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能量色散x射线荧光光谱能量色散X射线荧光光谱学习资料一、基本原理1. X射线与物质的相互作用- 当一束高能X射线照射到样品上时，会与样品中的原子发生多种相互作用。
其中，光电效应是能量色散X射线荧光光谱（EDXRF）的基础。
在光电效应中，原子中的内层电子吸收X射线光子的能量，克服其结合能而被激发逸出原子，从而在原子内层留下一个空穴。
- 外层电子会跃迁到这个空穴来填补，在这个过程中会释放出具有特定能量的特征X射线。
这个特征X射线的能量等于跃迁前后两个能级的能量差，它是元素的特征标识，不同元素的特征X射线能量不同。
2. 能量色散原理- 在EDXRF中，样品受激发产生的特征X射线进入探测器。
探测器将X射线光子的能量转化为电信号，这个电信号的幅度与X射线光子的能量成正比。
- 通过对电信号进行放大、处理和分析，可以得到X射线的能量分布谱图。
在谱图中，不同能量的特征X射线峰对应着不同的元素，峰的强度与该元素在样品中的含量有关。
二、仪器结构1. X射线源- 是产生激发X射线的部件。
常见的X射线源有放射性同位素源和X射线管。
- 放射性同位素源具有稳定、简单、不需要外部电源等优点，但能量不可调且存在放射性安全问题。
X射线管则可以通过调节管电压和管电流来改变X射线的能量和强度，应用更为广泛。
2. 样品室- 用于放置待分析的样品。
样品室的设计要考虑到对不同类型、形状和大小样品的适应性。
- 有些样品室还配备有样品旋转装置，可以使样品在分析过程中均匀受激，提高分析结果的准确性。
3. 探测器- 是仪器的核心部件之一。
常用的探测器有硅锂探测器（Si(Li)）和高纯锗探测器（HPGe）等。
- 硅锂探测器在室温下性能会下降，通常需要在液氮温度下工作，它对轻元素有较好的探测能力。
高纯锗探测器具有较高的能量分辨率，但也需要低温冷却，主要用于对能量分辨率要求较高的分析场合。
4. 信号处理与分析系统- 探测器输出的电信号经过前置放大器、主放大器等放大电路进行放大，然后通过多道脉冲幅度分析器（MCA）将不同幅度（对应不同能量）的脉冲信号进行分类和计数。
土壤重金属元素的测定能量色散X射线荧光光谱法地方标土壤中的重金属元素是指相对原子质量较重且相对稳定的金属元素，如铜、铅、锌、镉、铬、镍等。
这些重金属元素在土壤中的含量通常很低，但由于其毒性较强，可能对生态系统和人类健康造成不良影响。
因此，准确测定土壤中重金属元素的含量是非常重要的。
目前，能量色散X射线荧光光谱法（EDXRF）是一种常用的测定土壤中重金属元素含量的方法。
该方法通过测量荧光X射线的能量和强度，可以定量分析样品中不同元素的含量，包括重金属元素。
下面将详细介绍EDXRF在土壤重金属元素测定中的应用。
首先，EDXRF测定土壤中重金属元素的原理是利用样品被入射X射线激发发射X射线的特性。
当入射X射线能量足够大时，样品中的电子被激发至高能级状态，然后返回低能级时会发射荧光X射线。
不同元素的原子核结构不同，发射的荧光X射线的能量也不同，因此可以通过测量荧光X射线的能量来判断样品中的元素种类和含量。
为了保证测定结果的准确性，需要地方标准样品作为参照物。
地方标准样品是由国家或地方认可的实验室制备的，其元素含量已经被认证和确认。
通过与地方标准样品的对比，可以确定所测样品中的重金属元素的含量。
在进行EDXRF测定前，需要对土壤样品进行前处理。
通常包括样品的干燥、研磨和筛分等步骤。
干燥的目的是去除样品中的水分，以免对测定结果造成影响。
研磨和筛分能够使土壤样品更加均匀，确保测定结果的准确性。
在实际测定中，首先需要根据地方标准样品制备EDXRF分析所需的参考曲线。
参考曲线是一种使用一系列已知浓度的标准样品绘制的曲线，可以将不同元素的荧光X射线强度与元素浓度之间的关系表示出来。
通过测量标准样品的荧光X射线强度，并与其浓度进行对比，可以获得测定元素浓度与荧光X射线强度之间的关系。
在进行土壤样品的测定时，将已经进行前处理的样品放置在EDXRF仪器中进行测量。
仪器将发射一束X射线，并测量荧光X射线的能量和强度。
