成都市郊区土壤中重金属元素分析及环境评价

1、.：.；成都市郊区土壤中重金属元素分析及环境评价摘要：选取成都郊区龙潭寺北湖周围一片区域，进展剖面土壤采样，利用X荧光分析仪，对土壤表层及深层中Fe，Zn，Cu，As，Pb，Cr 种重金属元素进展含量测定，与热电厂周围土壤数据以及土壤背景值进展对比分析。分析得出该区已有部分污染，主要污染元素为Zn，Cu。污染最主要来源为农药，化肥的大量运用，汽车尾气以及城市燃煤，热电厂排放的烟尘等也对起其环境呵斥了一定的影响。这阐明城市化进程曾经开场影响到城市周边的环境，对城市郊区的污染防治不仅要从本地的实践情况出发，也要留意城市工业的影响。关键词：郊区 土壤 重金属元素 环境评价Analyzing elem

2、ents of heavy metals and valuating environment in the earth of Chengdus suburban areas(Geochemistry JIANGHONG teacher:PENGXIUHONG)Abstract: Select a region around the Northlake at Longtanshi , a suburb in Chengdu, carry on the section plane soil sampling, measure the content of Fe, Zn, Cu, As, Pb, C

3、r, the six heavy metal elements in topsoil and deep soil, by using of X fluorescence analyzer, and then contrast with the data of the soil around the thermal power plant and soil background value . The result shows that parts of that area have been polluted, and Zn, Cu is the main pollution. The mai

4、n source of pollution is the agricultural chemicals, and massive using of the chemical fertilizer, the automobile exhaust and the city coal-burning, and mist ,the thermal power plant emissions, and so on all have certain influence on environment. The result also indicates urbanized advancement has a

5、lready started to affect peripheral environment of the city, and not only to made allowance for the local actual situation, but also pay attention to the influence of. the industry city in pollution preventing and controlling of city suburbs.Key word: Suburb soil heavy metal element environment asse

6、ssment目录 TOC o - h z HYPERLINK l _Toc 摘要： PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc Abstract: PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 前言 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .选题根据及研讨意义 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .国内外研讨现状及进展 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .研讨思绪、方法、内容 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .研讨区根本概略 PAGEREF _

7、Toc h HYPERLINK l _Toc .地理概略 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .资源及工业分布现状 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .区域地质 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .大地构造位置 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .地层 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .构造 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .样品的采集与分析 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .样品采

8、集 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .采样方法 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .采样位置 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .采样分量 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .样品的处置 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .样品的处置: PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .样品的实验室室内的制备。 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .样品的分析测试 PAGEREF _Toc h HYP

9、ERLINK l _Toc . X荧光分析原理 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . X射线荧光定量分析的实际公式 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 仪器的标定 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 规范样的丈量 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 本底的丈量 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 样品的丈量 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 样品丈量数据的处置 PAGEREF _Toc h HYPERLI

10、NK l _Toc .数据分析 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 结论 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 致谢 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 参考文献 PAGEREF _Toc h 前言 .选题根据及研讨意义随着工业技术的开展和人口增长，世界范围内的城市化进程逐渐加快，地球科学尤其是地球化学越来越多地面向城市。进入二十世纪七十年代以来，随着世界性环境危机的加剧，城市开展进程遭到了空前的挑战。 二十世纪八十年代初期，英国的Thornton提出了城市地球化学的概念，并用环境地球化学来研讨城市污染。在城市地

11、球化学概念出现之后短短的余年时间内，城市地球化学已成为环境地球化学研讨的重要领域。城市地球化学研讨成果不断涌现，并开展成为环境地球化学与城市环境研讨的重要方向。城市环境遭到人类活动的广泛影响，自然及人类活动引起的城市地球化学问题日益遭到人们的注重。城市环境地球化学是运用地球化学的原理和方法研讨城市生态环境的地球化学问题，主要研讨城市环境中污染物的来源，城市土壤、堆积物、尘埃、地表水、地下水、生物、空气等介质中化学元素及同位素的分布、演化、迁移、环境作用及安康效应，城市环境污染与地质地球化学背景的关系，重点处理城市地球化学环境质量变化的原理及由此产生的生态环境效应及人体安康效应。土壤是一种珍贵的

