Foco: CenárioO analisador manual por XRF é uma ferramenta bem conhecida e valiosa para a análise reguladora de metais pesados e principais poluentes em solos residenciais. Esse método não destrutivo, com rápido tempo de análise e recursos de medição de alta qualidade, é ideal para avaliações em campo, particularmente de grandes áreas. Na verdade, o método EPA 6200 incentiva o rastreamento com XRF manual para amostragem de grandes volumes e alta densidade para caracterização correta de um local1. O XRF manual também é usado para várias análises agrícolas. |  |
Desafio
A segurança para alimentos é cada vez mais importante à medida que a população humana aumenta. Com o crescimento da demanda por fontes alimentares, a agricultura de precisão e a agricultura periurbana estão se tornando mais comuns. No entanto, a agricultura em áreas próximas de instalações industriais e regiões urbanas levantam dúvidas quanto à segurança das culturas de alimentos cultivadas em solo ou irrigadas com água poluída.
Níveis elevados de As, Hg, Cu, Cr, Zn e Pb são encontrados frequentemente nas imediações de indústrias de metalurgia, galvanoplastia e siderurgia, além de refinarias petroquímicas, fundições, fábricas de munições e instalações de construção naval.
O XRF manual mede a quantidade de metais poluentes em solos de fonte alimentar
“...A utilização da espectrometria (XRF portátil) possibilita a análise de solo de alta intensidade em campo com os resultados obtidos e espacialmente formados no local. Os dados rápidos e de alta qualidade deste ensaio não destrutivo e portátil o tornam ideal para avaliação de solos e agrociências. ...” Dr. David Weindorf, LSU Ag Center
Esses elementos podem infiltrar-se no solo, na vegetação e em águas subterrâneas de hortas periurbanas. Além do mais, estradas bastante movimentadas normalmente apresentam níveis elevados de Pb, Mn e Zn, que também penetram no solos dessas hortas.
Por outro lado, a expansão urbana sobre antigas áreas rurais, que foram frequentemente cultivadas com pesticidas não regulamentados em plantações e na criação de gado, como As e Pb, contamina as novas hortas comunitárias com os poluentes remanescentes.
As concentrações e a circulação desses poluentes podem ser produzidos pelo material de base do solo e a fauna nativa, bem como pelas modificações causadas pelas mudanças climáticas, desenvolvimentos naturais e atividade humana. Entre as modificações estão a variação no carbono orgânico dissolvido, a acidez do solo e das águas subterrâneas, assim como em nutrientes e fertilizantes.
Solução
Muitos pesquisadores, como a equipe de pesquisa do LSU Ag Center, comprovaram que o XRF portátil é uma ferramenta fundamental para a avaliação da qualidade da agricultura periurbana. A conectividade em tempo real com os dados de GIS/GPS e os dados de XRF, e a correlação com os métodos de extração seletiva de ICP, aprimora o gerenciamento da agricultura. Isso inclui a irrigação, assim como a utilização de pesticidas e nutrientes no solo, para plantações saudáveis e rentáveis.
Especificações de XRF
O analisador manual por XRF com tubo de raios X de 4 watts e detector de desvio de silício (SDD) é ideal para análises que precisam detectar e quantificar metais poluentes (pesados) e nutrientes (elementos leves). Esta ferramenta, quando configurada nos modos de solo com 3 feixes (3-power/filter) e mineração com 2 feixes, tira o máximo proveito dos algoritmos analíticos pré-calibrados de normalização Compton e dos parâmetros fundamentais. A energia é fornecida por meio de baterias de íons de lítio, o controle do aparelho e o armazenamento de dados é feito em um minicomputador onboard.
Quando integrado com o sistema GIS/GPS, o Xplorer realiza mapeamento instantâneo de metais, é ideal para agricultura de precisão.
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| Elementos de interesse |
DELTA Premium
Modo solo com 3 feixes Tubo de Ta/Au, SDD |
| P | 500 - 700 |
| S | 100 - 250 |
| Cl | 60 - 100 |
| K | 30 - 50 |
| Ca | 20 - 30 |
| Ti | 7 - 15 |
| Cr | 5 - 10 |
| V | 7 - 15 |
| Mn | 3 - 5 |
| Fe | 5 |
| Co | 10 - 20 |
| Ni | 10 - 20 |
| Cu | 5 - 7 |
| Zn | 3 - 5 |
| Ga | 3 - 5 |
| As | 1 - 3 |
| Se | 1 - 3 |
| Br | 1 - 3 |
| Rb | 1 |
| Sr | 1 |
| Zr | 1 |
| Mo | 1 |
| Ag | 6 - 8 |
| Cd | 6 - 8 |
| Sn | 11 - 15 |
| Sb | 12 - 15 |
| Ba | 10 - 20 |
| Hg | 2 - 4 |
| Tl | 2 - 4 |
| Pb | 2 - 4 |
| Os LODs relatados em ppm são ótimos. As edições foram feitas no ar com duração de 120 segundos por feixe. O padrão utilizado foi uma matriz homogênea e pura de SiO2, sem interferência de elementos. | |
Software para computador DELTA Premium: uma amostra de referência enriquecida com aproximadamente 500 ppm de Pb foi utilizada para essas repetições. O tempo de medição foi de 60 segundos para cada leitura. Erro mostrado de +/- 2-sigma, 95% de confiança. |  |
 | Software para computador DELTA Premium: resultados de análise (ppm) para padrão NIST mostrados à direita. O tempo de medição foi de 60 segundos para cada padrão. Erro mostrado de +/- 2-sigma, 95% de confiança. |
Coleta de dados, fazenda periurbana, Nanjing, China
Referências:
1: USEPA Method 6200: Field Portable X-ray Fluorescence Spectrometry for the Determination of Elemental Concentrations in Soil and Sediment. Para informações detalhadas, veja: http://www.epa.gov/wastes/hazard/testmethods/sw846/pdfs/6200.pdf
2: Innov-X Academic Grant Awarded for a second time to Principal Investigator, Dr. David Weindorf. Ele e seus colegas são pesquisadores do LAS Ag Center em Baton Rouge, Los Angeles, EUA, e da Academia Chinesa de Ciências em Nanjing, China. Para obter mais informações sobre a pesquisa periurbana com o analisador manual por XTG Omega Xpress, consulte as publicações do Dr. Weindorf, LSU: http://www.lsuagcenter.com/en/communications/authors/DWeindorf.htm