通过测量出的荧光X射线能量和强度，可以使用参考曲线进行反演计算，得到土壤样品中各种元素的含量。
X射线荧光光谱法快速测定土壤中多种金属元素摘要：X射线荧光光谱分析土壤中的多种金属元素，经标准样品验证，通过检测土壤标准样品，验证了x射线荧光光谱检测土壤中重金属元素有着较好的准确度和精密度，适用于土壤中多种重金属的快速检测。
实验研究表明x射线荧光光谱分析法样品制备简单、分析速度快，适用于应急监测。
本文将在此介绍X 射线荧光光谱法如何测定土壤中多种金属元素。
关键词：便携式x射线荧光光谱；土壤样品；多元素分析一、前言1.1 技术发展土壤既是自然环境的构成要素，又是农业生产最重要的自然资源。
随着城市化进程及工业的迅速发展，重金属、化学农药等污染物通过污水灌溉、大气烟尘沉降、垃圾掩埋处理等各种途径进入土壤。
土壤中的重金属因不被微生物降解，不易移动，故会不断积累，造成严重污染，并可通过植物吸收进入食物链，造成农产晶安全质最隐患，危害人类健康。
因此，对农田土壤中的蕾金属进行监测，已经成为环境保护和农业牛产的重要工作。
传统的土壤、沉积物、固体废弃物等固体粉末物质中重金属的检测手段，如原子吸收分光光度法、电感耦合等离体发射光谱法(ICP—AES)和电感耦合等离体质谱法(ICP—MS)等，存在分析步骤复杂、耗费时间较长等缺点，在应对突发环境问题中难以快速发挥作用。
x射线荧光光谱分析法具有试样制备简单、同时多元素测定、分析速度快、重现性好和非破坏测定的优点，近几年已成为环境分析的重要工具之一。
1.2 试验设计目的1. 了解x射线荧光光谱仪的结构及工作原理；2. 了解并熟悉x射线荧光光谱实验流程和相关仪器操作；3. 了解并掌握并能够通过x射线荧光光谱法测定来对目标化合物的分析鉴定。
二、试验原理X射线是一种电磁辐射，其波长介于紫外线和γ射线之间。
它的波长没有一个严格的界限，一般来说是指波长为0.001-50nm的电磁辐射。
对分析化学家来说，最感兴趣的波段是0.01-24nm，0.01nm左右是超铀元素的K系谱线，24nm 则是最轻元素Li的K系谱线。
229X 射线荧光分析法在土壤重金属检测中的可行性研究王 琼江苏省南通环境监测中心，江苏 南通 ２２６０００摘 要：随着工业化和城市化的快速发展，土壤重金属污染问题日益加剧，这对农业生产和人类健康造成了巨大隐患。
因此，开展土壤重金属检测已成为环境治理的重要环节之一。
Ｘ射线荧光分析法（ＸＲＦ）作为一种现代分析手段，凭借其现场快速、无损伤、高准确性等优势，在环境领域中得到了广泛应用。
本文探讨了Ｘ射线荧光分析法在土壤重金属检测中的可行性，论证其作为一种重要的环境监测技术，为土壤治理和食品安全提供保障。
关键词：Ｘ射线荧光分析法；土壤；重金属检测；可行性中图分类号：Ｘ８３３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２４）０３－０２２９－３Feasibility Study of X-ray Fluorescence Analysis in Soil Heavy Metal DetectionWANG QiongＪｉａｎｇｓｕ Ｎａｎｔｏｎｇ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｎａｎｔｏｎｇ ２２６０００，ＣｈｉｎａAbstract: Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒａｐｉｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｕｒｂａｎｉｚａｔｉｏｎ， ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｉｎ ｓｏｉｌ ｉｓ ｂｅｃｏｍｉｎｇ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙ ｓｅｒｉｏｕｓ， ｗｈｉｃｈ ｐｏｓｅｓ ｈｕｇｅ ｒｉｓｋｓ ｔｏ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｈｕｍａｎ ｈｅａｌｔｈ． Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ， ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ ｓｏｉｌ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｈａｓ ｂｅｃｏｍｅ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｌｉｎｋ ｉｎ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｇｏｖｅｒｎａｎｃｅ． Ｘ－ｒａｙ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ ａｎａｌｙｓｉｓ （ＸＲＦ）， ａｓ ａ ｍｏｄｅｒｎ ａｎａｌｙｔｉｃａｌ ｍｅｔｈｏｄ， ｈａｓ ｂｅｅｎ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｆｉｅｌｄ ｄｕｅ ｔｏ ｉｔｓ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｆａｓｔ ｏｎ－ｓｉｔｅ， ｎｏｎ－ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅ， ａｎｄ ｈｉｇｈ ａｃｃｕｒａｃｙ． Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ａｉｍｓ ｔｏ ｅｘｐｌｏｒｅ ｔｈｅ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｘ－ｒａｙ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｎ ｓｏｉｌ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ， ａｎｄ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅ ｉｔｓ ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ ａｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ ｇｕａｒａｎｔｅｅｓ ｆｏｒ ｓｏｉｌ ｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎ ａｎｄ ｆｏｏｄ ｓａｆｅｔｙ．Keywords: Ｘ－ｒａｙ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄ； Ｓｏｉｌ； Ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ； ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ收稿日期：２０２３－１２作者简介：王琼，生于１９８９年，汉族，甘肃张掖人，硕士研究生，工程师，研究方向：环境监测。
X射线荧光光谱法快速测定土壤中多种金属元素摘要：X射线荧光光谱分析土壤中的多种金属元素，经标准样品验证，通过检测土壤标准样品，验证了x射线荧光光谱检测土壤中重金属元素有着较好的准确度和精密度，适用于土壤中多种重金属的快速检测。
实验研究表明x射线荧光光谱分析法样品制备简单、分析速度快，适用于应急监测。
本文将在此介绍X 射线荧光光谱法如何测定土壤中多种金属元素。
关键词：便携式x射线荧光光谱；土壤样品；多元素分析一、前言1.1 技术发展土壤既是自然环境的构成要素，又是农业生产最重要的自然资源。
随着城市化进程及工业的迅速发展，重金属、化学农药等污染物通过污水灌溉、大气烟尘沉降、垃圾掩埋处理等各种途径进入土壤。
土壤中的重金属因不被微生物降解，不易移动，故会不断积累，造成严重污染，并可通过植物吸收进入食物链，造成农产晶安全质最隐患，危害人类健康。
因此，对农田土壤中的蕾金属进行监测，已经成为环境保护和农业牛产的重要工作。
