基于便携式X射线荧光光谱速测的设施菜地土壤重金属污染诊断与评价

土壤重金属污染快速诊断与评价是污染防控与风险管理的前提。以广东省典型设施蔬菜产地土壤为研究对象,采用便携式X射线荧光光谱法(portable X-ray fluorescence spectroscopy, PXRF)原位快速获取土壤重金属（镉（Cd）、铜（Cu）、铬（Cr）、铅（Pb）、锌（Zn）、砷（As）、镍（Ni）及汞（Hg））含量,在传统实验室方法验证PXRF的准确性和稳定性的基础上,对广东省设施菜地表层土壤重金属的污染状况进行快速诊断,并对土壤重金属污染风险进行评价。结果表明：(1) 异位PXRF法对土壤Cd、Cu、Cr、Pb、Zn、As及Ni的测定值与传统实验室方法测定值极显著相关(P<0.01),土壤Pb和As含量的PXRF原位测定值与传统实验室方法测定值极显著相关(P<0.01);(2) 土壤含水量为150 g?kg-1~200 g?kg-1时,Cr、Pb、Zn和As的PXRF原位测定值与实验室测定值的相关性达到了极显著水平(P<0.01);(3) 土壤Cd和Cu的超标现象较为突出,其点位超标率分别为20.9%和10.0%。设施菜地土壤Cd的平均含量为0.21 mg?kg-1,约为露天农田土壤的1.2倍。珠江三角洲地区设施土壤中各重金属的含量整体较其他地区高;(4) 土壤Cd、Cu、Cr、Pb、Zn、As、Ni及Hg的单项污染指数均小于1,由高到低依次为Cd>Cu>Pb>Zn>Cr>As>Ni>Hg,内梅罗综合污染指数的均值为0.69。就整体平均值而言,土壤重金属污染程度处于清洁水平。PXRF实现了广东省设施菜地土壤重金属污染的快速诊断,并快速识别出Cd和Cu为设施菜地污染风险较高的潜在污染元素,研究结果可为设施农业土壤重金属污染快速诊断与评价提供方法和数据支撑。     

便携式X射线荧光光谱法(PXRF)在矿区农田土壤 重金属快速检测中的应用研究

针对我国普遍存在的土壤重金属污染问题,迫切需要开展土壤重金属的快速检测与评价方法研究。本文采用便携式X射线荧光光谱法(PXRF)和传统实验室方法对云南会泽铅锌矿区农田土壤As、Pb、Cu和Zn进行测定,分析了PXRF法的应用效果。结果表明:1PXRF法测定的精密度与准确度满足我国农田土壤环境质量检测技术规范中规定的仪器检测要求;2土壤As、Pb、Cu和Zn的PXRF法测定值与传统实验室测定值具有良好的一致性,Pb、Cu和Zn的决定性系数均大于0.70;3基于PXRF法原位测定、PXRF法异位测定和传统实验室测定结果的研究区土壤As、Pb、Cu和Zn具有相似的空间分布规律。可见,PXRF法可用于矿区周边农田土壤As、Pb、Cu和Zn的快速检测、污染筛查与评价。     

便携式X射线荧光光谱法(PXRF)在肥料重金属快速检测中的应用

为了探讨一种简单快捷的肥料重金属含量测定方法,本文采用便携式X射线荧光光谱仪(PXRF)测定了我国典型设施农业生产区肥料中As、Pb、Cu、Zn和Cr的含量,并与常规实验室方法的测定值进行比较,以验证PXRF法测定结果的准确性。结果表明:①PXRF对土壤标准物质中As、Pb、Cu、Zn的测定值与标准值之间的相对标准偏差和相对误差均小于10%,表明该仪器测定As、Pb、Cu、Zn的精密度和准确度较好;②肥料中重金属PXRF法测定的检出限均低于相应的国家或行业标准。当含量超过检出限时,有机肥和无机肥中As、Pb、Cu、Zn和Cr常规实验室方法测定值与PXRF法测定值间均达到了极显著相关,R2在0.70～0.99;③PXRF法的检测成本仅为常规仪器的10%?20%,节省了前处理的时间和费用。因此,PXRF法可用于肥料中重金属含量的快速检测与评价。     

