TECHNIEKSHEET

Onderzoekstechniek: XRF

Versie: 2-10-2020

[Naar zoekapplicatie]

Samenvattende omschrijving techniek (gebaseerd op praktijkervaring van onafhankelijk techniekexpert)

Met de XRF kan in het veld het gehalte aan meerdere (zware) metalen in grond worden bepaald. Het apparaat - dat in een hand gedragen kan worden – moet hiertoe een korte tijd tegen een te meten monster worden gehouden. In deze periode wordt de meting uitgevoerd. De XRF maakt gebruik van röntgenstraling.

Algemene informatie (gebaseerd op informatie van techniekaanbieder)

Naam

XRF (x-ray fluorescence).

Meeteenheid en parameter

Gehalte aan (zware) metalen, atoomnummer Mg (12) - U (92) in ppm.

Bodemfase

Aard techniek

Plaats van toepassing

Detectiewijze

Toepasbaar in afzonderlijke lagen

Minimale dikte laag:

circa 2 cm

Bodemtypen waarvoor techniek geschikt is

Landbodem/waterbodem

Stap in keten van dataverzamelen

Moment van beschikbaarheid resultaten

Ontwikkelingsfase techniek

Wijze van inkopen

Algemene omschrijving uitvoeringswijze

De XRF wordt tegen het te analyseren monsteroppervlak gehouden en de meting wordt gestart. Voor de representativiteit is de homogeniteit van het monster belangrijk.

De resultaten zijn direct af te lezen. In een geheugen is een groot aantal metingen op te slaan en naar een computer te uploaden voor verdere verwerking of rapportage.

Werkingsprincipe

De röntgenstraling wordt gericht op het monsteroppervlak. Elk element geeft een uniek x-ray spectrum af. Het apparaat berekent het gehalte van de aangetroffen metalen in het monster.

Punt / lijnmeting / volumemeting

Technische specificaties

(w.o. nauwkeurigheid)

Op basis van telstatistiek of de NEN 7777 kan de aantoonbaarheidsgrens per element worden bepaald. Deze grens is geen vaste waarde maar is afhankelijk van de gehanteerde meettijd en de matrix van het monster. Uit uitgevoerd onderzoek bleek dat bijvoorbeeld voor zink, lood, koper en arseen de aantoonbaarheidsgrens laag genoeg is om te kunnen toetsen aan streef- en interventiewaarden.

Voor verschillende toepassingen zijn verschillende modellen te koop: van standaard tot uitgebreide software om allerlei metalen of legeringen te bepalen.

Typisch dieptebereik

Enkele millimeters in het monsters

Tijdeigenschappen

-

Meetsnelheid

Circa 2 minuten voor een 10-tal elementen en afhankelijk van het element en de onderzoeksdoelstelling (te behalen ondergrens/terugsaneerwaarde).

Presentatie resultaten

De gemeten waarden per meting en de bijbehorende standaardafwijking.

Kosten

Aanschaf apparaat: circa € 25.000 tot € 35.000

Trends en ontwikkelingen

Ontwikkeling in gevoeligheid.

Volgens een artikel in Asbestmagazine (Augustus 2016) “Innovatie in techniek, In-situ meten van asbest: mogelijke en betrouwbaar?” is in-situ meting van asbest voldoende betrouwbaar. Het artikel pleit voor het opstellen van een praktijkrichtlijn en het instellen van onafhankelijke kwaliteitsaudits om op deze wijze een vergelijkbaar kwaliteitsniveau te halen als met klassieke methoden.

Illustratie

[Figuur]

Gebruikersinformatie (gebaseerd op praktijkervaring van onafhankelijk techniekexpert)

Beschikbaarheid

Wordt techniek vaak toegepast?

Onderzoeksfase waarin techniek toepasbaar is

Verificatiemetingen / ijkmetingen

Veel gebruikte toepassing in praktijk

Monitoren van de voortgang/processturing van de sanering (veelal door de milieukundig begeleider).

Uitkarteren van een verontreiniging met zware metalen.

Geschiktheid

Analyse in een laboratorium kan grotendeels achterweg blijven, hetgeen tijd en kosten bespaart. Dit is vooral tijdens de uitvoering van een sanering praktisch: in het veld kan direct worden aangegeven of de ontgravingsgrens (terugsaneerwaarde) is bereikt en gestopt kan worden met de ontgraving.