传统的土壤、沉积物、固体废弃物等固体粉末物质中重金属的检测手段，如原子吸收分光光度法、电感耦合等离体发射光谱法(ICP—AES)和电感耦合等离体质谱法(ICP—MS)等，存在分析步骤复杂、耗费时间较长等缺点，在应对突发环境问题中难以快速发挥作用。
x射线荧光光谱分析法具有试样制备简单、同时多元素测定、分析速度快、重现性好和非破坏测定的优点，近几年已成为环境分析的重要工具之一。
1.2 试验设计目的1. 了解x射线荧光光谱仪的结构及工作原理；2. 了解并熟悉x射线荧光光谱实验流程和相关仪器操作；3. 了解并掌握并能够通过x射线荧光光谱法测定来对目标化合物的分析鉴定。
二、试验原理X射线是一种电磁辐射，其波长介于紫外线和γ射线之间。
它的波长没有一个严格的界限，一般来说是指波长为0.001-50nm的电磁辐射。
对分析化学家来说，最感兴趣的波段是0.01-24nm，0.01nm左右是超铀元素的K系谱线，24nm 则是最轻元素Li的K系谱线。
植物样品中砷、镉、铬、铜、镍、铅、锌的测定 能量色散X射线荧光光谱法警示——使用本文件的人员应有正规实验室工作的实践经验。
本文件并未指出所有可能的安全问题。
使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证符合国家有关法规规定的条件。
1范围本文件规定了植物样品中砷、镉、铬、铜、镍、铅、锌的能量色散X射线荧光光谱测定方法。
本文件适用于植物样品中砷、镉、铬、铜、镍、铅、锌的测定。
本方法检出限、定量限及线性范围见附录A。
2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB 5009.3 食品安全国家标准 食品中水分的测定NY/T 398 农、畜、水产品污染监测技术规范3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。
3.1基本参数法fundamental parameter method用基本参数库数学模型对原级入射X射线光谱分布、X射线与物质相互作用（包括质量吸收系数、荧光产额、谱线分数、吸收突变比、散射等）、仪器光路因子等进行理论计算，得到计算谱，用迭代算法将计算谱与探测器采集迭代至所要求的精度，得到试样中元素含量的理论计算方法。
3.2全谱图拟合full spectrum fitting利用数学模型逐点比较各谱线强度的计算值和实测值，用最小二乘法计算调整量，使计算强度与实测强度符合的过程。
4原理X射线管产生的初级X射线照射样品后，样品中元素被激发产生特征X射线荧光，直接进入检测器，检测器将未色散的X射线荧光按光子能量分离X射线光谱线，不同元素具有若干特征X射线，用全谱图拟合或特定峰面积积分的方式获取待测元素的特征X射线荧光强度，荧光强度经校正后与元素含量成正比。
5干扰和消除5.1基体干扰存在基体干扰时，采用基本参数法对X射线荧光的基体效应、谱线分数进行理论计算，将计算谱与探测器实测谱迭代拟合，减小基体效应影响。
土壤中9大有害元素的分析-波长色散X射线荧光光谱法摘要：为了防止土壤污染，保护生态环境，新国标GB15618-201X规定了土壤中污染物的最高允许浓度和监测方法。
本质量标准中涉及的污染物涵盖总Cd、总Hg、总As、总Cu、总Pb、总Cr、总Zn和总Ni以及苯并芘等。
其中明确As、Pb、Cr、Ni、Cu、Zn、V、Co、Mn等九种重金属元素可以使用波长色散X射线荧光光谱仪进行分析。
关键词：土壤X射线荧光分析重金属有害元素X射线荧光分析（XRF）在众多元素分析领域已经得到了广泛的应用。
已经成为企业进行质控及产品分析的必备手段。
因其具有方便、快捷的特点，灵敏度也可以满足相关元素限量要求。
我们验证了波长色散X射线荧光在土壤分析领域的应用。
本试验中，我们利用市售土壤标样对土壤中限制含有的重金属元素进行了方法试验，结合国标GB15618-201X中规定的含量标准，评估了XRF仪器在土壤分析中的适用性。
同时，该仪器可以在分析有害元素的同时对土壤中常量元素进行测试,扩大分析范围，提高一次分析的有用范围。
