EinführungDa die Weltbevölkerung zunimmt, sind der Mangel an Nahrungsmitteln und der Mangel an bewohnbaren Räumen zwei Hauptprobleme. Die Untersuchung des Bodens kann Informationen zur Lösung beider Probleme liefern. Wir kennen die Fähigkeit des Bodens, das Getreidevachstum aufrechtzuerhalten, durch die Messung des Nährstoffgehalts im Boden und durch die Messung des Schadstoffgehalts, ob dieses Land bewohnbar ist. Bei Landrückgewinnung und Umwelttechnik ist die Bodenverschmutzung durch Kohlenwasserstoffverbindungen ein ernstes Problem. Fluchtgasanalyse, genauer gesagtTGA-IREs kann verwendet werden, um den Grad der Verschmutzung durch Kohlenwasserstoffverbindungen im Boden zu analysieren, und die Messgrenze für extrahierte Substanzen im Infrarot kann erreicht werdenppmEbene.Bei der Bestimmung der Nährstoffbestandteile ist das diffuse Reflexionsspektrum im nahen Infrarot und mittleren Infrarot sehr interessiert, da diese Methode im Vergleich zu herkömmlichen Bodenanalysemethoden vorteilhafter ist. Sie sparen nicht nur Kosten und Zeit, sondern können auch eine Einrichtung für die erhebliche Datenerfassung bei der Bodenmessung durchführen. Die Möglichkeit, die physikalischen, chemischen und biologischen Eigenschaften des Bodens aus einem einzigen Spektrogramm zu erfassen, erhöht die Attraktivität der Technologie.

2 Verschmutzung durch Kohlenwasserstoffverbindungen:TGA-IR Infrarot SpektrumEs gibt viele Fälle von Verunreinigungen durch Kohlenwasserstoffverbindungen. Treibstoffleckagen in Kraftstoffspeicherbehältern oder Transportleitungen sind häufige Beispiele und Regenwasserabflusse in Fahrzeugspülbereichen sind nur zwei. Daher ist die Überwachung der Bodenverschmutzung bei der Umweltüberwachung oder der Landrückgewinnung sehr wichtig. Heiß-Infrarot (TG-IRDie gemeinsame Verwendung ermöglicht die Qualifizierung und Quantifizierung von Schadstoffen ohne die Vorbereitung der Probe. Die Konzentration der gewonnenen Bodenproben beträgt etwa10％m/mDieselbrennstoff. geben17 mgBodenproben eingebracht werden.PerkinElmer TGA 4000Im Tiegel, mit10 cmLange GaskammerDer TL8000ÜbertragungsleitungTGAundPerkinElmerInfrarot-Spektrometer-Verbindungen (Abbildung)2).

Diagramm3aDie Gewichtslosigkeitskurve der Bodenprobe zeigt drei offensichtlich überlappende Gewichtslosigkeitsintervalle. in700C, etwa65% der Rückstände, die in dieser Phase verloren werden, kann als hauptsächlich organisches Material betrachtet werden. Diagramm3bDas Ergebnis eines Infrarottests zeigt, dass Wasserdampf zunimmt, wenn die Temperatur deutlich höher als die Umgebungstemperatur ist, was darauf hindeutet, dass der Boden nicht vollständig getrocknet ist, was dem Massenverlust der Phase entspricht.Gram-SchmidtDer yi-Spitze im Thermospektrum liegt etwa230Dies entspricht der Gewichtslosigkeit der zweiten Phase. Die spektrale Analyse ergab, dass es sich um Wasserdampf, fetthaltige Kohlenwasserstoffe und1745cm-1Eine Mischung aus Estern. Dies deutet darauf hin, dass dieser Schadstoff ein Dieselbrennstoff mit einem Teil Biodiesel (Fettsäuremethylester) ist. Die thermischen Analysedaten zeigen erneut, dass in diesem Temperaturbereich10% Massenverlust, der mit der bekannten Dieselkonzentration übereinstimmt.

