浅谈X 射线荧光无标分析软件在环境应急监测中的应用

彭鹏

（江苏省淮安环境监测中心，江苏 淮安 223001）

1 引言

为深入打好污染防治攻坚战，开展快速、准确、科学的环境污染应急监测工作尤为重要。然而对于现阶段应急监测来说，由于受到标准物质、监测技术规范等因素的影响，能够监测的污染因子相对较少，一些未纳入监测指标的新污染物很容易被忽视。

波长色散X 射线荧光光谱仪无标分析软件采用制造商的标样、经验与知识，包括测量条件、自动谱线识辨、背景扣除、谱线重叠校正、基体校正等，由仪器制造商测量大量的各种校准样品、储存强度和校准曲线，然后将这些数据转到用户的X 射线荧光分析系统中［1］。

利用波长色散X 射线荧光光谱仪无标分析软件，在遇到未知样品时，可以在经过简单前处理之后，在无需配制标准曲线的情况下，利用仪器内置的程序及公式，对未知样品，尤其土壤、固废等复杂基体物质快速扫描，短时间内得出其基本组成，对照周围未受污染的同类型样品监测数值或同点位的历史数据，快速分析出异常元素，从而极大地提升环境污染应急监测的效率。

近年来，刘岩等［2］采用波长色散X 射线荧光光谱仪无标分析法检测催化剂，测定结果的相对标准偏差小于1.3%；张红菊等［3］采用波长色散X 射线荧光光谱仪无标分析法检测轻合金铝合金中的主量元素，其测量值与认定值的相对误差低于±5%。本文利用波长色散X 射线荧光光谱仪无标分析软件对土壤标准物质进行分析，对比认定值，对其准确性展开探讨，探讨该方法在环境应急监测工作中的应用。

2 实验

2.1 主要仪器

光谱仪：赛默飞波长色散X 荧光光谱仪（ARL PERFORM’X 4200）。振动磨：转速900 r/min，磨粉时间0～999 s，可调，北京众合（ZHM－1B）。压片机：压力40 t，保压时间0～999 s，可调，最大行程100 mm，北京众合（ZHY-401B）。

2.2 试剂和材料

（1）P10气（甲烷和氩气混合气体）：压力9.5 MPa，南京麦克斯南分特种气体有限公司。

（2）标准物质：GBW07407a（GSS－7a），GBW 07363（GSD－20），GBW07366（GSD－23），中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所。

2.3 实验过程

2.3.1 仪器条件

环境温度23.0 ℃；相对湿度50%。

仪器条件：光谱室真空度＜10 Pa、温度32.5 ℃；P10气体流量6 mL/min、压力105 500 Pa；晶体温度38 ℃。

2.3.2 软件参数设定

无标分析相关参数见表1。

表1 无标分析相关参数

2.3.3 样品的制备及测定

拿到样品后先确认样品是否经干燥处理，若未干燥，需对其进行干燥处理，通常在100 ℃下烘2 h。将干燥后的样品放入振动磨内进行粉碎研磨，研磨时间为1 min。将研磨好的粉末进行压片，压片方法分为直接压片法和粘结剂衬底压片法，可以根据实际样品选择合适的方法。直接粉末压片法即使用铝环、钢环、塑料环等，将粉末放入直接进行压片；粘结剂衬底压片法是先把样品放入模具中铺满压实，然后放入硼酸盖在样品上压制成片。2 种方法均为压力20～30 t，保压时间30 s。

本文选用土壤标准样品，称取标准样品4.8 g 左右，将粉末放入塑料环内用压片机直接进行压片，将制好的样品上机测定，测量方法选X-UQ 方法。测试完成后，对扫描图谱进行峰的搜索和匹配，并进行人工检查，归一化计算后输入相关信息进行校准，本实验选用Oxides＋CO2进行校准，最后对测定结果进行分析。

3 结果讨论

采用X-UQ 方法分别对中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所的土壤标准物质GBW07407a（GSS－7a），GBW 07363（GSD－20），GBW 07366（GSD－23）进行测定，在选用合适的校正计算后，可以很清晰地得出整个土壤标准物质的基本元素组成，对比标准物质证书上元素的认定值，各个元素相对误差最大在±40%左右，最小在±1.0%左右，说明该方法不仅可以对各个元素进行定性，而且达到了一个近似定量的水平，个别的元素值甚至可达到准确定量。可以通过仪器大量的实验结果，对照标准物质的认定值，对相对误差较大的元素进行修正，以便更好地利用此软件开展工作。具体测定结果见表2。

表2 土壤标准物质分析结果对照

4 结语

在突发性环境污染事故发生时，常常很难第一时间快速地确定环境污染元素，最好的方法就是对污染样品开展全元素分析，逐一排查，这是一个非常繁琐且费时费力的工作。然而即使开展全元素分析，由于绝大数的环境监测实验都需要匹配的标准物质，而现有的标准物质种类对比自然界成千上万种的物质来说是极其有限的，这些都严重制约了环境污染应急监测的水平和效率。采用波长色散X 射线荧光光谱仪无标分析软件可以很好地解决这个问题，当发生环境污染事故时，可以快速地对其全元素扫描，大致了解样品的基本元素组成，并对各种元素近似地定量，再针对异常的污染元素开展针对性的分析，不仅节约了人力、物力，更提高了效率。波长色散X 射线荧光光谱仪无标分析软件将会为环境应急监测带来极大的帮助。