便携式X射线荧光光谱仪实验室异位检测法的实用性研究

采用分步取样法验证便携式X射线荧光光谱仪的实验室异位检测法的实用性,以ICP-AES法为基准,对土壤重金属Cr、Cu、As、Pb的含量进行测定,试验中选用70%土壤样品建立一元线性校准模型,30%土壤样品进行校准模型的验证。结果表明,便携式X射线荧光光谱仪实验室异位检测法的检出限分别为Cr 17.7 mg/kg,Cu 10.4 mg/kg,As 5.4 mg/kg,Pb 6.2 mg/kg,均低于国家土壤环境质量一级标准。对国内外标准物质进行多次重复测定,RPD在–8.9%~7.9%,说明仪器在异位测定重金属含量时具有较好的精密度与准确度。分析PXRF法与传统方法测定建立的拟合方程,其决定系数分别为0.817 3、0.787 0、0.673 3和0.722 1,表明PXRF室内异位法可用于土壤重金属Cr、Cu、As、Pb的快速测定;二次采样建立的验证模型R2分别为0.912 4、0.897 9、0.772 3、0.872 9,逐渐靠近理想模型,充分验证PXRF异位法的实用性和校准曲线的准确性,可适用于农田土壤Cr、Cu、As、Pb的快速测定、污染筛查,为土壤重金属速效测定提供有力依据;但仪器在异位测定As元素时准确性降低,建议异位测定时需进行数据校准。     

利用便携式X-射线荧光光谱法研究冰块对土壤元素特性的影响

Field portable X-ray fluorescence （PXRF） spectrometry has become an increasingly popular technique for in-situ elemental characterization of soils. The technique is fast, portable, and accurate, requiring minimal sample preparation and no consumables. However, soil moisture 〉 20% has been known to cause fluorescence denudation and error in elemental reporting and few studies have evaluated the presence of soil moisture in solid form as ice. Gelisols （USDA Soil Taxonomy）, permafrost-affected soils, cover a large amount of the land surface in the northern and southern hemispheres. Thus, the applicability of PXRF in those areas requires further investigation. PXRF was used to scan the elemental composition （Ba, Ca, Cr, Fe, K, Mn, Pb, Rb, Sr, Ti, Zn, and Zr） of 13 pedons in central and northern Alaska, USA. Four types of scans were completed： 1） in-situ frozen soil, 2） re-frozen soil in the laboratory, 3） melted soil/water mixture in the laboratory, and 4） moisture-corrected soil. All were then compared to oven dry soil scans. Results showed that the majority of PXRF readings from in-situ, re-frozen, and melted samples were significantly underestimated, compared to the readings on oven dry samples, owing to the interference expected by moisture. However, when the moisture contents were divided into 〉 40% and 〈 40〈 groups, the PXRF readings under different scanning conditions performed better in the group with 〈 40% moisture contents. Most elements of the scans on the melted samples with 〈 40% moisture contents acceptably compared to those of the dry samples, with R2 values ranging from 0.446 （Mn） to 0.930 （St）. However, underestimation of the melted samples was still quite apparent. Moisture-corrected sample PXRF readings provided the best correlation to those of the dry, ground samples as indicated by higher R2 values, lower root mean square errors （RMSEs）, and slopes closer to 1 in linear regression equations. However, the in-situ （frozen） sample scans did not differ appreciably from the melted sample scans in their correlations to dry sample scans in terms of R2 values （0.81 vs. 0.88）, RMSEs （1.06 vs. 0.85）, and slopes （0.88 vs. 0.92）. Notably, all of those relationships improved for the group with moisture contents 〈 40%.     