1 实验部分在GB15618-201X中，根据土壤应用功能和保护目标，将土壤分为耕地、草地、园地、林地几类，分别规定了重金属元素的限量标准。
具体如下：质量分数(10-6) As V Co Cu Zn Ni Cr Pb Mn 耕地、草地、园地20 150 24 50 200 40 150 80 1200 林地40 150 24 400 500 200 400 500 1200 列出的是最小限值1.3标准样品根据有害元素限量要求，选择国标土壤标样以及水系沉积物标样18个，综合绘制工作曲线。
标样中各限量元素含量表略。
1.2分析条件岛津XRF-1800波长色散X射线荧光光谱仪，端窗Rh靶管，面罩30 mm直径，粉末压片机，粉碎机等。
元素靶电压电流狭缝晶体检测器PHA 峰角度Cr Rh 40KV 95mA STD LiF200 SC 20-80 69.36Ni Rh 40KV 95mA STD LiF200 SC 20-80 48.67Cu Rh 40KV 95mA STD LiF200 SC 20-80 45.00Zn Rh 40KV 95mA STD LiF200 SC 20-80 41.80Pb Rh 40KV 95mA STD LiF220 SC 20-80 40.30As Rh 40KV 95mA STD LiF200 SC 20-80 34.00V Rh 40KV 95mA STD LiF200 SC 20-80 76.94 Mn Rh 40KV 95mA STD LiF200 SC 20-80 62.97 Co Rh 40KV 95mA STD LiF200 SC 20-80 52.80 2 结果与讨论2.1 工作曲线示意图As、Co、Mn、Cr、V考虑了元素之间的重叠影响。
土壤重金属光谱检测方法摘要：近年来，我国社会经济取得极大的发展，城市化进程也在不断加快，人们的生活质量有着显著的提升，但与此同时，也带来一系列的环境污染问题。
作为人们生活中必不可少的因素，水环境和土壤环境关系着人类的可持续发展，二者也是地球表面的重要组成部分。
当土壤环境遭到破坏的时候，会对水环境造成严重的威胁，所以，为了充分保护人类赖以生存的资源，就必须加强对土壤重金属光谱检测方法的分析，以提高土壤在实际检测中的检测质量，及时发现问题，并采取针对性的措施进行解决，这样可以大大提高土壤使用的安全性，还可以促进光谱检测的可持续发展，为后续工作奠定坚实的基础。
关键词：土壤重金属；光谱检测；方法要点；光谱分析当前情况下，我国社会经济在不断进步和发展，城市化的发展加快了工业化的进步，工业化水平不断提高，给人们的生产和生活带来了极大的便利，但同时也存在工业废水、废物和废气等排放对社会环境和人类健康带来的危害。
通常情况下，工业废弃物和工业废水中会含有较多的重金属，当这些重金属在没有经过处理的条件下就进入环境，会对社会环境造成极大的负面影响，不仅对农作物产生影响，阻碍其正常生长的进程，还会造成粮食的大量减产，进而威胁到我国经济的长远发展。
基于此，土壤在人们的生活中占有十分重要的地位，许多行业都离不开土壤的支持，所以，相关人员应该引起充分的重视，对土壤重金属光谱检测的国内现状进行详细的分析，并对其检测方法进行掌握，这样才能在不断认识的基础上完善其检测方法，进而推动我国土壤污染的防治工作，促进土壤重金属检测方法的进步，为人类提供更加安全和有效的土壤条件。
1.对我国土壤重金属光谱进行检测的现状分析社会进入新的发展阶段之后，我国在城市建设方面的重视程度不断加大，工业也得到了迅猛发展，这种发展为人们的生活带来了翻天覆地的变化，也在很大程度上改变了世界的面貌。
但是，在发展的过程中，工业生产会产生大量的污染物，使得环境遭到严重的威胁，在这样的情况下，人们对环境污染问题也开始重视起来。
土壤中有害元素的分析-能量色散X射线荧光光谱法摘要：结合国推”土十条”的出台，为了防止土壤污染，保护生态环境，新国标GB15618-201X 规定了土壤中污染物的最高允许浓度和监测方法。
本质量标准中涉及的污染物涵盖Cd、Hg、As、Cu、Pb、Cr、Zn、V、Co、Mn和Ni以及苯并芘等。
其中明确As、Pb、Cr、Ni、Cu、Zn、V、Co、Mn等九种重金属元素可以使用波长色散X射线荧光光谱仪进行分析。