De XRF is gemakkelijk te gebruiken, handzaam en heeft relatief lage detectielimieten. Accu heeft een capaciteit genoeg voor een werkdag.

De XRF is ook geschikt om waterbodems mee te analyseren. Er dient alleen wel gecorrigeerd te worden voor het vochtgehalte als deze hoger is dan 25%. Deze correctie kan eenvoudig in het veld uitgevoerd worden met een vochtsensor. De factor kan ook worden bepaald door het meten van een nat monster, dit te drogen en nogmaals te meten.

Praktijkervaringen in Nederland

Bij (water)bodemonderzoek en -saneringen wordt de XRF vaak ingezet.

“Do's“

Werken met een XRF waarvan de prestatiekenmerken bekend zijn. Niet elke XRF is geschikt voor het voldoende nauwkeurig meten van (water)bodemmonsters.

Richt de meetsensor goed op het te onderzoeken deel van een bodemmonster. Dit is met name van belang indien bijvoorbeeld brokken puin worden onderzocht zodat niet de omringende bodemmatrix wordt meegenomen in de meting.

“Don'ts“

Niet te gebruiken onder water of in mineraalarme veengrond.

Ook geschikt voor

Archeologisch onderzoek, bepaling van samenstelling speelgoed, ertsexploratie, bepaling asbesthoudendheid plaatmateriaal.

Achtergrondinformatie / Links

Bodemstandaard

NEN 7777

NEN-EN 15309 Characterization of waste and soil.

Het apparaat geeft een zeer lichte straling af, maar valt vanwege het gebruik van röntgenstralen toch onder de Kernenergiewet / het Besluit Stralingsbescherming. Voor het verrichten van handelingen met de XRF in Nederland dient onder andere een melding bij de Autoriteit Nucleaire Veiligheid en Stralingsbescherming (ANVS) te worden gedaan. Het gebruik van de apparatuur vereist daarnaast een coördinerend (geregistreerd) en toezichthoudend stralingsdeskundige (minimaal niveau 3 respectievelijk 5A), het opstellen en goedkeuren van een RI&E door de coördinerend stralingsdeskundige, het bijhouden van een kernenergiewetdossier (KEW) en een aantoonbare instructie door een Stralingsdeskundige (deze hoeft niet noodzakelijkerwijs zelf de metingen uit te voeren).

Buiten Nederland gelden eigen nationale regels.

Literatuur

• Besluit Stralingsbescherming;
• Proefproject: Onderzoek naar de mogelijkheid om Zn gehaltes te meten met behulp van Röntgen Fluorescentie in met Zn verontreinigde bodems in de Kempen (02-2006);
• Vergelijkingsonderzoek: De inzet van Röntgen Fluorescentie om on-site Zn, Pb, Cu en As te meten in bodemmonsters verontreinigd met zinkassen (09-2007);
• Chemische karakterisatie van bodems verontreinigd met zinkassen.
  • Deel 1: Fingerprinting op basis van ICP element en Pb isotoop analyse (03-2006);
  • Deel 2: Fingerprinting met behulp van een veld XRF uitgerust met een 50KeV röntgenbuis (06-2008).
• Protocol bodemonderzoek Zivest / zinkassen met behulp van röntgen fluorescentie spectrometrie (februari 2009);
• Protocol milieukundige begeleiding bodemsanering Zivest / zinkassen met behulp van röntgen fluorescentie spectrometrie (februari 2009);
• DEMO-X Inzet van röntgen fluorescentie voor het on-site meten van zware metaalgehaltes in de bodem (SKB-project, december 2009);
• Handreiking voor het opzetten van een kwaliteitssysteem voor het meten van Zn, Pb, Cu en As gehaltes in bodems verontreinigd met zinkassen mbv ‘handheld’ röntgen fluorescentie spectrometrie (januari 2010);
• Praktijkrichtlijn voor het meten van Zn, Pb, Cu en As gehaltes in bodems verontreinigd met zinkassen mbv ‘handheld’ röntgen fluorescentie spectrometrie (juli 2010);
• Asbestmagazine (Augustus 2016) “Innovatie in techniek, In-situ meten van asbest: mogelijke en betrouwbaar?”.

Hyperlinks (internet)

Thermofischer: X-Ray Fluorescence (XRF)

Olympus: Handheld XRF Analyzers

De Looper Analytical: Verkoop en verhuur xrf analyzers