引言
隨著(zhu)工(gong)(gong)業化(hua)(hua)和城市化(hua)(hua)的(de)(de)飛速(su)發展，土(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)環境問題越來越受到重(zhong)(zhong)視，土(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)屬(shu)污(wu)(wu)染(ran)(ran)，特別(bie)是(shi)工(gong)(gong)業區土(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)金(jin)(jin)屬(shu)污(wu)(wu)染(ran)(ran)，已逐(zhu)漸成(cheng)為環境學界研究的(de)(de)熱點。土(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)污(wu)(wu)染(ran)(ran)中重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)屬(shu)主要(yao)指(zhi)(zhi)汞(gong)、鎘、鉛、鉻以及各類金(jin)(jin)屬(shu)砷等(deng)有(you)生物毒性(xing)顯著(zhu)的(de)(de)重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)屬(shu)，也(ye)指(zhi)(zhi)具有(you)一定(ding)毒性(xing)的(de)(de)一般重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)屬(shu)如鋅、銅(tong)、鈷、鎳(nie)、錫等(deng)，目(mu)前引(yin)起人(ren)們關注的(de)(de)重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)屬(shu)是(shi)汞(gong)、鎘、鉛等(deng)。重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)屬(shu)對土(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)的(de)(de)污(wu)(wu)染(ran)(ran)是(shi)短(duan)期不可逆過(guo)程，在土(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)-植物系統中，重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)屬(shu)污(wu)(wu)染(ran)(ran)通過(guo)食物鏈進入農產(chan)(chan)品，影(ying)響農產(chan)(chan)品質量安全，危害(hai)人(ren)類健康(kang)，因此(ci)對土(tu)(tu)(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)屬(shu)污(wu)(wu)染(ran)(ran)監測是(shi)非常必要(yao)的(de)(de)。
給出地面資源的部新的調查報告數據庫，全國農耕地地面面積的10%上面已受高價屬環境破壞，約有1.3億畝，污水滲漏自流灌溉環境破壞農耕地3220萬株，液態垃圾物堆存占地面積和毀田200萬株，這其中絕大多數聚焦在城市發展較高度發達的地區。中華環境與發展媒體合作理事會會發布，環境部在針對我國20萬公畝大多農耕地守護區土壞有危害性高價屬抽檢監測器發掘，有3.2萬公畝土壞高價屬不合格，不合格率達12.1%。
近些年以來來，天價屬空氣造成的的感染交通事故嚴重，如安徽鳳翔患兒血鉛超出標準、四川臨沂砷空氣造成的的感染的時間、山東瀏陽鎘空氣造成的的感染的時間、紫銀礦業空氣造成的的感染的時間、廣西省內龍江鎘空氣造成的的感染的時間等。一些天價屬空氣造成的的感染的時間不斷給社會中獲得了重大項目的經濟性影響也恐嚇威脅著他們的更健康衣食住行，也引致一個國家關于節能環保標準部們的長度關注，并且把天價屬空氣造成的的感染，深入開展天價屬監控工做擺上了十分緊迫感、十分關鍵的具體位置上。現下，由節能環保標準部領頭確定的《全國的土壤結構場景庇護“12五”歸劃》已開始國務院文件報備程序流程圖，該歸劃預估將拉動產業發展總進行投資達數萬億人民幣。
