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在業(yè)內(nèi)認(rèn)知中,，由于普通的臺(tái)式能譜儀檢測能力有限,，一般不能勝任土壤環(huán)境重金屬污染檢測。馬爾文帕納科Epsilon4 型臺(tái)式能譜儀集多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)于一身,，具有了可以媲美落地式XRF的檢測能力,，在環(huán)境污染檢測中體現(xiàn)了較高的精度和良好的穩(wěn)定性。

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,，環(huán)境污染問題日益加劇,。為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,，我國近年出臺(tái)了一系列環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，以指導(dǎo)污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,、管控與治理,，對(duì)污染的監(jiān)管也達(dá)到了前所未有的力度。

污染檢測的重要目標(biāo)之一是重金屬污染物,，常用檢測方法包括質(zhì)譜法（MS）,、原子吸收法（AAS）以及X射線熒光光譜法（XRF）。

因樣品均質(zhì)化要求,，質(zhì)譜法和原子吸收法等檢測方法只能通過液體進(jìn)樣,，這就需要額外的消解成本。

例如依據(jù)HJ 787-2016要求,，使用原子吸收法檢測固廢中的鉛（Pb）,，需要使用鹽酸、硝酸,、氫氟酸,，高氯酸在電熱板或微波對(duì)樣品進(jìn)行消解；依據(jù)HJ 803-2016要求,，對(duì)于土壤中錳,、鋇,、釩等11種元素,，采用電感耦合等離子發(fā)射光譜法分析，則需要使用王水,。

消解試劑的使用一方面引入外來干擾,，另一方面也增加了實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行成本。檢測來自污染地區(qū)的高濃度樣品時(shí),，帶來儀器污染與堵塞風(fēng)險(xiǎn),，而稀釋會(huì)產(chǎn)生操作誤差。除以上問題外,，漫長的前處理削弱了檢測結(jié)果的時(shí)效性,。

XRF用于環(huán)境污染檢測

相對(duì)而言，XRF方法時(shí)可不需消解直接進(jìn)樣,，可連續(xù)報(bào)出多元素測量結(jié)果,，實(shí)現(xiàn)快速檢測，提高時(shí)效性,。配套制樣設(shè)備簡易,，避免了對(duì)于XRF檢測精度的影響，同時(shí)不需消解,、不產(chǎn)生廢水廢氣,，減輕實(shí)驗(yàn)室負(fù)擔(dān),。

除固體外，XRF分析液體,、薄膜,、植物同樣可行，適應(yīng)于多種工況,。XRF內(nèi)部無復(fù)雜管路,，無污染與堵塞風(fēng)險(xiǎn)，檢測濃度范圍從ppm級(jí)至100%,，無論痕量元素還是高濃度樣品同樣適用,。

目前圍繞XRF檢測技術(shù)已經(jīng)有《HJ 780-2015 土壤與沉積物無機(jī)元素測定 波長色散X射線熒光光譜法》、《HJ830-2017環(huán)境空氣 顆粒物中無機(jī)元素的測定 波長色散熒光光譜法》,、《HJ829-2017環(huán)境空氣 顆粒物中無機(jī)元素的測定 能量色散熒光光譜法》等標(biāo)準(zhǔn)面世,， XRF檢測技術(shù)被認(rèn)可為鋅、鎳,、銅等元素的等效分析方法,。

能量色散X射線熒光光譜技術(shù)

在土壤污染物檢測中，標(biāo)準(zhǔn)建議的方法并未包括能量色散型X射線熒光光譜技術(shù),，主要是由于土壤樣品元素分析的復(fù)雜性和對(duì)儀器準(zhǔn)確性和重復(fù)性的高要求,，使得一般的能量色散型X射線熒光光譜儀不能滿足污染物的測定。

作為世界第一臺(tái)商用X射線分析儀器的制造商（飛利浦分析儀器部,，馬爾文帕納科的前身）,，馬爾文帕納科在XRF設(shè)計(jì)制造方面擁有豐富的經(jīng)驗(yàn)和獨(dú)特的技術(shù)。

其推出的高性能Epsilon4 臺(tái)式能譜儀,，簡稱E4,，是經(jīng)歷過20余年、多代能譜儀產(chǎn)品不斷進(jìn)化而來,，其在設(shè)計(jì)上顯著減小了體積的同時(shí)又保有充足的樣品位空間,，以滿足大量樣品測量需求；裝配了高性能X射線管,、高分辨SSD探測器和超高計(jì)數(shù)處理器及全功能算法軟件,，使得E4在部分應(yīng)用上具有媲美落地式XRF的檢測能力。

在儀器使用過程中,，用戶最為關(guān)注的是方法的準(zhǔn)確度與穩(wěn)定性,。目前常用的方法是將國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的檢測強(qiáng)度與濃度擬合，擬合相關(guān)系數(shù)越接近1,，說明方法越準(zhǔn)確,。穩(wěn)定性則通過國家標(biāo)準(zhǔn)樣品連續(xù)測定結(jié)果的相對(duì)偏差進(jìn)行評(píng)定，偏差越小說明方法越穩(wěn)定,。

在陜西省某環(huán)境監(jiān)測站E4型能譜儀的應(yīng)用中,，針對(duì)20種元素,，E4工作曲線擬合相關(guān)系數(shù)分布在在0.9321至0.9999之間，平均相關(guān)系數(shù)為0.9899,，具體系數(shù)見下表,。使用能譜儀對(duì)于16種常見土壤及水系沉積物國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中20種元素進(jìn)行連續(xù)多次測量，連續(xù)檢測值標(biāo)準(zhǔn)偏差較小,，具體數(shù)值見下表,。以上實(shí)驗(yàn)證明了E4型能譜儀器具有較高的精度與良好的穩(wěn)定性。

表1 20種元素檢測值與證書參考值相關(guān)系數(shù)表

表2 16種國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)各元素多次測量值標(biāo)準(zhǔn)偏差數(shù)值表

另一個(gè)實(shí)驗(yàn)是測定土壤中的營養(yǎng)素和有毒元素,。26個(gè)經(jīng)認(rèn)證的土壤參考樣品作為標(biāo)準(zhǔn)品制成壓片樣品,，用于Epsilon4 校準(zhǔn)曲線的建立。要測試該方法的準(zhǔn)確性和精度,，實(shí)驗(yàn)中使用了中國土壤參考樣品GSS8連續(xù)進(jìn)行五次測量,。表3中所示的經(jīng)認(rèn)證的平均測量濃度和標(biāo)準(zhǔn)偏差展現(xiàn)了30分鐘測量時(shí)間內(nèi)極佳的準(zhǔn)確性和精度。

表3 通過對(duì)土壤參考樣品 GSS8 的五次連續(xù)測量,，可獲得準(zhǔn)確性和重復(fù)性結(jié)果

綜上所述,，馬爾文帕納科Epsilon4 臺(tái)式能譜儀分析速度快、適應(yīng)范圍廣,，整機(jī)緊湊而測量位充足,，分析精密且安全可靠。

目前已經(jīng)得到了國家海洋局一二三所,、北京環(huán)監(jiān)站,、上海環(huán)科院、南開大學(xué)等多家單位的高度認(rèn)同,，并廣泛應(yīng)用于土壤,、水系沉積物,、空氣濾膜,、污水，甚至植物果實(shí)等環(huán)境樣品的檢測,。

隨著人民對(duì)于美好生活需要的日益增長,，我們會(huì)欣喜地看到XRF分析技術(shù)在環(huán)境分析領(lǐng)域取得更加豐碩的成果。