[发明专利]一种土壤中金属元素的测量方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及金属测量，特别涉及土壤中金属元素的测量方法及装置。

背景技术

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，导致了土壤污染。土壤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。

土壤污染从产生污染到出现问题通常会滞后较长时间，因此，土壤污染问题不太容易被重视。防治土壤污染一般是以“预防为主”，这就需要对环境土壤污染进行评估调查，而重金属的检测又是评估调查的重要部分，受到世界各国环保部门的高度重视。

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，在土壤中金属元素的测量中得到了广泛的应用。

随着技术的进步，市场上已经出现了小型的便携式XRF仪器，该类型仪器操作简单，携带方便。便携式XRF仪器用于环境(如空气，水，土壤等)方面的现场污染检测具有很大的优势，无需进行样品制备，并能够快速有效的进行多元素分析，从而做出全面的污染评估。

但在利用X射线荧光仪器进行土壤中金属元素的测量时，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射线以及散射射线的影响越大。如，某干燥土壤样品中Pb的浓度为6000ppm，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4000ppm，相对误差超过33％。

若要减小测量误差，则需在进行土壤中金属元素的测量时，排除湿度对测量的影响。现有技术都采用对土壤样品进行干燥预处理的方式，然而，对土壤样品进行干燥等预处理措施，不适用于便携式XRF仪器。因此，目前的便携式XRF仪器测得的都是土壤中金属元素的大致浓度，没有(不能)考虑土壤湿度对测量结果的影响，测量的准确性差。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，提供了一种方便快捷、应用范围广、测量准确性好的测量土壤中金属元素的方法，以及一种测量准确性好、结构简单的便携式土壤中金属元素的测量装置。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种土壤中金属元素的测量方法，包括以下步骤：

a、操作人员携带便携式土壤金属分析仪和土壤湿度传感器至待测土壤，将所述分析仪放置在土壤待测点上；

b、所述分析仪内光源发出的X射线照射在待测土壤上，探测器接收待测土壤发出的X射线荧光，并将信号传送给处理单元，经过处理后得到待测土壤中待测金属元素的浓度C’；

将土壤湿度传感器插入待测土壤，测得湿度H；

c、操作人员取回测量装置；

上述测量步骤中还包括湿度校正过程，即：处理单元根据浓度C’、湿度H、C＝F(C′，H)得到待测金属元素的校正浓度C；

所述湿度校正过程在步骤b或步骤c中进行。

作为优选，所述C＝F(C′，H)为C＝C′/(1-H)。

作为优选，所述C＝F(C′，H)为C＝(A+C′)e^μH-A，其中μ为水对待测金属元素特征X射线的有效衰减系数，A为与待测金属元素相关的常数。

作为优选，便携式土壤金属分析仪测得一测量点的待测金属元素浓度C’，移开便携式土壤金属分析仪，用土壤湿度传感器测量所述测量点的湿度H。

进一步，操作人员读取所述土壤湿度H并输入至处理单元。

作为优选，便携式土壤金属分析仪测得一测量点的待测金属元素浓度C’后，所述金属分析仪内的连动结构将土壤湿度传感器插入所述测量点，测得所述测量点的湿度H。

进一步，土壤湿度传感器的输出端连接所述处理单元，所述土壤湿度传感器直接将待测土壤湿度H传送给处理单元。

为实现上述方法，本发明还提供了一种便携式土壤中金属元素的测量装置，包括土壤金属分析仪，所述分析仪包括X射线光源、探测器及处理单元，其特点是：所述测量装置还包括土壤湿度传感器、土壤湿度校正模块，所述土壤湿度校正模块设置在所述处理单元内。

作为优选，所述土壤湿度传感器与所述土壤金属分析仪为独立的装置。

作为优选，所述土壤湿度传感器通过连动结构集成在土壤金属分析仪上，所述连动结构控制土壤湿度传感器插入及拔出待测土壤，所述土壤湿度传感器的输出端连接处理单元。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、方便携带、操作简便快捷。