與此時，202009年111月14日環鏡守護區部正式發布了土壞和積聚物環鏡標HJ 780 -2015——《土壞和積聚物
有機物質的側量主波長反射率X放射性風格熒光光譜儀圖法》。此標16年11月1日完成。此標對25種有機物質和7中陽極鐵的氧化物的的質量成績條件提出了了符合請求。對於這一項標，本我司進入中國一件EDX
3200S
PLUS熒光光譜儀圖儀，可以高速、最準確地分享土壞中彩石物質，K、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Rb、Y、Ba、Sr、Br、Th、Pb、As和Zr物質的驗出限和降鈣素原檢測限完整提供HJ
780-2015環鏡守護區標符合請求。
X射線熒光光譜法測試原理：
X射線(xian)(xian)(xian)熒光(guang)光(guang)譜(pu)法是(shi)一(yi)(yi)種現代儀器分析方法，通過X射線(xian)(xian)(xian)管產生入射X射線(xian)(xian)(xian)（一(yi)(yi)次(ci)X射線(xian)(xian)(xian)），激發被測樣品(pin)；受激發的(de)(de)樣品(pin)中(zhong)的(de)(de)每一(yi)(yi)種元(yuan)素(su)會(hui)發出特(te)(te)征X射線(xian)(xian)(xian)（二次(ci)X射線(xian)(xian)(xian)）——這種特(te)(te)征X射線(xian)(xian)(xian)具(ju)有特(te)(te)定的(de)(de)能量和波長(chang)特(te)(te)性(xing)（莫塞萊定律），這些放(fang)射出來的(de)(de)二次(ci)X射線(xian)(xian)(xian)的(de)(de)能量及數量被探測系統測量，通過配套軟件將這些射線(xian)(xian)(xian)信(xin)號(hao)轉(zhuan)化為樣品(pin)中(zhong)各種組分元(yuan)素(su)的(de)(de)具(ju)體含量。
1 儀器設備檢測最簡單的方法
圖1 X光譜線熒光介紹步驟圖
1.1 設備及試劑
設備：X射線熒光光譜儀一臺 EDX3200S
PLUS；電子天平一臺（精度0.01g）；自動壓片機一臺（壓力不小于40T）；鼓風干燥箱一臺；振動磨一臺；非金屬樣品篩（200目）
試劑：
硼酸粉末（分析純）；土壤國家標準物質；土壤樣品
1.2 樣品的采集、保存和前處理
土壤樣品的采集和保持按照HJ/T166執行，樣品的風干或烘干按照HJ/T166相關規定進行操作，樣品研磨后過200目篩，于105℃烘干備用。
用電子天平稱量5.00g過篩（200目）的土壤標準物質或樣品和12.00g硼酸粉末（鑲邊材質），稱量誤差±0.05g。然后放入壓片機中壓片成型，壓力30T（壓力范圍20～30T）,保壓時間30s。
1.3 工作曲線的建立和樣品分析
設定適當的測量條件，使(shi)用(yong)EDX3200S
PLUS掃描國家標準物質(zhi)（簡(jian)稱標樣(yang)）GSS-1～GSS-15，建立土壤(rang)標樣(yang)中(zhong)關(guan)注元素(su)含量與強度的線(xian)性工作(zuo)曲線(xian)。然后，對未知樣(yang)品進(jin)行測量。
2. 測量及數據分析
2.1 土壤中關注的金屬元素及氧化物檢出限測量
EDX 3200S PLUS
配有三組濾光片，根據土壤中關注元素的特性，設置佳測試條件。用國家土壤標樣GSS-1-GSS-15標定儀器，建立環境土壤工作曲線。在環境土壤工作曲線下，使用高純SiO2
做空白基體，連續測試11次，根據檢出限公式： 3倍的空白基體的標準偏差除以儀器的靈敏度
獲得EDX 3200S
PLUS測量土(tu)壤(rang)樣品的方法檢出限(xian)，如(ru)下表所示
表1 土質檢樣中鋁合金風格及被鐵的氧化物的驗出限
|
序號
|
元素/化合物
|
國標要求 檢出限
|
儀器檢出限
|
判定
