本發(fā)明涉及環(huán)境檢測(cè)，具體來說，涉及一種土壤中鎘元素的測(cè)定方法。

背景技術(shù)：

近年來，重金屬污染事故頻發(fā)，這些重金屬污染事件不但給社會(huì)帶來了重大的經(jīng)濟(jì)損失也威脅著人們的健康生活，也引起國(guó)家相關(guān)環(huán)保部門的高度重視，同時(shí)把重金屬污染防治，深化重金屬監(jiān)測(cè)工作擺在了更加緊迫、更加重要的位置上；、國(guó)標(biāo)對(duì)于土壤中重金屬元素鎘的檢測(cè)基本屬于化學(xué)檢測(cè)方法，需對(duì)樣品進(jìn)行酸處理，處理方法一般采用微波消解法、濕法消解法等，操作繁瑣，同時(shí)使用強(qiáng)酸、有大量酸氣產(chǎn)生，整個(gè)樣品處理時(shí)間長(zhǎng)，至少2小時(shí)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力；同時(shí)該方法只能取樣測(cè)試，不能滿足現(xiàn)場(chǎng)快速測(cè)試的要求。

為了滿足現(xiàn)場(chǎng)快速測(cè)試的要求，我們研究使用便攜式X熒光光譜法對(duì)土壤中的鎘檢測(cè)，僅需對(duì)土壤進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)取樣，快速制備，精準(zhǔn)測(cè)試，前期制備方法簡(jiǎn)單，且使用X熒光光譜法可進(jìn)行一鍵化操作，無需專業(yè)培訓(xùn)即可完成，操作簡(jiǎn)單。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，需要克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷中的至少一個(gè)。

本發(fā)明提供了一種X熒光光譜法對(duì)土壤中重金屬鎘元素的快速測(cè)定方法，包括：1）取一定量土壤粉末；

2）將所述土壤粉末裝入樣品杯并用手動(dòng)壓片機(jī)壓實(shí)，形成待測(cè)樣品；

3）將待測(cè)樣品放入樣品測(cè)試盒中，該測(cè)試盒包括：

外殼，所述外殼上端具有孔，孔內(nèi)安裝有彈片；

樣品臺(tái)，所述樣品臺(tái)安裝在所述外殼內(nèi)部的底端；

手持機(jī)，所述手持機(jī)前端有N個(gè)凹槽，所述手持機(jī)通過凹槽和所述彈片的配合與所述樣品測(cè)試盒聯(lián)接；

4）利用X熒光光譜法測(cè)量待測(cè)樣品的X熒光強(qiáng)度；以及

5）基于所述待測(cè)樣品的X熒光強(qiáng)度，計(jì)算得到該土壤中的鎘元素含量。

使用烘干、研磨、過目篩等一系列前處理，這些前處理一可以使待測(cè)粉末樣品顆粒更均勻，二可以使一定顆粒大小的粉末樣品被排除在外，一般情況下，是將尺寸大于某特定尺寸的粉末顆粒排除在外，以保證粉末樣品中的鎘元素測(cè)試的規(guī)律性和可重復(fù)性，實(shí)際上，顆粒的大小對(duì)測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確性存在較大的影響；在過目篩之后，粉末得到充分的混合，保證樣品均勻性；同時(shí)保證樣品的顆粒度，降低X熒光測(cè)試的顆粒度效應(yīng)及礦物效應(yīng)的影響。

同時(shí)，本發(fā)明的實(shí)施例的測(cè)定方法還具有如下優(yōu)點(diǎn)：樣品處理方法簡(jiǎn)單，僅使用簡(jiǎn)單工具對(duì)樣品進(jìn)行前期制備即可，樣品前處理僅需2min；儀器測(cè)試簡(jiǎn)單，一鍵化操作即可以，且無任何廢棄耗材，儀器具備樣品測(cè)試盒，保證測(cè)試安全可靠。

另外，根據(jù)本發(fā)明公開的X熒光光譜法對(duì)土壤中重金屬鎘元素的快速測(cè)定方法，還具有如下附加技術(shù)特征：

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，在所述步驟4）中，通過下述公式（1）計(jì)算得到該土壤中的鎘元素含量，

C=bI+a （1）

其中C表示土壤中的鎘元素質(zhì)量百分含量，I表示待測(cè)樣品的X熒光強(qiáng)度，b和a為固定參數(shù)。

利用X熒光光譜儀的測(cè)試原理，鎘的含量與激發(fā)的鎘后獲取的X熒光強(qiáng)度成正比，由此，根據(jù)所得到的X熒光強(qiáng)度，即可以求得該土壤中的鎘含量。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述固定參數(shù)b和a是通過如下方法得到：

