Sử dụng phương pháp huỳnh quang tia X để phân tích sự phân bố của những nguyên tố trong đất theo độ sâu

 Tạp chí KHOA HỌC ĐHSP TP.HCM Số 12 năm 2007 
109 
SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP HUỲNH QUANG TIA X 
ĐỂ PHÂN TÍCH SỰ PHÂN BỐ CỦA NHỮNG NGUYÊN TỐ 
TRONG ĐẤT THEO ĐỘ SÂU 
Thái Khắc Định * 
1. Mở đầu 
Trong các nghiên cứu về thổ nhưỡng, địa chất thì việc phân tích định lượng 
nguyên tố chiếm một tỉ trọng không nhỏ. Trong đó, việc tìm hiểu sự hiện diện và 
phân bố của những nguyên tố trong đất cũng rất quan trọng vì đất là môi trường cho 
con người sinh sống, trồng trọt và chăn nuôi. Hiện nay, đã có một số nghiên cứu liên 
quan nhưng tất cả chỉ mới dừng ở tầng bề mặt (độ sâu tối đa là 70 cm) với lí do đây 
là tầng canh tác các cây lương thực thực phẩm chủ yếu. Vì vậy, đề tài có tham vọng 
nghiên cứu những tầng đất sâu hơn (có độ sâu tối đa đến 6,5m tại Trảng Bom và 
11,5m tại Hố Bò) để có một bức tranh tổng thể về sự phân bố của các nguyên tố theo 
độ sâu. Từ đó có thể đánh giá được tác động của quá trình phong hoá đến sự thành 
tạo đất, đánh giá được tác động của đất đến đời sống của con người và cung cấp 
những số liệu ban đầu hi vọng có ích phần nào cho những nghiên cứu chuyên sâu về 
thổ nhưỡng, dinh dưỡng thực vật và môi trường sinh thái. 
2. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu 
2.1 Đối tượng nghiên cứu 
Đề tài nghiên cứu hai phẫu diện đất tại Trảng Bom (Đồng Nai) và Hố Bò 
(Củ Chi), mỗi phẫu diện có năm mẫu đất với bốn cấp hạt được lấy từ những độ 
sâu khác nhau. Vì trong thành phần cơ giới của đất, cấp hạt thịt và sét là nguồn 
dinh dưỡng chủ yếu cho hệ thực vật nên cấp hạt nhỏ hơn 40µm được chọn làm 
đối tượng nghiên cứu chính của đề tài. 
Sau khi thu thập, mẫu đất được xử lí sơ bộ trước khi phân tích. Mỗi mẫu đất 
ban đầu được phân tách ra thành bốn mẫu con tương ứng với bốn cấp hạt : lớn 
hơn 1500µm, từ 150-1000µm, từ 40-150µm và nhỏ hơn 40µm. Sau khi xử lí sơ 
bộ, từ 10 mẫu ban đầu ta thu được 40 mẫu con tương ứng với 4 cấp hạt đã đề cập. 
Theo kết quả xử lí sơ bộ, càng xuống sâu thì tỉ lệ sét càng tăng lên trong khi tỉ lệ 
* TS, Khoa Vật lí, Trường ĐHSP Tp.HCM 
 Tạp chí KHOA HỌC ĐHSP TP.HCM Thái Khắc Định 
110 
sỏi cát càng giảm xuống. Đó là do những lớp đất càng sâu thì tuổi phong hoá 
càng lớn nên các thành phần sỏi cát đã được phân tách thành những hạt nhỏ hơn 
là sét. Kết quả này hoàn toàn phù hợp với lí thuyết về quá trình phong hoá [4]. 
Hình 1. Phẫu diện Trảng Bom. Hình 2. Phẫu diện Hố Bò. 
