基于微区XRF技术的海洋生物元素快速无损检测

海洋生物体中无机元素的分布特征,对其生理代谢活动具有重要的指示作用,并且能够揭示包括海洋重金属污染在内的多种环境变化特征。利用微区XRF技术对鱼、虾、双壳类、海胆等多种类型海洋生物样品表面的无机元素进行检测,并进行了高分辨、原位无损的多元素微区分布特征分析。结果显示,微区XRF技术检测虾类样品时可见氯(Cl)、钙(Ca)存在明显的分布互补性;检测鱼类样品时可观察到钾(K)、硫(S)在侧线的前后两侧分别存在趋同性和差异性;检测双壳类、海胆时也存在不同元素特异的分布特征。由此可见,该技术适用于多种海洋生物样品,便于比较不同元素在海洋生物表面分布的差异及相关性,并可在数据处理后形成肉眼可视的图像,从而为该技术在海洋生物元素分布检测领域的应用提供技术支持。

河流沉积物原位XRF岩芯扫描结果定量估算的初步研究

原位XRF岩芯扫描技术具有前处理简单、破坏性小、快速和连续测量等优势,是获取高分辨率元素记录的有效手段,已被广泛应用于海洋、湖泊、三角洲和黄土等沉积物的古环境变化研究中,但是针对河流沉积物的研究较少.本文利用原位XRF岩芯扫描技术对黄河内蒙古段河道钻孔沉积物进行了扫描分析.首先选取岩芯HDZ10（40°8 ′3.9″N,111°14′21.3″E）进行X荧光元素实验测试条件分析,在此基础上利用HDZ12（40°12′59.91″N,111°10′48.66″E）探讨了河流沉积物原位XRF扫描技术的可行性及结果定量校正方法.对比元素强度值与元素含量的结果,发现河流沉积物中Sr、Ca、Ti、Fe、Rb和Zr的元素强度值与元素含量相关系数较高.我们依据上述元素获得岩芯样品的强度值与元素含量的对数比率值,并通过主轴回归分析方法得到相应的模型校正系数,选取拟合度R2最高的校正系数建立了对数比率校正模型.校正后的ln（Zr/Ca）、ln（Fe/Ca）、ln（Ti/Ca）、ln（K/Ca）、ln（Rb/Ca）和ln（Sr/Ca）元素强度曲线与实测曲线基本一致,最大程度地校正了原位XRF扫描分析结果,较好地实现了河流沉积物的原位XRF扫描结果的定量估算.

利用微区XRF技术的大洋固体矿产成分快速无损检测

深海固体矿产主要由铁锰结核、富钴结壳和多金属热液硫化物组成,元素在矿产中原位的分布和含量,对了解矿物成因、品位以及评估其经济价值有重要指示作用。本研究利用微区XRF分析技术对铁锰结核、富钴结壳、热液硫化物3种大洋类型矿产样品,进行高分辨、原位和无损的多元素空间分布检测,结果显示了不同元素在3种类型矿物中的空间分布特征。通过对测试数据进一步处理和优化成图流程,可以获得特定元素在矿物中半定量分布图,并对不同元素在矿物空间分布的差异性和相关性进行对比分析,从而建立一种肉眼可见的测试大洋矿产资源样品中元素原位分布的新方法。

X射线能谱岩芯扫描分析技术的研究开发

XRF(X射线荧光光谱分析)岩芯扫描方法,是一种非破坏性的、高效的岩芯元素组成分布的XRF分析测试方法。我们研制的国内第一台XRF岩芯扫描仪将传统的点数据改为线扫描面积型数据,使数据对样品元素组成的变化趋势描述的更加准确,清晰,结合计算机数据分析,可以提供可靠的趋势数据。

微区XRF技术分析无机元素在植物中的原位分布

植物的无机元素分布特征对植物生理过程具有重要的指标作用,可揭示营养物质分布、代谢途径及毒理耐受性等多种生命过程。用微区XRF技术测试样品中无机元素的分布,具有原位无损、可进行较大面积样品连续成像分析以及前处理过程简单等诸多优势。将微区XRF技术应用于植物样品不同器官的无机元素分布检测,旨在探讨该技术在植物样品测试中的仪器参数选择、样品前处理方法和数据后处理手段等对测试结果的影响。为得到可靠的实验结果,对不同含水量的器官进行不同的前处理,并比较不同驻留时间、测试腔体真空与否等仪器条件对测试结果的影响,同时对数据处理方法进行探索,包括对获得的数据进行图像叠加及对不同元素浓度比例进行半定量分析。研究结果表明,微区XRF技术测试植物样品中无机元素分布具有一定的技术优势。

利用微区XRF技术测定地质样品中元素含量研究

微区XRF是新兴的固体样品表面元素半定量分析技术,由于缺少同类基质标样和仪器参数整体优化方案等问题,使得该技术在定量分析方面的研究较少。本研究利用微区XRF技术对黄铁矿地质标样硫、铁元素进行检测,探讨了真空度、驻留时间、检测器频率、X射线功率等仪器参数对非标定量准确度的影响,结果显示了真空度和X射线功率是影响检测准确度的重要指标,真空条件下,硫、铁元素检测结果与标样理论值的相对误差从非真空时的-52.25%和59.95%减少到0.51%和-0.21%;在20、30、40和50 keV的X射线功率下,硫元素的相对误差分别为-12.65%、-5.70%、-1.22%、0.51%,而铁元素分别为14.79%、6.86%、1.76%、-0.21%。在优化的仪器参数下(检测器频率Tc设置为1μs,驻留时间设置为100 s, X射线功率设置为50 keV,检测环境设置为真空),对土壤样品GSS-1进行非标定量,发现多数元素平行性良好,3次检测的相对标准偏差在3%以内;由于样品基质复杂,定量准确度较差,相对误差范围在-14.08%到905.98%之间。为优化准确度,采用GSS-2~GSS-10土壤标样建立标准曲线,以标样GSS-1作为样品进行检测分析,结果显示通过线性校准曲线校正,GSS-1样品中多种元素检测值与理论值的相对误差减少到-13.07%到4.72%之间,而通过拟合标准曲线校正,相对误差在-13.64%到14.91%之间,两种标准曲线校正后全部元素的定量结果与理论值相对误差均在±15%之内。本研究结果表明,通过优化微区XRF测试参数,对黄铁矿简单基质样品可直接进行定量;对土壤基质复杂的样品,通过类似的基质标样建立相应标准曲线进行校准,也可获得准确度相对较好的定量结果。