据中Fe元素的特征线荧光强度IFe及待测元素的特征线荧光强度I，并利用所述关系 <mrow><mi>C</mi><mo>=</mo><mi>f</mi><mrow> <mo>(</mo> <mi>I</mi> <mo>,</mo> <msub><...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宏，夏阿林，郭生良，寿淼均，叶华俊，
申请(专利权)人：聚光科技杭州股份有限公司，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]