4-1）將一系列的不同已知鎘含量的土壤粉末，得到不同已知鎘含量的標(biāo)準(zhǔn)樣品，將其裝入樣品杯并用手動(dòng)壓片機(jī)壓實(shí)；

4-2）分別測(cè)定不同已知鎘含量的標(biāo)準(zhǔn)樣品的X熒光強(qiáng)度，并分別基于各鎘含量和其相對(duì)應(yīng)的X熒光強(qiáng)度來標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)曲線；

4-3）通過下述線性回歸方程，求出固定參數(shù)b和a,

其中，和分別表示不同已知鎘含量的標(biāo)準(zhǔn)樣品的平均質(zhì)量百分含量和平均X熒光強(qiáng)度。

需要說明的是，b和a的值可以參考儀器的固定參數(shù)，也可以通過標(biāo)準(zhǔn)鎘含量的土壤通過求取標(biāo)準(zhǔn)曲線，并通過線性回歸方程求得。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，在步驟2）中優(yōu)選所述裝入樣品杯中的所述土壤粉末的重量占步驟1）中所得到的土壤粉末的重量的1/10以下。

制備大量粉末而取其中一定比例部分來進(jìn)行檢測(cè)，可以更好地保證測(cè)試的可重復(fù)性和精度。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述步驟1）中所得到的土壤粉末的重量為100克。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，步驟4-1）中，所述標(biāo)準(zhǔn)樣品的數(shù)量大于等于4。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述手持機(jī)還包括：X熒光發(fā)射器，所述手持機(jī)內(nèi)部安裝有所述X熒光發(fā)射器。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述樣品檢測(cè)盒還包括：拉手板，所述拉手板安裝在所述樣品檢測(cè)盒的一側(cè)，并通過彈性部件與所述彈片連接。

檢測(cè)樣品時(shí)，將所述手持機(jī)的前端放入所述檢測(cè)盒上端的孔，拉動(dòng)所述拉手板，所述彈片插入所述手持機(jī)的凹槽中，使所述手持機(jī)和所述樣品檢測(cè)盒緊密連接，防止輻射泄漏；

樣品檢測(cè)完成后，拉動(dòng)所述拉手板，所述彈片彈出所述手持機(jī)的凹槽，拿出所述手持機(jī)即可。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述手動(dòng)壓片機(jī)壓片時(shí)的壓力：20MPa-22 MPa之間。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述手持機(jī)上的凹槽數(shù)量為：N大于等于2，且相對(duì)設(shè)置。

手動(dòng)壓片機(jī)上安裝有壓力表，能夠精準(zhǔn)的掌握壓力的大小，本發(fā)明的壓制待測(cè)樣品的壓力為：20MPa-22 MPa之間，這個(gè)壓力范圍壓制出來的樣品均勻性好，適當(dāng)消除了顆粒度效應(yīng)和礦物效應(yīng)的影響，同時(shí)壓制樣品時(shí)用硼酸輔助壓片。

運(yùn)用所述手動(dòng)壓片機(jī)和所述便攜式樣品測(cè)試盒可以直接在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行樣品制作和樣品檢測(cè)，大大提高了樣品檢測(cè)的效率和精準(zhǔn)度；所述便攜式樣品檢測(cè)盒通過彈片直接安裝在樣品室上，樣品室前方可放置樣品，其中還有很厚的鉛版，可以防止輻射泄漏，這種連接方式方便插拔，縫隙小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，安全性強(qiáng)。

本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1 本發(fā)明的流程圖；

圖2 位本發(fā)明的便攜式樣品檢測(cè)盒的示意圖；

圖中，1為手持機(jī)，2為拉手版，3為外殼。

具體實(shí)施方式

下面描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對(duì)本發(fā)明的限制。

下面將參照附圖來描述本發(fā)明的X熒光光譜法對(duì)土壤中重金屬鎘元素的快速測(cè)定方法，其中圖1是本發(fā)明的流程圖。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，如圖1所示，本發(fā)明提供了一種X熒光光譜法對(duì)土壤中重金屬鎘元素的快速測(cè)定方法，包括：