但是，能不能在能量色散这种使用便捷、性价比高的仪器上实现分析呢？我们做了尝试性的分析。
关键词：土壤X射线荧光分析重金属有害元素能量色散型X射线荧光（EDXRF），因其具有非破坏、方便、快捷的特点，灵敏度相对较高。
鉴于在RoHS、ELV领域成功的应用经验，以及环保法规的相似性，我们希望尝试在土壤分析领域开拓XRF仪器的应用。
使用多标样压片法进行土壤中相关元素的定量分析，可以对土壤中的多元素进行同时快速分析。
下面是使用GSS、GSD系列国标压片在岛津EDX-8000上制作的工作曲线。
其中，Na、Mg元素，EDX8000优于EDX-7000，其他元素，两个机型没有明显的差异。
结合国标GB15618-201X中规定的含量标准，评估了XRF仪器在土壤分析中的适用性。
同时，该仪器可以在分析有害元素的同时对土壤中常量元素进行测试，扩大了分析范围，提高一次分析的有用范围。
1 实验部分在GB15618-201X中，根据土壤应用功能和保护目标，将土壤分为耕地、草地、园地、林地几类，分别规定了重金属元素的限量标准。
具体如下：质量分数(10-6) As V Co Cu Zn Ni Cr Pb Mn耕地、草地、园地20 150 24 50 200 40 150 80 1200 林地40 150 24 400 500 200 400 500 1200列出的是最小限值1.1标准样品根据有害元素限量要求，选择国标土壤标样以及水系沉积物标样18个，综合绘制工作曲线。
X射线荧光光谱法检测土壤中重金属的研究的开题报告一、选题的背景和意义随着工业化和城市化的进程，人类对自然环境的破坏越来越严重，其中土壤环境问题引起了全球的重视。
土壤中重金属的污染已经成为全球范围的生态环境问题，给人类、动植物和自然生态环境造成了很大的危害。
因此，及时检测土壤中的重金属污染成为了保护环境、人类健康的必要手段之一。
目前，常规的土壤重金属检测方法主要是采用原子吸收光谱法、电感耦合等离子体质谱法等仪器检测手段。
然而，这些方法需要受到许多限制，如精确度低、分析时间长、设备昂贵，对处理复杂样品有一定难度等等。
针对这些问题，X射线荧光光谱法因其非破坏性、快捷、高精度等特点而逐渐受到人们的青睐。
二、研究内容和目标本研究主要基于X射线荧光光谱法，探讨其在检测土壤中重金属方面的可行性及其优越性。
具体研究内容包括：1.建立X射线荧光光谱法检测土壤中重金属的分析模型；2.调整实验参数，并进行重金属元素分析，并与传统方法进行对比分析；3.探讨X射线荧光光谱法在检测土壤中重金属污染的应用前景。
三、研究方法和技术路线本研究的主要方法是X射线荧光光谱法分析土壤中的重金属元素。
主要技术路线如下：1.收集不同来源的土壤样本，并进行采样及前处理；2.通过X射线荧光光谱法，测定样本中的重金属元素含量；3.利用数据分析方法，根据实验数据建立重金属元素分析模型；4.对比其他常规分析方法的检测结果，验证X射线荧光光谱法的准确度和稳定性；5.探讨X射线荧光光谱法在检测土壤重金属污染中的应用前景。
四、研究预期成果和意义本研究将探讨X射线荧光光谱法在检测土壤中重金属方面的可行性及其优越性。
预期成果包括：1.建立重金属元素分析模型并验证其准确性；2.探讨X射线荧光光谱法在检测土壤中重金属污染的应用前景；3.对比其他分析方法的优劣势，进一步推广和应用X射线荧光光谱法。
本研究的意义在于，提高土壤中重金属检测的准确性和效率，推广X射线荧光光谱法在环境监测领域的应用，并为环境保护和人类健康提供科学依据。
《土壤重金属元素的测定能量色散X射线荧光光谱
法》地方标准编制说明
（送审稿）
一、工作简况
（一）任务来源
2016年5月5日，由陕西迪泰克新材料有限公司申请的地方标准立项，根据陕西省质量技术监督局下达的2016年度陕西省地方标准制定项目计划，批准《土壤重金属元素的测定能量色散X射线荧光光谱法》地方标准的制定，项目编号为SDBXM61-2016。
（二）起草单位、协作单位
起草单位：陕西迪泰克新材料有限公司
协作单位：西北工业大学、陕西省西咸新区秦汉新城管理委员会都市农业局
（三）主要起草人
二、制定标准的必要性和意义
