1.土壤主要/微量營養(yǎng)元素和有害元素檢測
土壤的主要營養(yǎng)元素n、p、k、si、ca、mg、s和微量元素fe、cu、mn、zn、b、mo、ni等,對植物生長和生理活動至關(guān)重要。當代的人為污染元素比如cu、pb、cd、cr等以不同的形式進入土壤、水及生態(tài)系統(tǒng),從而由植物進入食物鏈,并在人體富集、威脅人類健康。因此,對于土壤大量元素、微量元素、有害重金屬元素的檢測對于地球科學、生態(tài)環(huán)境、農(nóng)業(yè)、公共健康都至關(guān)重要。
但是土壤的構(gòu)成、理化性質(zhì)極其復雜,分布差異和動態(tài)變化大,因此對于土壤元素情況的評估通常需要大量測量數(shù)據(jù),因此傳統(tǒng)方法的繁瑣耗時是亟待解決的問題。libs元素測量技術(shù)由于無須樣品預處理、一次測量即可得到元素周期表中的所有信息,所以非常簡單快速,對于上述元素的測量可重復性高,檢測極限低,是傳統(tǒng)方法的優(yōu)佳替代技術(shù),并且可對動植物的元素富集進行跟蹤快速測量,被稱為土壤元素測量的“未來之星”。
冶金廠附近cu,、cr/si、pb分布鳥瞰圖,數(shù)據(jù)由libs技術(shù)測得(gu et al., 2018)
2020年7月1日,libs標準(gb/t-38257-2019)正式實施。7月23日12時41分,我國的天問一號火星探測器成功進入預定軌道,開啟了中國火星探測之旅,邁出我國行星探測的初一步。其中將完成火星土壤元素測量的任務(wù)的,便是火星車所搭載的libs元素測量系統(tǒng)。
2.土壤c的測量
土壤c是土壤有機質(zhì)的基礎(chǔ)元素,在很大程度上決定了土壤的理化特性,與土壤蓄水能力、肥力直接相關(guān);并且土壤c是影響大氣中co2濃度、生態(tài)環(huán)境中c循環(huán)的直接因素。但是土壤c的動態(tài)變化的不確定性和分布的異質(zhì)性,以及缺少有效的評估手段(測量土壤c總量的傳統(tǒng)方法比如干燒法,樣品制備繁復,測量非常耗時)等因素,使其評估一直是個難題。所以人們一直在尋找更快速、更具成本效益、更準確和靈敏的土壤c總量測量方法。
libs技術(shù)無須樣品制備、幾秒即可測得結(jié)果,能夠輕松獲得成千上萬個數(shù)據(jù),是土壤c異質(zhì)分布測量的強有力的工具;能夠減少無數(shù)不確定因素,從而對c庫及其變化進行更可靠的量化評估。
2.1引自:michael h. ebinger,et al, extending the applicability of laser-induced breakdown spectroscopy for total soil carbon measurement. [j] soil science society of america. 67:1616–1619 (2003).
libs技術(shù)對于土壤c總量測量有個問題:248nm處的c譜線受到fe譜線的干擾。為克服這個問題,(ebingeret al., 2003)等人使用193nm處的c譜線,信號靈敏、fe元素譜線干擾、并具有優(yōu)佳的可重復性。因此認為 libs技術(shù)是非常有力的土壤c總量測量方法。
【lightigo的dragonfly libs系統(tǒng)具有土壤總c測量所須的真空反應(yīng)室和紫外測量模塊。請聯(lián)系北京易科泰生態(tài)技術(shù)有限公司,討論您的系統(tǒng)方案?!?br>2.2引自:madhavi z. martin et al., laser-induced breakdown spectroscopy for the environmental determination of total carbon and nitrogen in soils. [j] applied optics. vol. 42, no- 12 /20 april 2003
(martinet al., 2003)(美國橡樹嶺實驗室)的研究中,使用高分辨率光譜儀和可準確觸發(fā)的iccd有效區(qū)分248 nm 處的fe譜線和c譜線,并使用快速、多次測量的方法提升結(jié)果的穩(wěn)定性。
【lightigo的firefly libs系統(tǒng)和dragonfly libs系統(tǒng)都可配置高分辨率光譜儀、iccd檢測器,具備準確時序控制功能,并具有快速測量、數(shù)據(jù)自動處理功能。請聯(lián)系北京易科泰生態(tài)技術(shù)有限公司討論您的系統(tǒng)方案?!?br>用酸沖洗土壤去除無機c,libs測量的則為有機c。非酸沖洗的土壤,測量結(jié)果為總c。
測量數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)的干燒法比較,結(jié)果相近。
3.土壤n和p的測量(來源同上)
(martin et al., 2003,美國橡樹嶺實驗室)應(yīng)用libs技術(shù)在定量測量土壤c的同時,得到土壤總n(幾乎全部是有機n)的定量測量結(jié)果。由于n2占空氣的78%,實驗必須小心保證測量數(shù)據(jù)的譜線中土壤n譜線與空氣中的n無關(guān)。因此使用266nm波長、能量為23mj的激光脈沖聚焦在土壤樣品表面進行燒蝕,使等離子體幾乎不存在于空氣中。
martin認為,libs方法操作更簡單、分析速度更快、無須預處理,是土壤c和n測量技術(shù)的優(yōu)佳選項。中科院智能機械研究所的(lu et al., 2013)應(yīng)用libs技術(shù)測量土壤總氮的相關(guān)系數(shù)達0.981, 總磷含量的相關(guān)系數(shù)達0.868,因此稱libs技術(shù)是土壤c、n、p分析的“希望之星”。
【lightigo的 firefly libs系統(tǒng)和dragonfly libs系統(tǒng)的二極管激光器都具1064nm、532nm、266nm波長中任2種可選,并且可通過軟件在兩種波長之間自動切換,無須手動調(diào)試。dragonfly另可提供真空反應(yīng)室(1-1300 mbar),在n元素測量時隔絕空氣干擾?!?br>北京易科泰生態(tài)技術(shù)有限公司致力于“生態(tài)、農(nóng)業(yè)、健康”科學研究與監(jiān)測/檢測技術(shù)方案推廣、研發(fā)與應(yīng)用服務(wù)。與歐洲工程技術(shù)中心(ceitec)及l(fā)ightigo公司合作,提供包括firefly、dragonfly等libs元素分析全面技術(shù)方案;并與歐洲specim合作,提供高光譜成像分析技術(shù)方案。易科泰ecolab生態(tài)實驗室(北京)、西安光譜成像與無人機遙感研究中心擁有高光譜成像、多光譜熒光成像等光譜成像實驗研究設(shè)備,可提供研究實驗合作和技術(shù)服務(wù)。