1）取一定量土壤粉末；

2）將所述土壤粉末裝入樣品杯并用手動(dòng)壓片機(jī)壓實(shí)，形成待測(cè)樣品；

3）將待測(cè)樣品放入樣品測(cè)試盒中，該測(cè)試盒包括：

外殼3，所述外殼3上端具有孔，孔內(nèi)安裝有彈片；

樣品臺(tái)，所述樣品臺(tái)安裝在所述外殼3內(nèi)部的底端；

手持機(jī)1，所述手持機(jī)1前端有N個(gè)凹槽，所述手持機(jī)1通過凹槽和所述彈片的配合與所述樣品測(cè)試盒聯(lián)接；

4）利用X熒光光譜法測(cè)量待測(cè)樣品的X熒光強(qiáng)度；以及

5）基于所述待測(cè)樣品的X熒光強(qiáng)度，計(jì)算得到該土壤中的鎘元素含量。

在取土壤粉末時(shí)，對(duì)于土壤進(jìn)行烘干、研磨、過目篩等一系列前處理，盡量選取顆粒小、均勻的樣品，保證樣品均勻性；同時(shí)保證樣品的顆粒度，降低X熒光測(cè)試的顆粒度效應(yīng)及礦物效應(yīng)的影響，也能夠保證測(cè)試的高精確性。

使用烘干、研磨，過目篩等前處理一可以使待測(cè)粉末樣品顆粒更均勻，二可以使一定顆粒大小的粉末樣品被排除在外，一般情況下，是將尺寸大于某特定尺寸的粉末顆粒排除在外，以保證粉末樣品中的鎘元素測(cè)試的規(guī)律性和可重復(fù)性，實(shí)際上，顆粒的大小對(duì)測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確性存在較大的影響；在過目篩之后，粉末得到充分的混合，保證樣品均勻性；同時(shí)保證樣品的顆粒度，降低X熒光測(cè)試的顆粒度效應(yīng)及礦物效應(yīng)的影響。

同時(shí)，本發(fā)明的實(shí)施例的測(cè)定方法還具有如下優(yōu)點(diǎn)：樣品處理方法簡(jiǎn)單，僅使用簡(jiǎn)單工具對(duì)樣品進(jìn)行前期制備即可，樣品前處理僅需2min；儀器測(cè)試簡(jiǎn)單，一鍵化操作即可以，且無任何廢棄耗材，儀器具備樣品測(cè)試盒，保證測(cè)試安全可靠。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，步驟一中，測(cè)定公式為：

C=bI+a；

其中C代表待測(cè)樣品含量，I代表待測(cè)樣品的X熒光強(qiáng)度；

其中線性回歸方程為：

。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述固定參數(shù)b和a是通過如下方法得到：

4-1）將一系列的不同已知鎘含量的土壤粉末，得到不同已知鎘含量的標(biāo)準(zhǔn)樣品，將其裝入樣品杯并用手動(dòng)壓片機(jī)壓實(shí)；

4-2）分別測(cè)定不同已知鎘含量的標(biāo)準(zhǔn)樣品的X熒光強(qiáng)度，并分別基于各鎘含量和其相對(duì)應(yīng)的X熒光強(qiáng)度來標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)曲線；

4-3）通過下述線性回歸方程，求出固定參數(shù)b和a,

其中，和分別表示不同已知鎘含量的標(biāo)準(zhǔn)樣品的平均質(zhì)量百分含量和平均X熒光強(qiáng)度。

需要說明的是，b和a的值可以參考儀器的固定參數(shù)，也可以通過標(biāo)準(zhǔn)鎘含量的土壤通過求取標(biāo)準(zhǔn)曲線，并通過線性回歸方程求得。

優(yōu)選地，在步驟4-1）中樣品中加入一定比例的鎳元素，來去除相鄰元素之間的干擾，雙倍和峰的干擾以及逃逸峰的干擾等，通過系數(shù)計(jì)算出影響元素的影響值，在測(cè)試過程中扣除掉這個(gè)影響值。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，步驟二中，所述裝入樣品杯中的粉末劑量與所述定量土壤之比為1/10。

可選地，所述定量土壤為100克。

可選地，所述裝入樣品杯中的粉末劑量為10克。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，步驟一中，所述標(biāo)準(zhǔn)樣品的數(shù)量大于等于4。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例所述手持機(jī)1還包括：X熒光發(fā)射器，所述手持機(jī)1內(nèi)部安裝有所述X熒光發(fā)射器。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述樣品檢測(cè)盒還包括：拉手板2，所述拉手板2安裝在所述樣品檢測(cè)盒的一側(cè)，并通過彈性部件與所述彈片連接。