2.2 Phương pháp nghiên cứu 
Phương pháp XRF được chọn làm phương pháp nghiên cứu của đề tài do 
những ưu điểm nổi bật so với các phương pháp tương tự như phân tích kích hoạt 
neutron (NAA), quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) : Không phá mẫu, nhanh, 
hiệu quả cao, có thể phân tích chính xác đồng thời nhiều nguyên tố [1], [2], [5]. 
Hệ phân tích XRF được đề tài sử dụng để phân tích là XRF Spectro Xepos 
của Trung tâm Phân tích Thí nghiệm thuộc Sở Khoa học Công nghệ Tp.HCM. 
Hình 3 Nguyên tắc hoạt động của máy. 
 Tạp chí KHOA HỌC ĐHSP TP.HCM Số 12 năm 2007 
111 
3. Kết quả và thảo luận 
Xác định được hàm lượng của 49 nguyên tố trong mẫu gồm : Na, Mg, Al, 
Si, P, S, Cl, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Se, Br, Rb, Sr, 
Y, Zr, Nb, Mo, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Te, I, Cs, Ba, La, Ce, Hf, Ta, W, Hg, Tl, Pb, 
Bi, Th, U. 
3.1 Hệ số tương quan 
Bảng 1. Hệ số tương quan của các mẫu đất tại Trảng Bom và Hố Bò. 
Mẫu TB1 TB2 TB3 TB4 TB5 Mẫu HB1 HB2 HB3 HB4 HB5 
TB1 1 HB1 1 
TB2 0,84 1 HB2 1 1 
TB3 0,94 0,90 1 HB3 0,99 0,99 1 
TB4 0,93 0,91 1 1 HB4 0,99 0,99 0,98 1 
TB5 0,93 0,89 1 1 1 HB5 0,99 0,99 0,99 1 1 
Tại phẫu diện Trảng Bom, TB1 và TB2 có độ tương quan không chặt với 
các mẫu còn lại. Do TB1 là bazan, khác với các mẫu khác là đất xám cát và trong 
các vòng sinh hoá TB1 tác động lên TB2 làm TB2 cũng tương quan không chặt 
với những mẫu còn lại dù có cùng nguồn gốc. Ta gọi phẫu diện Trảng Bom là 
phẫu diện không thuần (xem hình 1). Tại phẫu diện Hố Bò, các mẫu tương quan 
với nhau rất chặt phản ánh một thực tế là các mẫu này có cùng nguồn gốc phù xa 
cổ, ta gọi phẫu diện Hố Bò là phẫu diện thuần (xem hình 2). 
3.2 Sự phân bố của các nguyên tố theo độ sâu 
Bảng 2. Hàm lượng oxyt các nguyên tố chính trong đất. 
 TB 1 TB 2 TB 3 TB 4 TB 5 HB 1 HB 2 HB 3 HB 4 HB 5 
SiO2 413357 765429 481929 541286 489643 573000 5691423 546429 574929 656571 
Fe2O3 152857 11967 44843 35486 38614 22157 24257 10379 77914 75443 
Al2O3 197200 75858 260667 275022 144400 184828 206078 230067 198900 219867 
TiO2 39083 16700 31067 32850 6115 11533 12842 8713 12578 13098 
 Tạp chí KHOA HỌC ĐHSP TP.HCM Thái Khắc Định 
112 
a) 
Sự phân bố của các nguyên tố chính theo độ sâu tại Trảng Bom
0
100000
200000
300000
400000
500000
600000
700000
800000
TB 1 (-2,1 m) TB 2 (-2,8 m) TB 3 (-4,7 m) TB 4 (-5.8 m) TB 5 (-6,5 m)
Mẫu
H
àm
 lư
ợ
n
g 
(p
p
m
)
Si Fe
Al Ti
b) 
Sự phân bố của các nguyên tố chính theo độ sâu tại Hố Bò
0
100000
200000
300000
400000
500000
600000
700000
800000
HB 1 (-1 m) HB 2 (-2,7 m) HB 3 (-6,5 m) HB 4 (-7,5 m) HB 5 (-11,5