3 Kohlenwasserstoffverbindungen: mittlerer InfrarotWenn die Verschmutzungskonzentration niedrig ist, muss die Probe vorbereitet werden. Nach Lösungsmittelextraktion kann mittlerer Infrarot nachgewiesen werdenppm（10-6Menge von Schadstoffen. Es gibt drei verschiedene Infrarot-Spektrometode zur Messung von Kohlenwasserstoffverbindungen in der Umgebung (diese Methoden werden auch häufig verwendet, um die Ölmenge im Wasser zu messen).

1Verwendung von vollständig halogenierten Lösungsmitteln (wegenC-HExtrahieren Sie nicht-polare Substanzen im Stretchmodus ohne Absorption und messen Sie das Spektrum der Probe mit einer relativ langen Transmissionsstrecke. Diese Methode nutzt einen längeren Übertragungsbereich und eine robusteC-HSchlüssel, somit eine hohe Empfindlichkeit, aber die benötigten Lösungsmittel sind teurer.

2Verwenden Sie flüchtige Kohlenwasserstofflösungsmittel wie Pentan oder Hexan zur Extraktion. Stellen Sie den Extrakt der bekannten Kapazität in der Absenkung Vollreflexion (ATRAuf dem Kristall wird eine Spektrumsmessung durchgeführt. Die Methode hat eine geringe Empfindlichkeit, aber das verwendete Lösungsmittel ist leicht erhältlich.

3(2) Mit Cyclohexan als Extraktionsmittel, die Infrarotdurchlässigkeit bestimmt wird. Diese Methode erfordert eine kürzere Lichtstrecke, die quantitative Bindung ist schwächer, so dass ihre Empfindlichkeit niedriger ist als die vorherigen Methoden, und der Vorteil ist, dass das verwendete Lösungsmittel leicht verfügbar ist und die Probenahme bequem ist. Diese Extraktionsmethoden sind effektiv für trockenen, leicht trennbaren Boden, aber es ist nicht einfach, wenn der Boden feucht ist und sich zusammensetzt. In diesem Fall kann ein besseres Ergebnis erzielt werden, wenn der Boden zunächst zerkleinert, gleichmäßig auf die Palette aufgetragen und dann über Nacht getrocknet wird.

4Nährwertung des Bodens: Mittelwert/Nahe InfrarotAnalyse der Nährstoffe des Bodens mit Infrarot-Spektrum-Techniken als mit herkömmlichenICP-MSoderXRFTechnische Analyse hat viele Vorteile. Zunächst einmal sind die Systemkosten deutlich niedriger als bei herkömmlichen Methoden, unabhängig davon, ob es sich um den ersten Kaufpreis oder die anschließende Wartung handelt. Zweitens ist die Prüfung schnell und kann vor Ort getestet und vor Ort beantwortet werden. Nachteile: Die Messungen sind nicht direkt, daher müssen die chemischen statistischen Modelle mit einer breiten, erheblichen Menge an gesammelten Spektraldaten verknüpft werden, damit die Ergebnisse sinnvoll sind. Sowohl mittleres Infrarot als auch nahes Infrarot diffuse Reflexionsspektrospektrumtechniken werden in der Bodenanalyse verwendet. Das mittlere Infrarot kann reichhaltigere Informationen über die Eigenschaften des Bodens liefern, da die grundlegenden Vibrationen der detektierten Mineralien und organischen Stoffe mit den Eigenschaften des Bodens (wie der Fähigkeit, das Wachstum der Pflanzen aufrechtzuerhalten) verbunden sind. Der nahe Infrarot ist ein einfacher Panfrequenzspitz von Substanz im Boden, der sich leicht überlappen und breitere Absorptionsspitzen kennzeichnet.

Mittel-Infrarot wurde in Afrika südlich der Sahara verwendet, um die Fähigkeit des Bodens zu analysieren, das Pflanzenwachstum aufrechtzuerhalten. Diagramm5Vor Ort verwendetPerkinElmer Spektrum ZweiBeispiele der Spektrometeranalyse.

5 SchlussfolgerungenDie Bodenmessung ist entscheidend für die anhaltende Bevölkerungswachstum der Welt. Während einige laborbasierte Techniken für diese Messungen verfügbar sind, hat die Tatsache gezeigt, dass mittlerer Infrarot eine Analyse des Bodenverschmutzungsgrades und des Nährstoffniveaus schnell und kostengünstig durchführen kann.