土壤重金属应急监测解决方案

一、前言

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，造成农产品安全质量隐患，危害人类健康。因此，对土壤中重金属进行监测，已成为环境保护的重要工作。要如何才能快速确定土壤、沉积物、固体废弃物等中是否含有重金属，从而避免盲目取样带来人力物力的浪费呢？X射线荧光光谱法具有无需样品制备，同时多元素测定、分析速度快、重现性好和无损检测的特点，已成为土壤现场快速监测、快速筛分的重要也是最有效的工具。

二、X射线荧光光谱仪

X荧光光谱仪（XRF）由激发源（X射线管）和探测系统构成。X射线管产生入射X射线（一次X射线），激发被测样品，产生X荧光（二次X射线），探测器对X荧光进行检测。

受激发的样品中的每一种元素会放射出二次X射线，并且不同的元素所放射出的二次X射线具有特定的能量特性。探测系统测量这些放射出来的二次X射线的能量及数量。然后，仪器软件将探测系统所收集到的信息转换成样品中各种元素的种类及含量。

元素的原子受到高能辐射激发而引起内层电子的跃迁，同时发射出具有一定特殊性波长的X射线，根据莫斯莱定律，荧光X射线的波长λ与元素的原子序数Z有关，其数学关系如下：

λ=K(Z− s) −2

式中K和S是常数。

而根据量子理论，X射线可以看成由一种量子或光子组成的粒子流，每个光具有的能量为：

E=hν=h C/λ

式中，E为X射线光子的能量，单位为keV；h为普朗克常数；ν为光波的频率；C为光速。