Maanäytteen kosteuden vaikutus XRF-kenttälaitteen tuloksiin

Abstract

Tämä opinnäytetyö käsittelee kosteuden vaikutusta XRF-kenttälaitteella maanäytteistä mitattuihin tuloksiin. Maanäytteet kerättiin Hollolassa Hälvälän ampumaradalta, jossa suoritettiin myös kenttämittaukset. Laboratoriokokeet tehtiin Lahden ammattikorkeakoulun Tekniikan laitoksen kemian laboratoriossa.;Maanäytteen kosteuden vaikutusta XRF-kenttälaitteen tuloksiin tutkittiin kenttä- ja laboratoriomittausten avulla. Laboratoriossa tehtiin testisarjat kuivatulla kukkamullalla kolmella eri lyijy- ja sinkkipitoisuudella ja 11 eri kosteusprosentilla. Maanäytteistä saatuja mittaustuloksia kentältä ja laboratoriosta ennen ja jälkeen kuivaamisen ja silmämääräisen homogenoinnin jälkeen verrattiin testisarjojen perusteella saatuihin tuloksiin.;Tutkimuksen perusteella kosteudella ja homogenoinnilla on merkitystä XRF-kenttälaitteen tuloksiin. Maanäytteiden analysoinnin mukaan näytteen lyijypitoisuus vaihteli huomattavasti tutkimuksen eri vaiheissa. Yleinen oletus oli, että kosteasta maasta saataisi pienempi pitoisuus kuin kuivatusta, mutta kuivaamisen jälkeen lyijypitoisuus laski riippumatta näytteen alkuperäisestä kosteudesta. Myös silmämääräisen homogenoinnin jälkeen pitoisuustaso oli useimmiten pienempi kuin ennen kuivaamista. In-situ lyijypitoisuudet olivat pienempiä mitä laboratoriossa saatiin näytepussissa olevasta maasta. Maanäytteiden sinkkipitoisuuksissa ei ollut yhtä suuria eroja kuin lyijyllä. Kuivatussa näytteessä sinkkipitoisuus oli suurempi kuin in-situ-mittauksessa tai laboratoriossa. Kaikkein kosteimmista maanäytteistä saatiin kuivaamisen jälkeen selkeästi korkeampia pitoisuuksia kuin aiemmissa vaiheissa. Silmämääräisen homogenoinnin vaikutus vaihteli näytteiden välillä. Testisarjojen osalta lyijypitoisuuksien mittaaminen ei onnistunut. Sinkkianalyysien perusteella voidaan todeta yli 40 % maan kosteuden laskevan sinkkipitoisuutta jopa 40 %. Muutoin XRF antaa usein sinkille alle 20 % todellista korkeamman pitoisuuden.

The objective of this study was to examine the effect of soil moisture content on the results measured by a portable XRF. The soil samples were collected and field analyses performed in the Hälvälä shooting range area of Hollola. The laboratory tests were carried out at the Lahti University of Applied Sciences, in the Faculty of Technology.;The effects of the soil moisture content of the soil samples on the results of the portable XRF were examined using field and laboratory measurements. In the laboratory a test series was prepared featuring dried potting soil with three different lead and zinc concentrations and 11 different moisture contents. The portable XRF was used to take soil sample measurements in situ, before and after drying, and after homogenization by eye. The measurements of the soil samples were compared with the measurements of the test series.;According to the research, moisture content and homogenization affect the results of a portable XRF. The analyses of the soil samples showed that the lead concentrations fluctuated considerably in the different phases of the research. The hypothesis was that damp soil would have a lower concentration than dried soil but drying decreased the lead concentration regardless of the original moisture content in the sample. Also after homogenizing the lead concentration was often lower than before drying. In-situ, the lead concentrations were lower than those measured from the sample in the laboratory. The zinc concentrations in the soil samples did not differ as much as with lead. In the dried soil sample the zinc concentration was higher than in situ and before drying. The soil samples with the highest moisture contents gave considerably higher zinc concentrations after drying than during the previous stages. The effects of homogenization by eye on the zinc concentration varied between the samples. In the test series the measurement of lead concentrations failed. According to the zinc analyses a moisture content over 40 % decreases the zinc concentration by up to 40 %. XRF results for zinc are normally almost 20 % higher than what the real concentration is.