Phân tích thành phần nguyên tố trong đất rất quan trọng đối với việc xử lý ô nhiễm công nghiệp, tuân thủ quy định, an toàn đô thị và nông nghiệp bền vững. Xét nghiệm đất bằng phương pháp XRF cho phép định lượng nhanh chóng các kim loại nặng, bao gồm Pb, Hg, As, Cd, Cr, Ni và Cu, để quản lý rủi ro chính xác tại các khu vực bị ô nhiễm. Phân tích chất dinh dưỡng chính xác—bao gồm nitơ, phốt pho và kali—rất cần thiết để tối ưu hóa năng suất cây trồng và giảm thiểu lãng phí phân bón.
Kỹ thuật phân tích đất bằng XRF lõi
Phương pháp phân tích đất bằng tia X huỳnh quang (XRF) sử dụng quang phổ XRF để xác định dấu ấn nguyên tố trong ma trận đất. Thiết bị này bắn phá các mẫu đất bằng tia X sơ cấp, khiến các nguyên tử của mỗi nguyên tố phát ra các photon tia X thứ cấp đặc trưng cho nguyên tố đó. Việc phát hiện và đo lường các bức xạ này cho phép định lượng nhiều nguyên tố, bao gồm kim loại, á kim và các chất dinh dưỡng quan trọng.
Phân tích nguyên tố công nghiệp
*
Kỹ thuật phân tích đất bằng huỳnh quang tia X (XRF) cho phép định lượng tổng hàm lượng các nguyên tố. Cường độ huỳnh quang tia X đo được có mối liên hệ trực tiếp với nồng độ nguyên tố. XRF phân tích một phổ rộng các nguyên tố từ natri đến urani. Các dạng mẫu bao gồm bột rời, viên nén và mẫu lõi nguyên vẹn. Cả thiết bị XRF trong phòng thí nghiệm và thiết bị XRF di động đều cho phép phân tích đất môi trường tại chỗ và ngay tại hiện trường.
Kỹ thuật này hỗ trợ nhiều loại mẫu khác nhau với khâu chuẩn bị tối thiểu, đồng thời duy trì khả năng xử lý số lượng lớn mẫu cho các ứng dụng công nghiệp và môi trường. Độ chính xác phụ thuộc vào việc hiệu chuẩn phù hợp với ma trận và hiệu chỉnh độ ẩm của đất, kích thước hạt và tính không đồng nhất của mẫu.
Thiết bị kiểm tra đất XRF di động
Các thiết bị phân tích đất XRF cầm tay, di động cung cấp khả năng phát hiện trực tiếp nồng độ các nguyên tố tại hiện trường với chức năng ghi dữ liệu và định vị GPS tích hợp. Các thiết bị được thiết kế chắc chắn để chịu được các điều kiện công nghiệp và môi trường khắc nghiệt. Quy trình chuẩn bị mẫu tối thiểu cho phép triển khai nhanh chóng trên nhiều địa hình khác nhau. Thiết bị phân tích các chất gây ô nhiễm chính, bao gồm chì (Pb), thủy ngân (Hg), asen (As), cadmi (Cd), crom (Cr), niken (Ni), đồng (Cu) và các chất dinh dưỡng thiết yếu.
Các kỹ thuật viên hiện trường thực hiện phân tích đất bằng phương pháp XRF chỉ trong vài giây đến vài phút cho mỗi mẫu, hỗ trợ kiểm tra kim loại nặng trong đất bằng XRF và phân tích môi trường đất bằng XRF theo thời gian thực. Phát hiện đa nguyên tố không phá hủy cho phép phân tích lặp lại hoặc phân tích mẫu mà không làm mất tính toàn vẹn của mẫu. Thử nghiệm đất bằng XRF di động đạt được độ tương quan (R²) lên đến 85–95% với kết quả trong phòng thí nghiệm đối với các kim loại như Pb, As và Cd.
Lợi ích của xét nghiệm đất bằng phương pháp XRF
Phương pháp phân tích đất bằng tia X (XRF) cung cấp dữ liệu về các nguyên tố ngay tại điểm lấy mẫu, cho phép đưa ra quyết định tức thì tại chỗ. Thời gian phân tích được rút ngắn xuống còn vài giây, so với nhiều ngày đối với các phương pháp phòng thí nghiệm truyền thống. Kỹ thuật phân tích đất bằng tia X giúp loại bỏ thời gian vận chuyển mẫu và thời gian chờ đợi tại phòng thí nghiệm, hỗ trợ trực tiếp các hoạt động tuân thủ trong khảo sát đất công nghiệp và đô thị.
Chi phí nhân công giảm xuống do cần ít nhân viên hơn cho việc vận chuyển mẫu hoặc xử lý trong phòng thí nghiệm. Chỉ những mẫu bị đánh dấu hoặc không rõ ràng mới cần xử lý tiếp trong phòng thí nghiệm, giúp giảm đáng kể chi phí phân tích. Thiết bị kiểm tra đất XRF di động giúp bao phủ diện tích lớn, cung cấp khả năng ghi dữ liệu nhanh chóng và lập bản đồ không gian dựa trên GPS. Kiểm tra đất tại chỗ bằng XRF giúp xác định chính xác các điểm nóng ô nhiễm, tối ưu hóa việc lựa chọn đất để xử lý mục tiêu, từ đó giảm chi phí xử lý chất thải.