|
|
1
|
K2O
|
1500.0
|
72.2
|
滿足
|
|
2
|
CaO
|
2700.0
|
39.3
|
滿足
|
|
3
|
Ti
|
150.0
|
6.7
|
滿足
|
|
4
|
V
|
12.0
|
1.1
|
滿足
|
|
5
|
Cr
|
9.0
|
3.6
|
滿足
|
|
6
|
Mn
|
30.0
|
2.2
|
滿足
|
|
7
|
Fe2O3
|
1500
|
6.6
|
滿足
|
|
8
|
Co
|
4.8
|
0.13
|
滿足
|
|
9
|
Ni
|
4.5
|
1.2
|
滿足
|
|
10
|
Cu
|
3.6
|
2.4
|
滿足
|
|
11
|
Zn
|
6.0
|
3.26
|
滿足
|
|
12
|
Ga
|
6.0
|
1.76
|
滿足
|
|
13
|
As
|
6.0
|
6.0
|
滿足
|
|
14
|
Br
|
3.0
|
1.3
|
滿足
|
|
15
|
Rb
|
6.0
|
1.0
|
滿足
|
|
16
|
Sr
|
6.0
|
1.3
|
滿足
|
|
17
|
Y
|
3.0
|
1.2
|
滿足
|
|
18
|
Zr
|
6.0
|
1.8
|
滿足
|
|
19
|
Pb
|
6.0
|
6.0
|
滿足
|
|
20
|
Th
|
6.3
|
2.4
|
滿足
|
|
21
|
Ba
|
35.1
|
13.5
|
滿足
|
注：
1、Co受Fe元素Kb嚴重干擾，通過公式得出極低檢出限是有一定的偏差。
2、由于這個型號儀器沒有抽真空（或充氦氣），所以沒有做輕元素如Na2O、MgO、Al2O3和SiO2等。而La、Ce、Hf受散射本底影響無法得到有效譜，P、S、Cl在國家土壤標樣中都是高含量，沒有合適的低含量標樣，主要的原因是受本底影響很大，譜圖不規則，均沒有考慮。
3. 滿足國標的元素有(you)K、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Rb、Y、Ba、Sr、Br、As、Pb、Th和(he)Zr。
EDX 3200S PLUS系列儀器介紹
圖2 EDX 3200S PLUS 熒光光譜圖儀
EDX 3200S PLUS
屬于江蘇天瑞儀器股份有限公司自主研發的產品，設備采用了能量色散X射線熒光光譜技術實現土壤中微量金屬有害元素的快速檢測，設備采用了先進的探測器和激發源等硬件配置。
本產品除了測量土(tu)壤和水(shui)系沉(chen)積(ji)物外，還可以用(yong)于稻(dao)米、小麥、谷物、煙草等(deng)作物中的重(zhong)元素鎘（Cd）、鉛（Pb）、砷（As）和硒（Se）的快(kuai)速無損(sun)檢測。
性能參數
產品型號：EDX 3200S
PLUS
產品名稱：X熒光光譜儀
測量元素范圍：從鈉（S）到鈾（U）
元素含量分析范圍：
ppm—99.99%（不同元素，分析范圍不同）
同時分析元素：一次性可測幾十種元素
測量時間：60秒-300秒
探測器能量分辨率為：低可達125eV
管壓：5KV-70KV
管流：50μA-1000μA
測量對象狀態：粉末、固體、液體
輸入電壓：AC
110V/220V
環境溫度：15℃-30℃
環境濕度：35%-70%
外形尺寸：380mm×360mm×418mm
性能特點
超薄窗X光管，指標達到先進水平
新的數字多道技術，讓測試更快，計數率達到100000cps，精度更高。
FastSDD硅漂移探測器，良好的能量線性、能量分辨率和能譜特性，較高的峰背
自動穩譜裝置保證了儀器工作的一致性
高信噪比的電子線路單元
針對不同元素自動切換濾光片，免去手工操作帶來的繁瑣
解譜技術使譜峰分解，使被測元素的測試結果具有相等的分析精度
多參數線性回歸方法，使元素間的吸收、應得到明顯
儀器具備輻射安全許可證，且對設備進行三重X射線屏蔽設計，保證了環境下無輻射泄漏，讓測試人員安全放心的使用
硬(ying)件聯動裝置(zhi)，權限安全(quan)鎖，保證(zheng)軟件失(shi)效(xiao)的情況下(xia)還(huan)能對設(she)備進行控制，保證(zheng)設(she)備在使(shi)用中(zhong)的安全(quan)無(wu)放(fang)射
標準配置
超薄窗X光管
Fast
SDD硅漂移探測器
