[发明专利]一种土壤测量方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及土壤测量，特别涉及土壤中金属或非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，导致了严重的土壤污染。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。近年来由于工业发展 所导致的重金属或非金属污染事件越来越多，对当地居民的生产生活产生重要 影响，这就迫切需要对一些重点区域进行评估和检测。

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， 在土壤中金属或非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。

但便携式XRF仪器需要用户手持操作和激发。当用便携式XRF仪器检测土 壤中金属或非金属元素的浓度时，X光管需要采用较高的电压和电流激发土壤 样品，X光的透射或漫散射都较强烈，对近距离操作人员造成危害。

目前，国家对环境保护越来越重视，要求测量的土壤中元素(如对人体有 害的铅、镉、砷)浓度越来越低，也即提高了对便携式XRF仪器灵敏度的要求， 通用的解决方式是通过提高X光管的功率去提高测量灵敏度，而这对近距离操 作人员的危害会更大。

为了保护便携式XRF仪器的操作人员，一些国外厂家为便携式XRF仪器配 置了含铅的防护附件，并且这种仪器无需人员手持操作，但随着X光管功率的 逐步提高，含铅的防护附件的体积和重量都急剧上升，XRF仪器的携带和使用 极不方便，这与XRF仪器要实现的便携功能是相悖的；变大变重的防护附件也 提高了仪器成本。对于工况不好的测量点，如测量点不平整时，X射线会从防 护附件的底部泄露出来危害操作人员。

此外，当使用便携式XRF仪器在野外测量时，若遇到特殊工况如坑道内、 污水池边等，操作人员难以接触到测量点，无法实现测量操作。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，提供了一种安全性高、操作简便、应用范 围广的土壤测量方法，以及一种安全性高、测量精度高、操作简便的土壤测量 装置。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种土壤测量方法，包括以下步骤：

a、操作人员携带便携式土壤分析仪至待测土壤，将所述分析仪放置在土壤 测量点上，使得所述分析仪内的X射线光源发出的光能够照射在待测土壤上；

b、操作人员远离土壤分析仪至安全地带；

c、开启土壤分析仪中的X射线光源，进行样品激发，待测土壤发出的X射 线荧光被探测器接收，得到待测元素的谱数据；

关闭X射线光源；

d、操作人员取回土壤分析仪；

上述测量步骤还包括数据处理过程，即：处理单元获取和处理所述谱数据， 得出待测元素的浓度C’；

所述数据处理过程在步骤c或d中完成。

操作人员取样测量点上的土壤，并放置在取样装置内，使得所述分析仪内 的X射线光源发出的光能够照射在取样装置内的土壤上。

作为优选，操作人员携带便携式控制器至安全地带，利用控制器去开启和 关闭所述X射线光源。

作为优选，操作人员启动分析仪中的延时工作模块，待操作人员至安全地 带后，延时工作模块开启所述X射线光源。

进一步，所述测量方法还包括湿度校正过程，该过程包括以下步骤：

土壤湿度传感器测得土壤湿度H，该步骤在步骤a或c中完成；

处理单元根据C＝F(C′，H)处理所述浓度C’、湿度H，得到待测元素的校正浓 度C；该步骤在所述数据处理过程中完成。

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为水对待测元素特征 X射线的有效衰减系数，A为与待测元素相关的常数。

操作人员读取所述土壤湿度H并将其输入至处理单元。