Độ chính xác phụ thuộc vào việc đồng nhất mẫu và hiệu chuẩn bằng cách sử dụng các mẫu đất tham chiếu được chứng nhận. Giới hạn phát hiện đối với Cd và Hg có thể cao hơn so với Pb hoặc As; các hệ số hiệu chỉnh được áp dụng cho các ma trận đất phức tạp. Các phương pháp kiểm tra đất XRF tiên tiến này hỗ trợ phân tích đất môi trường XRF theo các quy trình của cơ quan để giám sát và xác minh quá trình khắc phục ô nhiễm.
Cách sử dụng XRF để phân tích đất
Thu thập các mẫu đất đại diện bằng xẻng, dụng cụ lấy mẫu lõi hoặc mũi khoan. Đồng nhất các mẫu để giảm thiểu sự không đồng nhất về không gian; trộn kỹ và nghiền thành bột đồng nhất nếu có thể. Phơi khô hoặc sấy khô mẫu ở nhiệt độ dưới 60°C để có kết quả XRF nhất quán; độ ẩm làm thay đổi đáng kể kết quả.
Rây đất khô qua lưới lọc 2 mm hoặc mịn hơn để chuẩn hóa kích thước hạt, giúp tăng độ lặp lại và độ chính xác trong phân tích đất bằng phương pháp XRF. Đối với phân tích tại chỗ, hãy dọn sạch mảnh vụn khỏi khu vực đo trước khi đặt thiết bị. Đặt thiết bị phân tích đất XRF di động trực tiếp lên bề mặt đất hoặc đổ đầy cốc đựng mẫu bằng vật liệu đã được chuẩn bị đúng cách.
Độ chính xác của phương pháp kiểm tra đất bằng XRF
Các nghiên cứu được bình duyệt xác nhận rằng phương pháp phân tích đất bằng XRF đạt độ chính xác định lượng cao đối với cả chất dinh dưỡng và chất gây ô nhiễm kim loại nặng. Nhiều dự án nghiên cứu báo cáo hệ số tương quan (R²) ít nhất là 0,84 đối với các chất dinh dưỡng chính như canxi và kali khi sử dụng mô hình tiên tiến và hiệu chuẩn thích hợp, bao gồm chuẩn hóa Compton và hồi quy bình phương tối thiểu từng phần. Độ chính xác diện tích đỉnh đối với thử nghiệm ô nhiễm đất bằng XRF đạt tới R² = 0,998 đối với các nguyên tố như Pb, As và Zn, được xác thực bằng các phép đo ngoại vi so với vật liệu tham chiếu được chứng nhận. Các kỹ thuật phân tích đất XRF di động luôn hoạt động tương đương với các phương pháp dựa trên phòng thí nghiệm về tổng hàm lượng nguyên tố. Việc tích hợp dữ liệu phụ trợ—kết cấu đất, dữ liệu vis-NIR và các lần đọc lặp lại—cải thiện đáng kể độ chính xác của thử nghiệm đất XRF, đặc biệt đối với các ma trận mẫu phức tạp. Các phương pháp phân tích đất môi trường XRF và các phương pháp thử nghiệm đất XRF tiên tiến vẫn đáng tin cậy cho việc thử nghiệm đất tại chỗ bằng XRF trên nhiều loại đất và chất gây ô nhiễm khác nhau.
Đánh giá môi trường và chất dinh dưỡng
Phân tích đất bằng phương pháp XRF cho phép lập hồ sơ đồng thời về các chất dinh dưỡng thiết yếu và các chất gây ô nhiễm kim loại nặng trong đất nông nghiệp và đất trồng trọt. Kỹ thuật phân tích đất XRF định lượng các chất dinh dưỡng đa lượng như K, Ca và các nguyên tố vi lượng chỉ trong một lần quét, hỗ trợ các chiến lược bón phân chính xác. Các nghiên cứu được đánh giá ngang hàng báo cáo hệ số tương quan R²≥0,84 đối với định lượng Ca và K ngay cả trong đất không đồng nhất. Các thiết bị phân tích đất XRF di động cung cấp kết quả nhanh chóng tại chỗ, tạo điều kiện thuận lợi cho việc điều chỉnh phù hợp với từng địa điểm để quản lý đất bền vững. Lợi ích của phân tích đất XRF là tăng độ tin cậy và độ chính xác của việc kiểm tra trong các ma trận phức tạp.
Các thiết bị cầm tay, chạy bằng pin hỗ trợ lập bản đồ thời gian thực, kiểm tra đất tại chỗ bằng phương pháp XRF và truyền dữ liệu để tuân thủ quy định tại hiện trường và phục vụ nghiên cứu. Liên hệContact Máy đo Lonnmeter đáp ứng các nhu cầu phân tích phức tạp với phương pháp kiểm tra đất bằng tia X (XRF) đã được chứng minh.
Thời gian đăng bài: 03/02/2026