檢測(cè)樣品時(shí)，將所述手持機(jī)1的前端放入所述檢測(cè)盒上端的孔，拉動(dòng)所述拉手板2，所述彈片插入所述手持機(jī)1的凹槽中，使所述手持機(jī)1和所述樣品檢測(cè)盒緊密連接，防止輻射泄漏；

樣品檢測(cè)完成后，拉動(dòng)所述拉手板2，所述彈片彈出所述手持機(jī)1的凹槽，拿出所述手持機(jī)1即可。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述手動(dòng)壓片機(jī)壓片時(shí)的壓力：20MPa-22 MPa之間。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述手持機(jī)1上的凹槽數(shù)量為：N大于等于2，且相對(duì)設(shè)置。

手動(dòng)壓片機(jī)上安裝有壓力表，能夠精準(zhǔn)的掌握壓力的大小，本發(fā)明的壓制待測(cè)樣品的壓力為：20MPa-22 MPa之間，這個(gè)壓力范圍壓制出來的樣品均勻性好，適當(dāng)消除了顆粒度效應(yīng)和礦物效應(yīng)的影響，同時(shí)壓制樣品時(shí)用硼酸輔助壓片。

運(yùn)用所述手動(dòng)壓片機(jī)和所述便攜式樣品測(cè)試盒可以直接在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行樣品制作和樣品檢測(cè)，大大提高了樣品檢測(cè)的效率和精準(zhǔn)度；所述便攜式樣品檢測(cè)盒通過彈片直接安裝在樣品室上，這種連接方式方便插拔，縫隙小，以防輻射泄漏，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，安全性強(qiáng)。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，曲線的測(cè)試激發(fā)條件是：激發(fā)管壓30-70KV(千伏)，激發(fā)管流30-90μA（微安），濾光片：銅片（厚度0.1-1毫米），鎘元素檢測(cè)能級(jí)：18-30 KeV。

優(yōu)選地，曲線的測(cè)試激發(fā)條件是：激發(fā)管壓40-50KV(千伏)，激發(fā)管流50-70μA（微安），濾光片：銅片（厚度0.1-0.8毫米），鎘元素檢測(cè)能級(jí)：23-25 KeV。

下面，參考實(shí)施例，詳細(xì)描述本發(fā)明的測(cè)試方法。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,在全背景的情況下，稱取一系列已知鎘含量的土壤粉末樣（過40目篩）約10g，裝入樣品杯，并使用手動(dòng)壓片機(jī)將土壤樣品壓實(shí)，以得到標(biāo)準(zhǔn)樣品；

測(cè)量上述標(biāo)準(zhǔn)樣品的X熒光光譜，獲取已知含量標(biāo)準(zhǔn)樣的X熒光強(qiáng)度，并根據(jù)濃度與其對(duì)應(yīng)的X熒光強(qiáng)度制作標(biāo)準(zhǔn)曲線；

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線，通過下述線性回歸方程，求出固定參數(shù)b和a,

其中，和分別表示不同已知鎘含量的標(biāo)準(zhǔn)樣品的平均質(zhì)量百分含量和平均X熒光強(qiáng)度。

取100g土壤樣品，烘干、研磨、過目篩；

稱取10g土壤粉末樣品，裝入樣品杯，并使用手動(dòng)壓片機(jī)將樣品壓實(shí)，制備成為適合X熒光測(cè)試的待測(cè)粉末樣品；

將待測(cè)樣品放入便攜式樣品測(cè)試盒進(jìn)行檢測(cè)；

測(cè)定待測(cè)粉末樣品的X熒光光譜，獲取其X熒光強(qiáng)度，并通過下述公式（1）計(jì)算得到該土壤中的鎘元素含量，

C=bI+a （1）

其中C表示土壤中的鎘元素質(zhì)量百分含量，I表示待測(cè)樣品的X熒光強(qiáng)度，b和a為固定參數(shù)。

盡管參照本發(fā)明的多個(gè)示意性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了詳細(xì)的描述，但是必須理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計(jì)出多種其他的改進(jìn)和實(shí)施例，這些改進(jìn)和實(shí)施例將落在本發(fā)明原理的精神和范圍之內(nèi)。具體而言，在前述公開、附圖以及權(quán)利要求的范圍之內(nèi)，可以在零部件和/或者從屬組合布局的布置方面作出合理的變型和改進(jìn)，而不會(huì)脫離本發(fā)明的精神。除了零部件和/或布局方面的變型和改進(jìn)，其范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。