便携式X荧光仪在土壤和水系沉积物样品中的应用研究

分析仪器小型化、现场化、瞬间化、智能化是未来地质调查重要支撑技术,这里采用新型SI-PIN探测器,研制出了便携式X荧光分析仪,并对地质土壤、水系沉积物样品中Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Pb等多种元素进行了分析研究。这里主要介绍了该仪器的技术指标、性能以及软件功能,给出了分析条件选择、干扰和校正、漂移校正的方法,该方法在国家工矿企业的现场分析工作中具有良好的应用前景。     

高光谱遥感在土壤重金属污染监测中的应用

高光谱技术的快速发展为宏观、快速获取土壤中的重金属元素信息提供了有力支撑。选择云南大红山铜矿作为研究区,对其土壤进行采样,其中水样、底泥样和土壤样各30个,共90个样本。使用ASD光谱仪对样品进行光谱分析,借助ENVI软件对原始测量数据进行平滑与去噪处理,利用与重金属相关的官能团在VNIR和SWIR波段光谱吸收特征的变化提取光谱吸收特征参数。通过与预处理后研究区的HyMap遥感图像数据进行光谱相似度及光谱参数相似度的对比,验证了将ASD实测光谱与HyMap高光谱遥感数据结合监测研究区重金属污染的可行性。认为高光谱遥感在土壤重金属监测方面有着广泛的应用前景。     

BP神经网络在土壤重金属污染分析中的应用

以湖南株洲市区中西部为研究区域,获取该区域35个土壤样本和多光谱数据,基于多元线性回归（MLR）、偏最小二乘回归（PLS）、BP神经网络回归模型（BP）,分别建立土壤重金属（Cr、Cu、Ni）含量的反演模型,并对模型预测效果进行检验。建模与预测综合效果：BP模型＞PLS模型＞MLR模型,BP神经网络回归模型的效果远远好于其他2组,尤其适合分析具有非明确关系的2组数据。其中,Cr元素回归模型为最佳拟合模型,建模和预测R2分别为0.917 4、0.811 0,建模均方根误差和预测均方根误差分别为8.269 3、16.870 7,说明基于多光谱数据反演土壤重金属含量有一定的可行性。     

便携式X射线荧光分析仪(PXRF)野外现场测试在岩石样品分析中的应用研究

以X射线荧光光谱分析技术(XRF)为基准,对那阿地区的花岗岩和变质岩样品进行测试分析.以实验室所测得的主量元素结果为标准,将PXRF所测得的粉末状岩石样品数据与其对比.在处理样品中Al2 O3、CaO、Fe2 O3、MgO、SiO2、TiO2这六个主量元素的数据时,发现Spearman方法优于Pearson方法.根据不...     

便携式X射线荧光光谱技术在泥河铁矿岩心矿化蚀变信息识别中的应用

便携式X射线荧光光谱(PXRF)是针对野外原位快速分析而发展起来的一项新技术,常被用于岩石露头地球化学研究和土壤重金属污染评价等方面.本研究以安徽省泥河铁矿钻孔为例,在野外对5个钻孔的岩心系统划分岩性段,利用便携式X射线荧光光谱仪原位测量每个岩性段的Fe、Mn、Cr、Co、Ni、Ti、V、Cu、Zn、Pb、Ag、Mo、K、Ca、As、Sb、Bi、Cs、Zr、Nb等元素含量,绘制钻孔各元素含量分布图.研究发现,(1)利用PXRF技术获得的岩心Fe元素高含量部位与根据化学分析得到的铁矿石品位数据而圈定的磁铁矿体范围吻合较好;(2)Fe元素和Fe-V-Mn-Cr-Ni-Ti-Bi组合异常、Zn元素和Zn-Cu-Cd组合异常分别对铁矿化和铜、锌矿化具有较好的指示作用;(3)K、Ca异常分别对钾长石化、硬石膏化等蚀变具有较好的指示作用.由此可见,PXRF技术在野外岩心矿化和蚀变信息识别中具有方便、快捷、实用、可靠、无损、成本低廉等优点.      

