Получение достоверной информации об элементном составе почв, почвообразующих пород, донных отложений является важной отправной точкой любых почвенно-химических, геохимических и экологических исследований. Знать валовое содержание химических элементов в природных объектах нужно для оценки содержания элементов питания растений, для выявления и идентификации почвообразующих процессов, для изучения химического загрязнения почв.

Почва является одним из наиболее сложных объектов для проведения количественного химического анализа. Это связано с наличием в её составе устойчивых к химическому воздействию компонентов, прежде всего – алюмосиликатов. Традиционные методы валового анализа минеральной части почв требуют больших затрат труда и времени на разложение проб, сопровождаются привносом в анализируемую пробу посторонних или потерей анализируемых веществ.

Метод рентгенфлуоресцентного анализа (РФА) позволяет с большой эффективностью проводить количественный химический анализ твёрдых проб. Исключение из анализа процедуры перевода аналитов в раствор позволяет решить перечисленные выше проблемы. Однако анализ почв методом РФА может вызывать затруднения, связанные с зависимостью результатов от матричного состава проб, с градуировкой прибора и с недостаточной чувствительностью определения ряда элементов.

Одна из разновидностей метода РФА – рентгенфлуоресцентный анализ с полным внешним отражением (РФА ПВО) позволяет снизить влияние матричного эффекта, упростить проведение градуировки и проводить анализ почв с гораздо лучшей чувствительностью. На кафедре химии почв имеется современный инновационный прибор для РФА ПВО – рентгенфлуоресцентный спектрометр S2 Picofox производства компании Bruker. Особенностью устройства данного прибора является работа с твёрдыми пробами, помещаемыми на гладкий кварцевый диск в виде стабилизированных суспензий, облучение пробы первичным рентгеновским излучением под большим углом, обеспечивающим полное его отражение от поверхности диска и, таким образом, двухкратное возбуждение атомов анализируемой пробы (см. рис.). Такая схема позволяет разместить детектор очень близко к поверхности пробы и снизить потери флуоресценции от поглощения воздухом (для работы прибора не требуется вакуумирование рабочей зоны). Так как рентгеновское излучение проходит через всю толщину пробы, зависимость результатов от её матричного состава минимальна, что позволяет проводить градуировку с помощью одноэлементного внутреннего стандарта.

На рисунке представлена принципиальная схема рентгеновского спектрометра с полным внешним отражением S2Picofox (с разрешения компании Bruker).

В итоге прибор S2 Picofox позволяет определять в анализируемых пробах химические элементы от натрия до урана включительно с чувствительностью, соответствующей содержанию большинства элементов почвах. Анализ отличается простой и быстрой пробоподготовкой и является полностью автоматизированным.

Прибор используется на спецкурсах для студентов, обучающихся по профилю «Химия почв» - Загрязнение почв тяжелыми металлами и «Экологический менеджмент и экобезопасность» -  Неорганические загрязняющие вещества в техногенных экосистемах, Химические методы оценки качества окружающей среды.

Прибор приобретен по программе развития МГУ имени Ломоносова.

Ответственный за прибор: доцент каф. химии почв Ладонин Дмитрий Вадимович, км. 298Ж, 84959392233.