随着现代工业技术的不断发展和环境污染的加剧，各种土壤污染问题带来的危害和次生环境下降，越来越受到国家层面的广泛关注。
土壤重金属污染具有隐蔽性和滞后性等特点，可通过食物链累积危害人体健康，因此及时检测土壤中重金属元素的含量，对控制其进入人体有着重要的意义。
目前定量检测重金属元素的常用方法有：石墨炉原子吸收分光光度法（Graphite furnace atomic absorption，GF-AAS）、火焰原子吸收分光光度法（Flame atomic absorption，F-AAS）、电感耦合等离子体质谱法（Inductively coupled plasma mass spectrometry，ICP-MS）、电感耦合等离子体光谱法（Inductively coupled plasma spectrometry，ICP-S），冷原子吸收法（Cold atomic absorption method，CAA）和分光比色法（Spectral colorimetric method，COL）等，基本以“野外采样—室内风干—消解—化学分析”为主，这些实验室化学分析方法不仅采样耗时耗力，容易造成易挥发成分损失而导致分析出现误差，而且成本高，检测周期长。
X射线荧光光谱法（X-ray fluorescence spectrometry，XRF）能够克服实验室检测的上述缺点，满足土壤重金属快速、实时的检测需求，较实验室化学分析的成本降低了50-70%。
X射线荧光光谱分析是通过检测受激发土壤样品中
每一种重金属元素发射出的特征X射线，并通过软件将其信息进一步转化成相应重金属元素种类和含量的方法。
它具有以下优点：一是分析速度快，3分钟就可以检测出土壤样品中全部待测重金属元素，测定时间与测定精密度有关；二是制样简单而且无破坏，块状、粉末状，湿土和干土都可以进行分析。
X射线荧光光谱法具体又分波长色散型（WD-XRF）和能量色散型（ED-XRF）两种类型，波长色散型主要通过分光晶体和狭缝检测，适于定性分析。
而能量色散型是通过探测器检测，灵敏度高，可进行定量分析。
本项目应用的是能量色散型X射线荧光光谱法，检测常规重金属污染元素V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Cd、Sn、Sb、Hg和Pb等，其特征X射线能量范围为5 keV-30 keV。
当土壤样品中待测重金属元素的原子受到高能X射线照射时，内层基态电子被轰出，这样原子处于激发态，外层高能电子就会填充到内层低能态位置，以维持原子稳态。
这种特定的由高能态外层电子到低能态内层电子的跃迁而发射的X射线叫做特征X射线（即X荧光），它的波长只与元素的原子序数有关，而与激发X射线的能量无关。
所以，测定特征X射线谱线的波长，就可以知道土壤样品中包含的元素种类，即可以进行定性分析；测定特征X射线谱线的强度，就可以知道对应元素的含量，即可以进行定量分析。
陕西迪泰克新材料有限公司欲通过拟制定地方标准《土壤重金属元素的测定能量色散X射线荧光光谱法》，规范和引领能量色散X射线荧光光谱法在快速检测土壤重金属元素中的应用，并形成优势特色产业，占领该产业竞争制高点。
同时提升快速检测土壤污染科学仪器的研制、生产能力和水平，促进环境科学仪器产业发展，改善环境质量及环境应急与处置的科技支撑能力，为土壤普查的快速进行提供方便，利于后期土壤修复的顺利展开。
项目可应用于：1、环保、农业及国土资源相关部门；2、土壤环境评估、土壤修复等环保监测和治理企业；3、重点排污企业（如石油化工、冶金类企业、食品类企业和电镀、含铅蓄电池业、制革等轻工业企业等）；4、煤矿区和重金属矿区；5、高端绿色有机产品生态园相关行业；6、检测中心及研究所和高校等。
迎合“十三五”规划目标和要求：推进绿色发展、环境保护是公共服务、为全球生态安全做出贡献、生态环境质量总体改善、最严格的环境保护制度，尤其是“土十条”将会使拟制定的地方标准《土壤重金属元素的测定能量色散X 射线荧光光谱法》项目得以有效发挥和应用。
三、主要起草过程
（一）调研、验证、起草阶段
时间：2016年 2 月 16 日到 2016 年 8 月 15 日；
