不同鉛濃度土壤XRF光譜的頻率域去噪及規律研究

付萍杰， 楊可明， 劉浦東*

1. 山東建筑大學測繪地理信息學院， 山東 濟南 250101 2. 中國礦業大學(北京)煤炭資源與安全開采國家重點實驗室， 北京 100083

引 言

土壤是人類生產生活、 萬物依存的關鍵載體， 是參與生態系統循環的主要組成部分[1-2]， 也是一種極其重要的自然資源。 由于一些人為干擾及自然原因， 土壤中重金屬濃度將逐漸增大， 當土壤中重金屬濃度超過了當地環境背景值時， 其累積效應會影響土地承載力， 長此以往致使土壤中重金屬濃度遠遠高于原生態的濃度， 最終導致土壤重金屬污染， 引發生態環境惡化。 近年來， 全球工業的快速發展和城市化的推進引發了一系列環境問題， 其中土壤重金屬污染備受關注[3]。

鉛(Pb)是高毒性重金屬， 熒光傳感器能夠高效、 準確地檢測Pb濃度[4]， 因此引入熒光光譜對Pb重金屬濃度進行高效測量。 基于熒光強度與Pb重金屬濃度之間的線性回歸模型， 采用便攜式X射線熒光光譜儀(portable X-ray fluorescence， PXRF)進行綜合檢測是測量土壤Pb總濃度的有效技術方案[5]。 X射線熒光(X-ray fluorescence， XRF)光譜具有成本低、 分析速度快、 操作簡單、 可同時分析多類重金屬且適合大面積監測[6]等優勢， 已被廣泛應用于土壤、 紡織材料、 農作物產品、 礦產等重金屬監測和環境質量評價中[7]， 效果顯著， 相關研究研究成果取得一定進展[8]， 充分突顯了XRF光譜巨大的應用發展前景。

近幾年， 隨著PXRF光譜儀精度的不斷提高， XRF光譜分析在土壤重金屬檢測中的應用研究日漸趨廣。 彭洪柳等將高精度PXRF光譜儀所測得的土壤中Cu、 Pb濃度與傳統的儀器所測的Cu和Pb濃度做對比， 發現高精度PXRF光譜儀所測得的數據精度較高， 決定系數高達0.997 5[9]。……