便携式X荧光分析仪在萤石矿勘查中的应用

在赤峰市林西县水头萤石矿区,利用便携式X荧光分析仪对第四系浅覆盖区进行隐伏萤石矿体探测的有效性试验。通过测量数据分析及与已知矿体的对比证明,在浅覆盖区利用X荧光分析仪勘查隐伏萤石体是有效的。该结论为便携式X荧光仪在勘查隐伏萤石矿体中的应用提供了重要依据。     

理论α系数法波长色散X射线荧光测定土壤中的重金属

近年来,重金属带来的土壤污染问题日益严重,快速、准确、有效地测定土壤中重金属种类及含量对土壤重金属污染评估及后续污染防治具有重要意义。本研究建立了波长色散X射线荧光光谱法同时测定土壤样品中铬、铅、锌、铜、钴、镍、锰、钒8种重金属元素含量的检测方法,通过经验法与理论α系数法的结合,优化了实验条件,方法线性良好,准确度与精密度较高,并且极大的简化了测定过程,提高了工作效率。将应用于土壤重金属含量初步评估,与ICP-MS的测定结果吻合度高。土壤监测结果表明,目标区土壤均符合二级土壤限量标准,该区土壤环境质量总体较好。而且该法减少了实验前处理过程中化学试剂的使用,避免了前处理过程中带来的环境污染问题,适用于规模较大的地质、农业、环境监测分析等生产单位进行土壤中重金属元素的快速测定。     

理论α系数法波长色散X射线荧光测定土壤中的重金属

近年来,重金属带来的土壤污染问题日益严重,快速、准确、有效地测定土壤中重金属种类及含量对土壤重金属污染评估及后续污染防治具有重要意义。本研究建立了波长色散X射线荧光光谱法同时测定土壤样品中铬、铅、锌、铜、钴、镍、锰、钒8种重金属元素含量的检测方法,通过经验法与理论α系数法的结合,优化了实验条件,方法线性良好,准确度与精密度较高,并且极大的简化了测定过程,提高了工作效率。将应用于土壤重金属含量初步评估,与ICP-MS的测定结果吻合度高。土壤监测结果表明,目标区土壤均符合二级土壤限量标准,该区土壤环境质量总体较好。而且该法减少了实验前处理过程中化学试剂的使用,避免了前处理过程中带来的环境污染问题,适用于规模较大的地质、农业、环境监测分析等生产单位进行土壤中重金属元素的快速测定。     

便携式X荧光仪在研究矿化顺序中的应用

采用便携式X荧光仪对采自金顶铅锌矿床的矿化灰岩角砾岩手标本进行测点分析,形成了手标本尺度多元素高密度地球化学图像,对所得样品2元素地球化学图像进行了多元主成分分析,获得了分别以Zn、Pb和Zn+Pb为主的3个最大主成分。通过分析主成分所对应的相关元素组合(元素载荷)以及组合元素空间分布,结合对Zn、Pb对钙质交代的观察初步确定:该样品所反映出的矿石矿化顺序是后期以Pb为主的矿化穿插(交代),前期以Zn为主的矿化,两期矿化在相交部位叠加。此结论与由传统方法、根据显微镜下观察得出的结论能很好地吻合。     

鄂西铜铅锌尾矿库周边农田土壤-水稻重金属污染状况及风险评价

农田土壤污染导致的粮食安全问题已引起广泛关注,客观评价尾矿库周边农田土壤和农作物污染状况对后期土壤污染防治和安全利用具有重要意义。为研究鄂西某铜铅锌尾矿库周边农田土壤-水稻重金属污染状况及风险,本文同步采集50个点位农田土壤及水稻稻穗样品,应用电感耦合等离子体质谱/发射光谱、原子荧光光谱等方法测定As、Cd、Cu、Pb、Zn、Hg、Ni和Cr八种重金属含量及土壤pH值,采用潜在生态风险指数法和健康风险评估模型评价生态风险和健康风险。结果表明：①研究区土壤As、Cd、Cu、Pb、Zn存在超标,Cd超标率20%最大。水稻仅Cd超标,超标率14%。②相关性分析显示土壤重金属有相同的污染源,渗滤液泄漏是可能的污染源;水稻重金属与土壤具有正相关性,Cd元素相关性最强,可能由于水稻对土壤Cd吸收能力强。③潜在生态风险评价结果表明土壤Cd、Pb、Zn、Cu显著富集,Cd富集系数达4.41,研究区处于中度风险,6%点位具有极强风险。④健康风险评价结果表明几乎全部点位土壤总致癌风险和总非致癌风险大于可接受水平,存在重金属致癌风险,As和Cd致癌风险较大。水稻总致癌风险全部大于可接受水平,最大贡献者为Cd;总非致癌风险全部在可接受水平内。综上,该尾矿库周边农田土壤和水稻已受到重金属污染,存在一定的生态风险,对当地居民健康造成的风险值得重视。     

