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Portable XRF 與農業應用

2019-08-05

使用便攜式XRF成為農業應用管理的最佳分析解決方案

 

從農場到餐桌,安全又營養的食物是每個人首要關心的。然而近年來食物汙染、摻假事件的盛行,使得民眾對這些問題食物的公眾意識提升,政府的相關法規限制也隨之提高。

 

Bruker 便攜式 XRF 解決方案通過現有或定制的方法來進行多元素分析,在食品生產過程的任何階段,無論是分析所存在的營養元素、元素和重金屬污染物的威脅,都能提供可行的結果。Bruker 為實驗室、食品工廠或農產地的食品和農業應用提供快速、常規測試和深入研究分析等科學便攜式 XRF 解決方案。

 

下面報告中是利用便攜式 XRF 分析植物中重金屬的結果呈現

 

近來美國一些於醫療或娛樂性質的植物用量增加,加上各州與聯邦政策的彼此混淆,加速了確保安全和品質的法規制定需求。一些植物如大麻,是一種植物修復劑 ( 利用植物對環境集中元素和化合物的能力,並對土壤組織中的各種分子進行代謝來達到修復受污染土壤之目的 ),在生長過程中可以從土壤中吸收大量的重金屬,如 Pb、Cd 和 As。 而由於植物材料在加工過程中會經過濃縮,使得這些毒素的水平隨總質量的增加而增長,並且可能達到危險水平,特別是在油品和其他高濃度的最終產品中。

 

 

因此對這些用於修復土壤的植物進行重金屬監測是確保最終產品安全的重要步驟,但偵測這些元素需要大量的植物樣品製備及昂貴的設備,感應耦合電漿質譜儀 (Inductively-Coupled Plasma Mass Spectrometry,  ICP-MS) 是目前測量重金屬的標準方法,需要用酸消化樣品做前處理,ICP-MS 可以偵測到低於 1ppm 下的金屬濃度。便攜式 XRF 不僅是在實驗室中使用,更能在現場即時分析量測,偵測極限雖在 1ppm 以上,但是可作為快篩工具,減少使用 ICP-MS的高昂成本。

 

Bruker Tarcer 5 系列、S1 TITAN CTX 便為此發展出植物檢量線,針對已經粉碎和乾燥的樣品,可直接進行分析而無須再製備,樣品裝入樣品杯中即可進行測量,量測時間約為 60-120 秒。

 

下圖顯示了使用 TRACER 5i 中的校準及其近似檢測限(LOD)測量的元素。S1 TITANCTX LOD 值相似。

 

 

在確定 LOD 時不考慮元素重疊和矩陣效應,幸運的是,在植物中纖維素基質是無干擾的,並且干擾元素的濃度非常低,以至於 LOD 是比其他應用更可靠的可測量水平預估。

 

BrukerPueblo 科羅拉多州立大學(CSUP)合作,開發可用於測試和校準的植物檢量線,PbAs 的相關性如下圖所示。這些元素在 ICP-MSXRF 值之間顯示出良好的一致性。

 

 

 

下圖顯示了標準化計算和校正結果,它們與ICP-MS結果非常吻合,因此對於 Hg 也看到了良好的定性一致性,偏差可以通過標準化來修正。

 

 

其他農業應用

協助維持土壤、作物和食物健康的持續性

食品控制管理與檢查

快速且非破壞性的對農地進行識別及優化種植

檢查肥料使用治療成效

篩選水、土壤和植物中有毒金屬

進料、半成品和成品之QC / QA 控管

ISO 13196:2013 土壤質量:EDXRF 使用手持式或便攜式儀器篩選所選元素的土壤

美國 EPA 方法6200:現場便攜式XRF,用於測定土壤和沈積物中的元素濃度

ISO 18227:2014 土壤質量使用基質匹配標准通過 XRF 測定元素組成

 

 

進一步瞭解 Bruker Tracer

進一步瞭解 Bruker S1 Titan

進一步瞭解 Bruker CTX