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            便攜式XRF在超積累植物中的應用

            發布時間:2020-11-11瀏覽:59

                   超積累植物,即那些能夠超量積累重金屬的植物,可以從土壤中吸取一種或幾種重金屬,并將其轉移、貯存到地上部分。隨后收獲上部并集中處理,連續種植這種植物,即可使土壤中重金屬含量降低到可接受水平。

                   在全球范圍內,超積累植物的發現一直被植物物種的系統篩選所阻礙,并且高度偏向Ni超級累體。這主要是由于存在一種僅針對Ni的試紙測試(基于二甲基乙二肟),大約500種已知的超積累劑中有400種以上是針對Ni的。現在,新的技術進步允許使用無損便攜式X射線熒光光譜(XRF)對植物樣本進行大規模篩選,利用這個方法發現了許多新的超積累物種。

            1.利用Bruker便攜式x射線熒光技術進行植物標本篩選

                   為了發現超級累物種,對植物物種進行系統的篩選。使用手持式XRF儀器是一種即節省時間又經濟的方法。它具有30-60秒內對干燥樣本同時測量不同元素的能力。對于大多數過渡元素(例如,Co,Ni和Zn),新一代的XRF儀器(配備6-50 kV的Ag陽極,0-200μA),檢出限范圍為?100-300ppm。

                   近期,手持式XRF系統已經被驗證可用于植物樣品中的元素測量。使用Bruker新型科研級別設備以每天約300個標本的速度測量(換算為每月約6000個標本),這使得掃描整個系統發育譜系以及來自許多不同地方收集的同一物種的標本成為可能。此外,XRF篩選可以與植物標本室標本的數字化過程相結合,而全球許多植物標本室已經在進行這項工作。

            2. 用于標本室篩選的便攜式X射線熒光技術

                   植物標本室標本的XRF測量結果在一個標本內可能會有所不同,這取決于所測葉表面的確切區域(如葉脈或葉片),建議選取多個測量區域。在進行XRF測量時,需要考慮的問題是,一些植物標本室標本經過了HgCl2處理,以長期保護昆蟲,因此這些標本的汞含量可能非常高(> 500ppm)。此外,須考慮土壤顆粒的表面污染(Fe和Cr),因為這會增加Ni、Co、Mn的表觀濃度。為了獲得準確定量數據,XRF應該進行適當的校準(Markowicz 2008)。

                   在新喀里多尼亞,目前已知65種Ni和11種Mn超積累植物(vander Ent et al. 2015a)。Jaffre等人(1976)發現新喀里多尼亞特有樹種Pycnandra acuminata(原Sebertia)的乳膠中含有超過25%的Ni(干重)。新喀里多尼亞研究與發展研究所(IRD)的植物標本室用便攜式XRF儀器對超過7500個干燥的植物標本進行了檢測。

            圖3:新喀里多尼亞IRD植物標本室的植物標本室示例

            3.Bruker的手持熒光光譜儀TRACER 5™以及S1TITAN™均可用于定性和半定量元素檢測。通過使用標準樣品進行曲線校準后,可實現相應類型樣品中元素含量的定量分析。檢測結果能夠以光譜,單元素/多元素濃度或者用戶預先設置好閾值的通過/不通過形式給出。可選配臺式支架對容器內的樣品(如粉末、土壤和液體)以及需要較長測試時間樣品進行檢測。

             

             

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