Minipal 4便携式能量色散X射线荧光光谱仪在勘查地球化学中的应用

使用粉末样品压片制样，用Minipal 4便携式能量色散X射线荧光光谱仪测定化探样品尹的Na2O、MgO、Al2O3、SiO2、CaO、Fe2O3、K2O、As、Ba、Br、Ce、Co、Cr、Cu、Ga、La、Mn、Nb、Ni、P、Pb、Rb、Sr、Th、V、Y、Zn、Zr、Ti、Mo等30种组分。方法简便、快速，分析结果的精度和准确度能满足野外现场分析的要求。     

便携式X射线荧光光谱仪在岩石样品分析中的应用研究

便携式X射线荧光光谱仪(PXRF)因具有快速、无损检测元素含量的能力,通常被用于野外或实验室地质样品的元素含量检测工作中,对于大多数地质样品,在2 min内就能够获得几十种元素的半定量-定量分析结果。但在实际应用中,被测样品的表面平整度、样品中物质的均一性和施测时间等因素都会影响元素分析结果。为了进一步了解样品类型和分析测试方法等因素对元素分析的具体影响,本文对比了PXRF与实验室分析结果、岩石和粉末样品PXRF分析结果、不同检测时间所得PXRF分析结果的关系,在不损失过多分析精度的前提下提出了通过PXRF降低勘查成本、提高工作效率的方案。结果表明:用PXRF直接分析岩石样品时,大多数元素的分析结果可靠性较差,尤其是成矿预测工作中常用的Cu、Pb、Zn、As和Ni等元素;粉末样品的PXRF分析结果与实验室分析结果具有较好的相关性,表明对岩石样品进行粉碎处理能够明显改善PXRF分析质量;元素种类不同,岩石和粉末样品PXRF测量结果的相关性也不同。因此,在实际工作中可以根据感兴趣的目标元素确定是否需要对岩石样品进行粉碎制样处理;检测时间对元素含量分析结果没有明显影响,对于特定元素,如果能够在较短时间内获得其含量信息,则无需增加检测时间。     

X射线荧光光谱法在有色金属矿石标准物质定值分析中的应用

报告了X射线荧光光谱法在铜矿、铅矿、锌矿、钨矿和钼矿标准物质定值分析中的应用。样品用低倍稀释熔融法在热解石墨坩埚中熔融,用人工标样进行校准,计算了COLA方程的理论影响系数,所有分析元素全部用理论影响系数法校正吸收-增强效应。分析结果与不同实验室不同分析方法的结果相吻合。     

便携式X射线荧光光谱仪在尾砂样品分析中的应用研究——以安徽铜陵矿集区杨山冲尾矿库为例

便携式X射线荧光光谱仪（p-XRF）因具有快速、廉价和无损检测元素含量的能力,通常被用于野外或实验室地质样品元素含量快速检测工作中,并取得了良好的效果;但p-XRF能否用于尾砂样品测试,相关研究则尚未系统开展。为了查明p-XRF分析尾砂样品的可靠性,本文对比了p-XRF与实验室分析测试数据,结果表明：（1）p-XRF可用于尾砂样品的Cu、S、Fe等主要元素的定量分析;（2）p-XRF对于尾砂中Se、Ti、Sr、Zn、Mn、As、Rb、Mo等微量元素的测试结果具有较高的准确度;（3）p-XRF对于尾砂中Co、Cr、V、Nb、Ag等微量元素的测试结果误差较大,只能给出定性的分析结果。     

矿物"微胶囊"在重金属污染土壤修复中的应用

矿物"微胶囊"技术用改性稳定矿物包裹重金属,使其长期无害存在于土壤中,原理是将一种土壤中的天然黏土矿物改性,赋予其巨大的比表面积和吸附能力,改性后的矿物混入重金属污染土壤后,将自行包裹土壤中的重金属并形成稳定的微胶囊.根据相关生态地球化学调查结果,结合快速调查,圈定了2个典型土壤As污染区块,运用矿物"微胶囊"技术开展土壤砷等重金属污染修复试验,在圈定地块按一定比例在耕种前均匀掺入修复试剂,并与空白土壤对比.试验结果表明:在As污染地块施加一定量的修复材料后,半年内可显著降低土壤中有效态As的含量,最大降幅达78％;土壤污染状况相同时,施加的修复材料最优添加量在1.20～1.50 kg/m2之间;施用该修复材料对土壤无二次污染,不影响农作物产量.试验结果可为治理农田As污染提供科学依据.     

