XRF在农学中的应用——植物组织和肥料分析

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分享： 2020/03/20 14:17:03

导读：对于分析植物组织的元素组成，一般都会使用ICP-OES或ICP-MS进行检测，而便携式能量色散XRF（EDXRF）也是非常合适的工具。

对于分析植物组织的元素组成，一般都会使用ICP-OES或ICP-MS进行检测，它们的优势很明显：前处理实现了标准化，仪器也提供了所需的灵敏度和准确度，且测量的过程也可以实现快速和自动化，分析肥料样品时也是如此。

但在很多场景下，没有条件进行ICP的检测，且ICP的另一个缺点便是化学废物，消化样品需要大量的酸，污染环境且花费大量时间。因此，对于植物组织的现场快速检测，便携式能量色散XRF（EDXRF）是非常合适的工具。

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过去，EDXRF受精度限制，对某些关键的痕量元素的检出限不够低，无法满足很多需求高精度和低检出限的实验室研究。如今，基于数字信号处理和先进的检测器技术，EDXRF仪器对于植物组织中的某些关键微量元素，已经可以实现非常低的检出限，样品制备也非常简便，仪器操作简单，更加适合现场快速对植物组织和肥料的分析。（点击进入EDXRF专场，查看更多仪器）

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在植物组织和肥料的各项成分中，微量元素和重金属的含量非常重要。农作物想要实现高产，必须保证充足的营养成分（如磷、钾等）以及必须的微量元素（如铜、锌等）。同时，也要将可能有害的重金属（如铅、镉、镍、砷等）的含量维持在较低的水平，以避免其在土壤中累积并进入食物链中。

2018年12月，欧盟决定对某些肥料引入有毒污染物限值进行限定，其中镉含量限值为60mg/kg，且为了限制植物对铀的吸收，德国环境署建议磷酸盐最高浓度为50mg/kg。XRF可以直接测定肥料中钾和磷的浓度，且它还适合作为检测微量元素含量的快速筛选工具。

表1 植物组织XRF推荐测试条件

表2 肥料XRF推测测量条件

获取此方法准确度检测等详细信息请点击此处

由于样品制备（特别是在分析粉末样品时）仅需少量工作，因此在没有配备ICP-OES或ICP-MS等其它基础设施的较小实验室中，可以使用EDXRF进行分析。

EDXRF对植物组织和肥料中主要元素和次要元素的含量可以精确地完成确定，对于需要检测大量样品的实验室，ICP检测可以更加自动化，较为有优势。因此，EDXRF非常适合样品通量低及中等的实验室。

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与此同时，EDXRF对一些关键痕量元素的检出限足以进行快速筛选分析，但其并非可以应对每种元素。从德国联邦风险评估研究所的建议来看，铀的最大容许限量为每千克磷酸盐50毫克，肥料中的铀含量为2.5至5毫克/千克，达到2.5mg/kg。这意味着样品将达到<1mg/kg的检出限，这对XRF来说是一个挑战。