Analysis of Hazardous Elements in Polluted Soil: Soil Contamination Countermeasures Act, JIS K 0470

Význam tématu

Analýza kontaminace půdy nebezpečnými těžkými kovy patří mezi klíčové úkoly environmentální chemie. Sleduje se zamezení šíření znečištění, ochrana zdraví obyvatelstva, zabezpečení kvality zemědělských produktů a plnění legislativních limitů podle Soil Contamination Countermeasures Act (2002) a normy JIS K 0470.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo ověřit schopnosti nového EDXRF spektrometru ALTRACE od Shimadzu pro kvantitativní stanovení šestice prvků (Cd, Pb, Hg, As, Se, Cr) v půdních vzorcích s jednoduchou přípravou a splnit požadavky zákona i JIS normy.

Použitá metodika a instrumentace

• Metoda: Energie-dispersní rentgenová fluorescenční spektrometrie (EDXRF), kalibrační křivky s využitím standardních látek podle JIS.
• Instrumentace: ALTRACE s polovodičovým detektorem SDD, Rh rentgenkou, automatickým nastavením proudu (Auto μA) a použitím filtrů (#1 pro Cd, #4 pro Hg, #5 pro Pb/As/Se, #6 pro Cr).
• Podmínky: Napětí 30 kV pro Cr, 50 kV pro Pb, Hg, As, Se, 65 kV pro Cd; měření v atmosféře vzduchu, doba akumulace 300 s × 4 kanály, korekce sum-peaků, limit mrtvého času do 40 %.
• Příprava vzorku: Komprese půdního vzorku do kelímku s fólií z polypropylenu (5 μm).

Hlavní výsledky a diskuse

• Kalibrační křivky pro Cd, Pb, Hg, As, Se a Cr vykazují lineární závislost a korekci překryvů metodou lj.
• Detekční limity (LOD) se pohybují od 0,2 mg/kg pro Cd do 1,2 mg/kg pro Cr, kvantitační limity (LOQ) od 0,6 do 4,0 mg/kg, což výrazně podstatně lepší než požadavek JIS (LOQ 30 mg/kg pro As a Pb).
• Opakovatelnost (n = 10) na CRM JSAC 0462 ukázala koeficienty variace ≤1 % u většiny prvků (u Hg 5 %), což potvrzuje vysokou přesnost a stabilitu měření.
• Zařízení umožňuje nepřetržitou analýzu až 48 vzorků, splňuje legislativní limity Soil Contamination Countermeasures Act a technické požadavky JIS K 0470.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá screeningová analýza nebezpečných těžkých kovů v půdě s minimální přípravou.
• Vysoká citlivost a specifita pro stopové hladiny, splnění regulačních požadavků.
• Vhodné pro rutinní provoz v environmentálních laboratořích, průmyslové kontrole a zemědělském sektoru.
• Kapacita více vzorků podporuje vysokou průchodnost a optimalizuje provozní náklady.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Automatizace přípravy a analýzy vzorků, integrace s robotickými systémy.
• Propojení výsledků s geoinformačními systémy (GIS) pro mapování kontaminace v reálném čase.
• Vývoj pokročilých algoritmů na bázi umělé inteligence pro dekonvoluci složitých spekter.
• Miniaturizace přístrojů a rozšíření aplikací pro terénní měření.

Závěr

Nový EDXRF spektrometr ALTRACE prokázal výbornou citlivost, přesnost i opakovatelnost při stanovení Cd, Pb, Hg, As, Se a Cr v půdách. Splňuje požadavky legislativy i norem a je vhodný pro rutinní a hromadné analýzy v environmentálním a průmyslovém kontextu.

Reference

1. JIS K 0470:2008 – Determination of arsenic and lead in clay and sand using energy-dispersive X-ray fluorescence spectrometry.
2. Soil Contamination Countermeasures Act (Law No. 53, 2002).