主要内容：调研现有检测土壤设备及方法，并验证检测能力，同时主要调研快速检测土壤设备及方法，并与传统方法进行比对。
期间组装公司核心器件进行进一步验证。
（二）征求意见阶段
时间：2016 年 8 月 16 日到 2017 年 2 月 15 日；
主要内容：向应用单位和权威检测机构，第三方检测公司征求意见。
（三）送审阶段
时间：2017 年 2 月 16 日到 2017 年 12 月 15 日；
主要内容：向高校、研究所及主管上级单位送审。
四、制定标准的原则和依据，与现行法律、法规、标准的关系
X荧光光谱分析法（XRF）是一种广泛使用的检测方法，但无论在国内还是国际上，在所有化学成分的检测标准中，XRF标准方法只占很小一部分。
据初步统计，我国现行有效的XRF检测方法国家和行业标准只有二十多项，其中相当一部分是采用国外标准后形成的。
涉及有波长色散X射线荧光光谱法检测地质岩石（硅酸盐、锆矿石、铬矿石、氧化铝、铁矿石、冰晶石、铝土矿、氟化铝、氢氧化铝、石灰石）和冶金、耐火材料、电子电器产品、润滑油和添加剂、铜和铜合金及铝用碳素材料标准；能量色散X射线荧光光谱法检测石油、贵金属和电子电器产品标准。
可看出，现阶段还没有
能量色散X射线荧光光谱法检测土壤重金属元素的标准。
2014年4月30日“筛检技术标准”申报截止时，共有24个单位申请了56项“快检技术标准”，其中55项快检方法标准，所涉及到的方法有：比色法、免疫法、膜基因芯片法，X荧光光谱法、激光拉曼光谱法、红外光谱法、原子吸收光谱法、离子迁移谱法，原子荧光光谱法，色谱法，色谱-质谱联用法和激光拉曼光谱仪性能测试方法标准（以上信息基本来源于中国分析测试协会标准化管理委员会）。
关于土壤中重金属X射线荧光光谱法检测技术的标准，有：
陕西迪泰克新材料有限公司企业标准：《多功能土壤分析仪，Multi-function Analyser of Soil》Q/IM 001-2014西咸新区质量技术监督局备案（Q/61110-L88-2015）。
环境保护部科技标准司组织制定，江苏省环境监测中心和环境环境保护部环境标准研究所起草的《土壤和沉积物无机元素的测定波长色散X射线荧光光谱法 Soil and sediment-Determination of inorganic element-Wavelength dispersive X-ray fluorescence spectrometry》（HJ 780-2015）。
五、拟制订地方标准项目转化先进研究成果和自主知识产权的说明
拟制定的地方标准《土壤重金属元素的测定能量色散
X射线荧光光谱法》项目的主要创新点：一是应用能量色散X荧光光谱法快速检测；二是快速检测土壤中的重金属元素。
现已获得中华人民共和国国家知识产权局受理的两项发明专利——“一种土壤重金属检测方法及装置及系统”（申请号或专利号：201410816225.4）和“一种便携式γ辐射谱仪”（申请号或专利号：201510051073.8），以及授权的一项外观设计“土壤分析仪（多功能土壤分析仪）（专利号：ZL 2014 3 0530408.0）”和一项软件著作权“多功能土壤分析仪软件”（登记号：2014SR174283）授权。
同时还获得了权威机构的资质认证和检验：
北京中环协进行的环境保护产品的认证CCEP
中国计量研究院校准证书
西安市产品质量监督检验院检验报告
陕西省计量科学研究院校准证
西北核技术研究所计量测试站检定报告
环境保护部环南环境科技研究所检测报告
美国AcmeLabs检测报告
青岛科标检测研究院有限公司
西安地质矿产研究所实验测试中心检测报告
六、长效绩效目标（预期产生的经济或社会效益）
陕西迪泰克新材料有限公司欲通过制定地方标准《土壤重金属元素的测定能量色散X射线荧光光谱法》，规范和引
领能量色散X射线荧光光谱法在快速检测土壤重金属元素中的应用，并形成优势特色产业，占领该产业竞争制高点。
同时提升快速检测土壤污染科学仪器的研制、生产能力和水平，促进环境科学仪器产业发展，改善环境质量及环境应急与处置的科技支撑能力，为土壤普查的快速进行提供方便，利于后期土壤修复的顺利展开。
符合“十三五”规划目标和要求，尤其是对“土十条”的推动具有一定的实际意义。
