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PGNAA-XRF联合检测水溶液中重金属的研究
  • ISSN号:1000-0593
  • 期刊名称:《光谱学与光谱分析》
  • 时间:0
  • 分类:X832[环境科学与工程—环境工程]
  • 作者机构:[1]南京航空航天大学材料科学与技术学院
  • 相关基金:国家重大科学仪器设备开发专项(2013YQ040861);国家自然科学基金项目(11375087)资助
中文摘要:

重金属污染越来越受到人们的关注,迫切需要开发具有高精度的原位检测技术。瞬发伽玛中子活化分析(PGNAA)技术具有原位、无损、快速等优点而被广泛应用于重金属测量,但由于目前原位检测装置中使用的中子源通量相对较低,因此对一些重金属元素分析精度相对不高。为提高测量精度,直接利用PGNAA技术中的瞬发特征γ射线充当传统X荧光光谱分析的激发源,来激发重金属元素的特征X射线荧光(XRF)信息,提出了一种PGNAA-XRF联合检测水溶液中重金属元素的方法,并设计了一套由BGO和带铍窗的NaI组成的双探测器联合检测装置,分别用来探测PGNAA中瞬发特征γ射线和特征X荧光信息。通过MCNP分别模拟研究了Cr,Cd,Hg和Pb的浓度(ci)对瞬发特征γ射线强度(Iγ)和特征X荧光强度(IX)的影响,模拟结果表明该装置中Cr,Cd,Hg和Pb元素的Iγ和IX均与ci成良好的线性关系,并建立了联合检测方法的经验公式。比较重金属元素特征X射线荧光发现,该联合方法对Hg和Pb等高原子序数重金属的检测较灵敏,最后计算得到该装置对Hg和Pb等重金属元素的检测限分别为17.4和24.2mg·kg-1。

英文摘要:

In the present paper ,a new combined detection method was proposed using prompt gamma neutron activation analysis (PGNAA) and characteristic X-ray fluorescence to improve the heavy metals measurement accuracy for in-situ environmental wa-ter rejects analysis by PGNAA technology .Especially ,the characteristic X-ray fluorescence (XRF) of heavy metals is induced by prompt gamma-ray directly instead of the traditional excitation sources .Thus ,a combined measurement facility with an 241 Am-Be neutron source ,a BGO detector and a NaI-Be detector was developed to analyze the pollutants in water .The two detectors were respectively used to record prompt gamma-ray and characteristic X-ray fluorescence of heavy metals .The prompt gamma-ray intensity (Iγ) and characteristic X-ray fluorescence intensity (IX ) was determined by MCNP calculations for different concen-tration (ci ) of chromium (Cr) ,cadmium (Cd) ,mercury (Hg) and lead (Pb) ,respectively .The simulation results showed that there was a good linear relationship between Iγ ,IX and (ci) ,respectively .The empirical formula of combined detection method was given based on the above calculations .It was found that the combined detection method was more sensitive for high atomic number heavy metals like Hg and Pb measurement than low atomic number like Cr and Cd by comparing and analyzing Iγ and IX . The limits of detection for Hg and Pb by the combined measurement instrument were 17.4 and 24.2 mg · kg -1 ,respectively .

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期刊信息
  • 《光谱学与光谱分析》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国光学学会
  • 主编:高松
  • 地址:北京海淀区魏公村学院南路76号
  • 邮编:100081
  • 邮箱:chngpxygpfx@vip.sina.com
  • 电话:010-62181070
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-0593
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2200/O4
  • 邮发代号:82-68
  • 获奖情况:
  • 1992年北京出版局编辑质量奖,1996年中国科协优秀科技期刊奖,1997-2000获中国科协择优支持基础性高科技学术期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国生物医学检索系统,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:40642