Quantitative Estimation Of Concentrations Of Dissolved Rare Earth
Elements Using Reflectance Spectroscopy
Penulis : Jingjing Dai ; Denghong Wang ; Runsheng Wang ;
Zhenghui Chen.
Dari : MLR Key Laboratory
of Metallogeny and Mineral Assessment, Institute of Mineral Resources.
Project : China Aero Geophysical Survey & Remote Sensing Center for Land
and Resources.
Judul Paper :
“Quantitative Estimation Of Concentrations Of Dissolved Rare Earth
Elements Using Reflectance Spectroscopy”
Abstrak :
·
Karakteristik parameter spektral seperti panjang
gelombang dan kedalaman penyerapan partikel digunakan untuk menentukan
komposisi sampel melalui hyperspectral
reflectance data (remote sensing).
·
Menentukan karakteristik spektral unsur tanah
jarang (REE) dan hubungannya dengan komposisi kimia yang terlarut dalam media
air (air sungai)
·
Dari hasil penelitian menunjukkan bahwa 6
indikasi reflektansi unsur tanah jarang (REE) mendekati panjang gelombang 574,
790, 736, 520, 861, dan 443 nm dan semuanya berkorelasi dengan kelimpahan unsur
tanah jarang di china.
·
Hasil dari penelitian ini juga memiliki
implikasi untuk memantau dampak lingkungan penambangan REE, khususnya dalam
sistem air sungai dengan cara penginderaan jauh (remote sensing).
Kata kunci :
Unsur tanah jarang (REE),
spektroskopi, kedalaman penyerapan, konsentrasi, analisis korelasi.
Pendahuluan :
·
Unsur tanah jarang (REE) memegang peranan
penting dalam bahan industri modern. Kerak tempat beradanya unsur tanah jarang
yang telah terkena pelapukan merupakan deposit dan sumber daya baru di China,
yang pertama di temukan di JiangXi dan kemudian ditemukan secara luas di Cina
Selatan.
·
Tipe deposit baru ini memiliki kelebihan seperti
distribusi yang luas, cadangan deposit yang besar, radioaktivitas rendah, dan
mudah di ekstraksi.
·
Pada tipe deposit baru ini, unsur tanah jarang
ini diserap dalam mineral lempung yang terbentuk dari pelapukan granit dan
batuan vulkanik.
·
Meningkatnya harga unsur tanah jarang dalam
kebutuhan industri modern, membuat menjamurnya penambangan liar yang tanpa
pengawasan pusat melakukan kegiatan sewenang-sewenang seperti membuang limbah
tambang ke daerah aliran sungai yang membuat sungai tercemar oleh logam berat
atau zat berbahaya. Kemudian memiliki potensi membahayakan kesehatan
masyarakat.
·
Dalam paper ini, penulis menyajikan sebuah
metode baru untuk estimasi kuantitatif dari konsentrasi REE yang terlarut dalam
media air menggunakan spektroskopi reflektansi.
Metode :
·
Pengumpulan sampel seperti air murni, sampel
unsur oksida jarang, yang kemudian dilakukan analisis reflektansi spektral dan
konsentrasi REE menggunakan spektroskopi reflektansi dan ICP-MS.
·
Metode yang lain digunakan adalah menggunakan
ASD FieldSpec-3 spektroradiometer portable, data yang didapat berupa data reflektansi
spektral dari sampel air.
·
Kemudian, karakteristik penyerapan spektral
diagnostik sampel air dianalisis, dan batas deteksi yang lebih rendah dengan
metode absorpsi spektral untuk REE dalam media air ditentukan.
·
Akhirnya, korelasi antara kedalaman penyerapan
spektral dan konsentrasi REE dianalisis, dan model regresi linier yang dapat digunakan untuk memperkirakan
konsentrasi REE dalam sampel media air sehingga dapat mengetahui penyebaran
deposit dan dampak negatif yang diakibatkan dari kegiatan tambang.
Pembahasan :
·
Berdasarkan analisis kimia, sampel D1 merupakan
sampel yang akan unsur REE. Dan sampel ini telah dibandingkan dengan spektrum
air murni dan unsur oksida jarang. Untuk air murni, reflektansi tinggi pada
20%-70% pada panjang gelombang yang tampak.
·
Reflektansi berkurang tajam di daerah
dekat-inframerah (NIR) dan SWIR karena penyerapan yang kuat dengan air dalam
panjang gelombang.
·
Fitur diagnostik reflektansi spektral D1 sampel
menunjukkan enam band intens penyerapan dalam terlihat dan NIR panjang
gelombang di 574, 790, 736, 520, 861, dan 443 nm sesuai dengan intensitas
penyerapan, mirip dengan fitur penyerapan tanah oksida jarang.
·
Analisis konsentrasi dan kedalaman
penyerapan-band dari 10 sampel, atas lima sampel dengan konsentrasi yang lebih
tinggi REE menunjukkan karakteristik penyerapan diagnostik berkembang dengan
baik.
·
konsentrasi minimum total REE terdeteksi dengan
spektroskopi reflektansi harus melebihi 75000 mg / L.
·
Hasil menunjukkan bahwa 15 elemen tunggal dapat
dibagi menjadi empat kelompok sesuai dengan koefisien korelasi. Kelompok
pertama berisi Ce , yang memiliki koefisien korelasi terendah dari semua empat
kelompok ( < 0,1 ) . Kelompok kedua adalah La , yang memiliki koefisien
korelasi antara 0,8 dan 0,9 . Kelompok ketiga berisi Eu , Gd , Tb , Dy , Ho ,
Er , Tm , Yb , Lu , dan Y , dengan koefisien korelasi antara 0,9 dan 0,98 .
Kelompok keempat berisi Pr , Nd , dan Sm , masing-masing dengan koefisien
korelasi lebih tinggi dari 0,98 .
·
analisis kimia dan analisis spektral dapat
mengkonfirmasi satu sama lain .
Kesimpulan :
·
Berdasarkan hasil analisis kuantitatif dalam
penelitian ini, dapat disimpulkan bahwa hubungan antara kedalaman enam fitur
penyerapan diagnostik dan konsentrasi total REE dapat diukur dengan menggunakan
metode regresi linear pada tingkat akurasi yang tinggi seperti yang ditunjukkan
oleh koefisien korelasi hingga 96% sampai 97%.
·
Berdasarkan korelasi linear antara penyerapan
diagnostik dan konsentrasi total REE, kita dapat dengan mudah memperkirakan
konsentrasi total REE dengan spektroskopi reflektansi pada sampel media air.
·
ASD Spectroradiometer bisa mendapatkan 10
spektrum secara real time (cepat),
dan karena itu metode yang dinyatakan dalam paper ini dapat menangani sampel
besar dalam waktu singkat.
·
Saat ini, spektroskopi reflektansi dapat
diperoleh dengan Spectroradiometer portabel di lapangan, yang memungkinkan
untuk memperkirakan konsentrasi total REE tanpa analisis laboratorium. Oleh
karena itu, penelitian ini dapat digunakan untuk pemantauan rutin polusi REE
sebagai metode yang lebih cepat dan lebih murah.