便携式能量色散X射线荧光光谱仪在新疆东天山浅钻化探异常查证中的应用

便携式能量色散X射线荧光光谱仪(EDXRF)具有大型XRF光谱仪的分析性能,在矿产资源勘查中具有广阔的应用前景,特别是在勘查难度大、找矿工作周期长的覆盖区的现场快速分析具有重要意义,但在野外快速分析方面亟需进一步开发。本文采用手工压制样片,建立了Minipal 4便携式能量色散XRF光谱仪现场测定新疆东天山浅覆盖区浅钻化探样品中的铜铅锌砷钴镍锰7种元素的野外快速分析方法,各元素的检出限分别为2、2、1.5、2、2、2、6μg/g,精密度(RSD,n=12)小于4.7%。本方法能在浅覆盖区实施有效的地球化学样品分析,数据成图效果与实验室分析数据成图效果接近,可快速指导浅钻化探扫面和异常查证工作,缩短了工作周期,提高了矿产资源勘查效率。     

生态环境监测工作中应用AAS/AFS和XRF法测定土壤重金属数据质量评价

当前我国生态环境监测工作中,测定土壤重金属等无机元素全量所采用的标准方法主要为原子吸收光谱法(AAS)、原子荧光光谱法(AFS)和波长色散X射线荧光光谱法(WDXRF)等。为掌握AAS、AFS和WDXRF等方法测试结果的有效性和可比性,本文选取了20个来自全国不同区域、不同类型的实际土壤样品,通过盲样方式插入国家土壤环境监测任务样品批次中,分发至3～5个实验室,采用AAS/AFS、WDXRF和便携式X射线荧光光谱法(p-XRF)平行测定Cr、Ni、Cu、Zn、As、Hg、Cd、Pb、V和Mn十个元素全量。结果表明:元素含量水平分布均匀(在≤1.0、1.0～2.0、2.0～10.0及10.0水平均有分布);85%以上样品Cr、Ni、Cu、Zn和Pb元素WDXRF方法的实验室间相对偏差(RD)更理想,60%样品As元素AFS方法的RD更优,元素含量对WDXRF方法的RD有更明显影响。总体上,AAS/AFS和WDXRF两类方法实验室间精密度控制水平均较高,WDXRF法更理想。进一步分析AAS/AFS和WDXRF方法间平行性(以这两类方法测试结果的相对偏差RD’进行评价),Cr、Ni、Cu和Zn元素的RD’基本低于20%,As和Pb元素80%以上的RD’低于20%,Pearson相关性和线性关系分析表明这两类方法有较高的可比性;另外,Cr、Ni、Cu、Zn、Pb和As元素的p-XRF与AAS/AFS方法测试结果也有较理想的可比性。本研究认为,AAS/AFS和WDXRF两类方法具有等同测试效果,实际监测工作中Cd、Hg等含量较低元素宜选择检出限较低的AAS/AFS法;因WDXRF方法的前处理过程简单易控,大批量土壤分析中使用该方法更加高效,在特定实验条件下p-XRF方法也有可接受的定量效果。     

X射线荧光光谱-电子探针在中酸性火山岩鉴定中的应用

中酸性火山岩多具斑状结构,基质可见微晶状结构、隐晶状结构、玻璃质结构等,由于基质矿物颗粒多细小,常用的偏光显微镜受放大倍数的限制,很难准确鉴定矿物种属及含量,这类岩石仅依靠偏光显微镜分类命名会存在误差。本文采用X射线荧光光谱(XRF)、电子探针(EMPA)和偏光显微镜下观察相结合的方法,对中酸性火山岩进行鉴定。结果表明:对于基质呈隐晶质、显微晶质的中酸性火山岩,基质特征相似,偏光显微镜下无法确定长石、石英的含量,因此无法对岩石准确命名;再通过XRF进行主量元素分析,并对分析结果进行标准矿物QAPF双三角图解分类、TAS图解分类及李氏火山岩定量分类,对比结果显示三种分类命名方法存在差异;通过电子探针对矿物进行校验显示,QAPF及李氏火山岩定量分类图解与显微镜下鉴定相符,TAS图解与其他分析结果存在一定偏差。因此,对于中酸性火山岩准确命名,应采用多种分析方法相结合的方式,避免测试单一引起的误差。