HDXRF法农田土壤镉测定结果准确度评价与精准校正模型构建

以甘肃白银某污灌区重金属污染农田土壤为研究对象,对影响高精度便携式X荧光光谱（HDXRF）法总镉（Cd_T）测定精度的主要因素进行了筛选,分别研究了土壤水分、有机质类型与含量、土壤类型对HDXRF法Cd_T测定的影响,并采用相对误差（RE）、相对标准偏差（RSD）和决定系数（R²）对测定结果的准确度和精密度进行了评价。结果表明：HDXRF法Cd_T测定的RE≤10%、RSD≤10%、R²>0.99,符合农田土壤环境质量监测技术规范和美国环境保护署标准的准确度和精密度规定。HDXRF法Cd_T测定结果随着土壤水分含量的增加呈指数衰减趋势,衰减方程为y=0.803e^–1.3284x,衰减系数（μ_ω）为–1.328 4,R²为0.984 5。HDXRF法Cd_T测定结果与有机质含量呈显著的负相关关系（r=–0.955）,且腐殖酸（HA）比泥炭（Peat）对测定结果的影响更大,HA与测定结果的校正方程为y=–1.555x +0.780,R²为0.934 4。土壤类型对HDXRF法Cd_T测定结果存在一定的影响,相对于红壤和水稻土,灰钙土的测定结果与传统实验室分析方法测定结果更接近。总之,虽然HDXRF法Cd_T测定结果受多种因素影响,但通过校正模型校正,其校正结果的可靠性能够满足Cd污染农田土壤精准调查需求。     

基于改进物元可拓模型评价设施菜地土壤重金属污染风险

为解决土壤重金属污染的不确定性和模糊性、传统方法评价结果失真度高、新标准下我国设施菜地土壤重金属风险状况未知等问题,在新出台的土壤环境质量评价标准下,利用改进的物元可拓模型对我国设施菜地土壤重金属污染风险状况进行评价,并将结果与传统评价方法进行对比分析.结果表明:我国绝大多数设施菜地土壤重金属含量处于较低水平;改进物元...     

X射线荧光光谱法在测定土壤及植物矿质养分方面的应用

X射线荧光(XRF)光谱分析法有快速、无污染、分析成本低且可多元素同时分析和原位检测等优点,已经成为土壤、植物矿质养分测定的重要手段。文章介绍了应用X射线荧光光谱仪测定土壤植物矿质养分的基本原理与工作原理,重点综述了X射线荧光光谱仪在土壤及植物体矿质元素测定方面的研究进展及影响因素,并对X射线荧光分析方法在农业方面的应用前景进行了展望。X射线荧光光谱仪测定的元素范围是元素周期表中从钠到铀。该仪器广泛应用于艺术品鉴定、考古学、食品安全、能源、矿产勘探、电子材料和土壤重金属的研究。使用XRF仪器定量测定土壤、植物矿质元素时,其测定结果受到仪器本身、样品含水量、样品颗粒大小以及土壤有机质含量等因素的影响。有研究证明,通过使用大量的校准样本集对光谱仪进行校准,XRF可用作土壤中元素总浓度的快速测定,还可以实现便携式X射线荧光(p XRF)光谱仪在实验室、田间原位条件下,对植物体矿质元素进行定量分析。     

绿色食品产地土壤重金属空间分布与污染评价

为研究绿色无公害食品产地土壤重金属的含量与分布状况,以慈溪市周巷镇为研究区,利用综合指数法对土壤中重金属的含量进行评价,应用地统计学的方法分析土壤重金属含量的空间变化,并绘制土壤重金属的空间分布图。结果表明：以当地土壤重金属的自然背景为评价标准,所研究的8种重金属单项污染指数均大于1,说明8种重金属在该区均产生污染。以内梅罗指数法计算的土壤重金属综合污染指数为1.54,处于轻微污染的级别。研究区由北向南随地理位置和土地利用方式的不同,土壤中重金属含量有逐渐增高的趋势。不同剖面土壤重金属含量的研究表明,土壤中重金属有表聚和亚表聚的特征,随取样层次的加深,土壤中的重金属含量逐渐减少,说明土壤中的重金属含量受到人类活动的强烈影响。     