數字多道技術
光路增強系統
高信噪比電子線路單元
自動切換濾光片
自動穩譜裝置
三重安全保護模式
相互獨立的基體效應校正模型
多變量非線性回歸程序
應用案例
圖3 土質樣品英文的熒光譜分析圖
土壤有機質原材料的測試方法報告：
|
樣品名稱
|
K2O
|
CaO
|
Ti
|
V
|
Cr
|
Mn
|
Fe2O3
|
Co
|
Ni
|
Cu
|
|
土壤樣品
|
3.34
|
1.33
|
3976
|
35.8
|
32.1
|
276
|
2.16
|
12.4
|
8.6
|
6.4
|
|
樣品名稱
|
Zn
|
Ga
|
As
|
Rb
|
Sr
|
Y
|
Zr
|
Pb
|
Th
|
Ba
|
|
土壤樣品
|
41.3
|
24.3
|
12.5
|
101
|
286
|
17.6
|
296
|
12.2
|
12.1
|
685
|
注：腐蝕物的行業為 %，屬性的行業為mg/kg。
附件：儀器的安裝和運營環境
一、實驗室總體設計：
按照樣品測試、樣品前處理的特點設立各個分室，應建立樣品測試室與樣品前處理室。科學地布置和安放儀器設備，布置電力線路，合理的采光、自然通風和照明。
布置示意(yi)圖：樣品測試(shi)室如下(xia)(xia)，具體要求見下(xia)(xia)方儀器安裝儀器條件。
二、工作環境要求
2.1 環境溫度：10℃-35℃
2.2 相對濕度：小于70%
2.3 電源：AC 220V（如電網波動 ≥
10%，則需配專用交流穩壓器(1kw以上）。
2.4 房間(jian)：無(wu)(wu)腐蝕性氣體，無(wu)(wu)機械振(zhen)動，無(wu)(wu)電磁場干(gan)擾(rao)。
附件:
國家土壤(rang)、水系沉積物環(huan)境新標準(zhun)要(yao)求（HJ780-2015）
表2 檢驗事物分享方式檢測限和檢驗最高值
|
序號
|
元素/化合物
|
檢出限
|
測定下限
|
序號
|
元素/化合物
|
檢出限
|
測定下限
|
|
1
|
砷（As）
|
2.0
|
6.0
|
17
|
硫（S）
|
30.0
|
90.0
|
|
2
|
鋇（Ba）
|
11.7
|
35.1
|
18
|
鈧（Sc）
|
2.4
|
6.6
|
|
3
|
溴（Br）
|
1.0
|
3.0
|
19
|
鍶（Sr）
|
2.0
|
6.0
|
|
4
|
鈰（Ce）
|
24.1
|
72.3
|
20
|
釷（Th）
|
2.1
|
6.3
|
|
5
|
氯（Cl）
|
20.0
|
60.0
|
21
|
鈦（Ti）
|
50.0
|
150.0
|
|
6
|
鈷（Co）
|
1.6
|
4.8
|
22
|
釩（V）
|
4.0
|
12.0
|
|
7
|
鉻（Cr）
|
3.0
|
9.0
|
23
|
釔（Y）
|
1.0
|
3.0
|
|
8
|
銅（Cu）
|
1.2
|
3.6
|
24
|
鋅（Zn）
|
2.0
|
6.0
|
|
9
|
鎵（Ga）
|
2.0
|
6.0
|
25
|
鋯（Zr）
|
2.0
|
6.0
|
|
10
|
鉿（Hf）
|
1.7
|
5.1
|
26
|
二氧化硅（SiO2）
|
0.27
|
0.81
|
|
11
|
鑭（La）
|
10.6
|
31.8
|
27
|
三氧化鋁（Al2O3）
|
0.07
|
0.18
|
|
12
|
錳（Mn）
|
10.0
|
30.0
|
28
|
三氧化二鐵（Fe2O3）
|
0.05
|
0.15
|
|
13
|
鎳（Ni）
|
1.5
|
4.5
|
29
|
氧化鉀（K2O）
|
0.05
|
0.15
|
|
14
|
磷（P）
|
10.0
|
30.0
|
30
|
氧化鈉（Na2O）
|
0.05
|
0.15
|
|
15
|
鉛（Pb）
|
2.0
|
6.0
|
31
|
氧化鈣（CaO）
|
0.09
|
0.27
|
|
16
|
銣（Rb）
|
2.0
|
6.0
|
32
|
氧化鎂（MgO）
|
0.05
|
0.15
|
注:
要素質量總分企事業廠家為mg/kg；脫色物企事業廠家為%。符號網紅的21種要素和脫色物，其EDX檢查測量設備策略檢查測量出限和化學發光法限完完全全充分滿足HJ780-2015區域規則檢查測量規范。
