关注焦点： 背景便携式XRF分析仪在根据监管要求分析住宅土壤中的重金属和需要优先控制的污染物的应用中，是一款已经被大量记述、颇有价值的工具。这种无损检测方式可以快速进行分析，并获得高质量的测量结果，因此非常适用于对场地进行评估，特别是大面积的场地。事实上，美国环保局（EPA）的方法6200鼓励人们使用便携式XRF分析仪对场地中的土壤进行高密度、大批量的筛查、采样，以准确描述场地的特征1。便携式XRF分析仪还可用于大量的农业方面的分析。 |  |
挑战
随着人口的增加，保障食品来源的安全性也变得越来越重要。随着对食品来源的需求不断增长，精准农业和城郊耕作也变得越来越普遍。然而，在毗邻工业和其他城市设施的地区耕种庄稼，会引发有关食品安全的问题，因为这些地方的粮食作物赖以生长的土壤或灌溉的水源可能已经受到了污染。
在冶金、电镀和炼钢行业，以及石化精炼厂、铸造厂、弹药厂和造船设施的周边地区，通常会发现含量较高的砷、汞、铜、镉、铬、锌和铅元素。
便携式XRF分析仪可以测量庄稼地里土壤中的污染金属
“……使用便携式XRF光谱测定法可以在田间进行高密度的土壤分析，可在现场立即获得结果，并完成空间建模。这种无损便携式技术可以对土壤进行快速分析并获得高质量的数据，因此非常适用于土壤检测和农业科学的调查研究。……”David Weindorf博士，LSU AgCenter。
这些有毒金属会渗入到城郊花园的土壤、植被和地下水中。此外，交通繁忙的道路一般也会存在较高含量的铅、锰和锌元素，这些元素也会渗入到附近城郊花园的土壤中。
反过来，来自农田土壤的污染也会影响到城市的安全。城市的扩张一直是向着曾经是农村的地区蔓延。从前，这些地区种植着庄稼，饲养着牲畜，而且还可能施用了大量的含有砷和铅的无管制农药，这样一来，残留的污染物就会出现在新建的社区花园中。
这些污染物的浓度和流动性不仅会受到土壤母质和本地动物群的影响，也会受到气候变化、自然发展和人类活动所带来变化的影响。这些变化包括溶解有机碳的变化，土壤和地下水的酸度的变化，以及养分和肥料的变化。
解决方案
许多调查人员，如：LSU AgCenter的研究团队，已经通过实践证明了便携式XRF分析仪在城郊农业的质量评估应用中是一款不可或缺的工具。GIS/GPS数据与XRF数据的实时链接，以及与ICP选择性提取方法的关联性，加强了在农业方面的管理。农业管理包括灌溉农田，在土壤中施用农药和养分，以获得既健康又可盈利的粮食作物。
XRF的技术规格
配备有4瓦特X射线管和硅漂移探测器（SDD）的手持式XRF分析仪非常适用于那些必须要对污染（重）金属和营养物质（轻元素）进行探测和定量分析的应用。这款分析仪，在配置为3光束（3个能量/滤光片设置）土壤和双光束矿石模式时，可以充分利用康普顿常态化和基本参数的预先校准的分析算法。现场电源由充电锂离子电池提供，仪器的控制和数据存储通过机载微型计算机实现。
奥林巴斯的Xplorer设备集成了GPS-GIS系统时，可以绘制瞬时金属分布图，因而成为一款完成精密农业应用的理想设备。
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| 受关注的元素 |
DELTA Premium
3光束土壤 钽/金射线管，SDD（硅漂移探测器） |
| P | 500 - 700 |
| S | 100 - 250 |
| Cl | 60 - 100 |
| K | 30 - 50 |
| Ca | 20 - 30 |
| Ti | 7 - 15 |
| Cr | 5 - 10 |
| V | 7 - 15 |
| Mn | 3 - 5 |
| Fe | 5 |
| Co | 10 - 20 |
| Ni | 10 - 20 |
| Cu | 5 - 7 |
| Zn | 3 - 5 |
| Ga | 3 - 5 |
| As | 1 - 3 |
| Se | 1 - 3 |
| Br | 1 - 3 |
| Rb | 1 |
| Sr | 1 |
| Zr | 1 |
| Mo | 1 |
| Ag | 6 - 8 |
| Cd | 6 - 8 |
| Sn | 11 - 15 |
| Sb | 12 - 15 |
| Ba | 10 - 20 |
| Hg | 2 - 4 |
| Tl | 2 - 4 |
| Pb | 2 - 4 |
| 表中所列为理想检出限，单位是PPM。获得检出限的检测在空气中完成，使用每个光束的时间为120秒钟。所用的标准样品是干净、均质、无干扰元素的SiO2基质。 | |
DELTA Premium PC机软件：检测所用参考样品加入了约500 ppm的铅元素（Innov-X的样品408），以获得具有重复性的读数。获得每个读数的测量时间为60秒钟。所显示的+/-误差值为2西格玛，置信度为95%。 |  |
 | DELTA Premium PC机软件：图中显示了分析NIST标准样品所获得的结果（单位为PPM）。对每个标准样品进行了60秒钟的测量。所显示的+/-误差值为2西格玛，置信度为95%。 |
研究人员正在中国南京城郊的农田中采集数据
参考信息：
1：USEPA（美国环保局）的方式6200：用于确定土壤和沉积物中元素含量的野外便携式X射线荧光光谱测定法。要了解详细信息，请登陆以下网站：http://www.epa.gov/wastes/hazard/testmethods/sw846/pdfs/6200.pdf
2：项目负责人David Weindorf博士第二次被授予了Innov-X学术资助金。Weindorf博士及其研究团队的成员来自美国洛杉矶巴吞鲁日的LSU AgCenter和中国南京的中国科学院。要了解更多有关他们使用奥林巴斯的手持式XRF分析仪完成城郊研究的信息，或其他方面的信息，请参阅以下LSU网页中登载的Weindorf博士著述的列表：http://www.lsuagcenter.com/en/communications/authors/DWeindorf.htm