黄河三角洲表层土壤重金属空间分布与潜在生态风险评价

研究黄河三角洲表层土壤中重金属空间分布特征,评价其潜在生态风险。结果表明:表层土壤(0-20 cm)Cu、Zn、Cr、Cd、Pb、Ni、As和Hg的平均含量为27.87,79.19,69.01,0.383,21.98,33.42,13.76,0.025 mg/kg。除Cd外,其他重金属含量平均值均小于国家二级标准值;各重金属空间分布均呈现自西北向东南递减的趋势,且实验区含量最高,核心区含量最小;Hakanson潜在生态风险指数评价表明,Cd为中等-较强生态危害,其余重金属单项均为轻微生态危害,潜在风险程度由高到低依次为Cd>Hg>As>Ni>Cu>Pb>Cr>Zn;保护区综合潜在生态风险为轻微-中等生态危害,呈实验区>缓冲区>核心区的规律。重金属受人类活动影响较大,距离人类活动较近区域含量高,较远区域含量低。     

基于TOMSIM模型的温室番茄中杂9号生产潜力的空间分析

首先利用作物生长模型TOMSIM,在选择的10个地区对模型进行了区域化验证。在此基础上,利用全国各大城市1981-2000年的室外辐射资料,进行温室番茄光合生产潜力的模拟计算。结果表明,温室番茄的潜在年产量最高值在西藏,为57kg.m-2,最低值在重庆,为34kg.m-2。将潜在产量与实际产量数据进行比较,发现全国平均的实际产量仅占潜在产量的7.7%,说明温室番茄的生产有较大的潜力空间。     

环境中多溴联苯醚(PBDEs)分布特征研究进展

多溴联苯醚(PBDEs)是一类具有生态风险的新型环境有机污染物。PBDEs作为阻燃剂已经被愈来愈广泛地添加到工业产品中,对大气、水体、沉积物、土壤等环境介质产生污染,并最终危害生物和人类健康。鉴于这一环境新问题的产生,本文概述了环境介质中PBDEs的来源、含量,并对其分布特征进行了探讨。     

甘肃休闲农业发展现状及对策研究

根据不同地区资源禀赋和特色,将旅游引入农业,共同构筑休闲农业,是甘肃实现农业现代化和乡村振兴的重要途径.甘肃省休闲农业发展态势强劲,规模效益不断增加,但与发达地区相比存在明显的差距,发展演化过程中存在空间布局不合理、资源和市场间匹配度差、低层次同质化严重、服务质量欠佳、配套设施落后、模式创新不足等问题.针对以上问题,提...     

长江三角洲地区土壤环境质量与修复研究Ⅴ.废旧电子产品拆解场周边农田土壤含氯有机污染物残留特征

对长江三角洲地区某废旧电容器拆解场地周边农田基本保护区表层水稻土中含氯有机化合物的组成及含量进行初步研究。结果表明,供试土壤中20种PCBs总含量在84.19~377.4μg kg-1之间,平均含量为204.8μg kg-1,其中二氯、三氯、四氯代同系物总和占总PCBs的73.7%~96.2%,存在着PCBs的外源输入。HCH的总含量为10.61~33.11μg kg-1,DDT总含量为11.36~33.28μg kg-1,残留水平较低,但β-HCH、γ-HCH、∑HCH和∑DDT的平均含量均高于荷兰土壤标准的目标值。此外,DDT与土壤有机碳呈显著负相关,而其他含氯有机化合物的含量并未呈现出与土壤有机碳的相关性。     

基于方差四叉树法的滨海盐土电导率采样布局研究

利用土壤空间变异特性和空间分布特征进行采样设计是当前土壤采样研究的重要内容。采用方差四叉树法（Variance quad-tree method,简称VQT）,结合半方差函数,设计滨海盐土采样的最优布局。并利用普通克立格法对传统网格采样法与方差四叉树采样法所得到的不同的样点数目进行插值,计算估值误差并进行精度比较。结果发现,同样的样本数目,利用方差四叉树法得到的克立格估值误差明显地较利用网格采样法得到的克立格估值误差小,其采样效率提高约16％一25％。该方法的优势在于,可设计在土壤特性变异大的区域密集采样而在变异较小的区域稀疏地采样,从而在有效表达土壤空间变异性的同时,提高了采样效率,减少了采样成本。