12、自然资源，是环境的重要组成部分，也是地球陆地外表具有肥力、能生长作物的疏松炭层。主要由岩石风化而成的矿物质、动植物残体腐解质的有机质以及水分、氢气等组成；在环境系统中，土壤和水、空气、岩石和生物之间，以及土壤了系统内部，都不断地进展着物质与能量的交换。可以说。土壤是万物生长和立足的重要根底，也是人类生存、开展、任务和生活的重要场所。片区域栖息和生长的动植物物种类型和土壤性质往往有亲密联络，而土壤的侵蚀是历史上人类活动和自然过程包括农业施用的化肥及农药等累积效应产生的后果，土地开发以及资源开采和废物处置等工程对土壤和地下水会呵斥不同方式的影响。主要的有土壤的侵蚀和污染。所以，要提高土壤环境质量和

13、运用价值。维护环境和土壤资源，必需系统全面地进展土壤环境质量的现状评价和影响评价，为制定环境管理政策和综合防治污染提供科学决策相根据。土壤是地球上大多数动物、植物生长、发育的根底，也为人类的开展提供了必要的条件。土壤不仅是人类食物的主要来源，人类还利用土壤的净化作用，处置及处置了各种废弃物。人类活动产生的污染物，经过不同的途径输入土壤环境中，其数量和速度超越了土壤的净化才干，从而使土壤污染物的累积过程逐渐占据优势，土壤的生态平衡受破坏，正常功能失调，导致土壤环境质量下降，影响作物的正常生长发育作物产品的产量和质量随之下降，并产生一定的环境效应(水体或大气发生次生污染)，最终将危及人体安康、人类

14、生存和开展。土壤污染的主要来源是工业和城市的废水及固体废物、农药和化肥的大量运用，生物残体、大气中二氧化硫等经过降水而降到地面的沉降物。由于土壤的辽阔，实践上其污染源是多方面的。土壤污染根据其污染源和污染途径，可分为如下种类型：水质污染型 主要是工业废水、城市生活污水和受污染的地表水，经由污染而呵斥的土壤污染。此类污染约占土壤污染面积的。其特点是污染物集中于土壤表层，但随着污染时间的延伸，某些可渗性污染物可由表层逐渐浸透到地下潜水层。污染土壤一船沿河流、灌溉干、支渠呈树枝状或片状分布。大气污染型 主要是由大气污染物经过于、湿沉降过程污染土壤。污染面积和分散间隔 取决于污染韧的性质、排放量和排放

15、方式。大气型土壤污染物主要集中于土壤表层。固体废物污染型 主要是指由工矿业废物、城市生活渣滓、污泥等引起的土壤污染。固体废物的堆积、掩埋、处置不仅直接占用大量耕地，而且经过大气分散、沉降或水淋、地表径流等污染周围地域的土壤。农业污染型 主要是指因长期运用化肥、农药、渣滓堆肥、污泥而呵斥的土壤污染，污染物主要集中于土壤表层。综合污染型 指由多污染源和污染途径同时呵斥的土壤污染。如能够受大气、农药、水体、化肥等的综合影响。此外，还可按土壤污染物的属性分为化学污染型表. 土壤环境主要污染物质污 染 物 种 类 主 要 来 源 无 机 污 染 物 重 金 属 Hg Cd Cu Zn Pb Cr Ni

16、(As) (Se) 制烧碱、汞化物消费等工业废水和污泥、含汞农药、汞蒸气 冶炼、电镀、染料等工业废水、污泥和废气，肥料杂质 冶炼、铜制品消费等废水、废渣和污泥，含铜农药 冶炼、镀锌、纺织等工业废水和污泥、废渣、含锌农药、磷肥 颜料、冶炼等工业废水、汽油防爆熄灭排气、农药 冶炼、电镀、制革、印染等工业废水和污泥 冶炼、电镀、炼油、染料等工业废水和污泥 硫酸、化肥、农药、医药、玻璃等工业废水、废气、农药 电子、电器、油漆、墨水等工业的排放物 放射性物 质 Cs Sr 原子能、核动力、同位素消费等工业废水、废渣、核爆炸 原子能、核动力、同位素消费等工业废水、废渣、核爆炸 其 他 F 盐、碱 酸 冶炼

17、、氟硅酸钠、磷酸和磷肥等工业废水、废气、肥料 纸浆、纤维、化学等工业废水 硫酸、石油化工、酸洗、电镀等工业废水、大气酸沉降 污 染 物 种 类 主 要 来 源 有 机 污 染 物 有机农药 酚 氰化物 苯并a芘 石油 有机洗涤剂 有害微生物 农药消费和运用 炼焦、炼油、合成苯酚、橡胶、化肥、农药等工业废水 电镀、冶金、印染等工业废水、废水、肥料 石油、炼焦等工业废水、废气 石油开采、炼油、输油管道漏油 城市污水、机械工业污水 厩肥、城市污水、污泥、渣滓 刘培桐主编，高等教育，在城市地域，车辆排放的尾气、工业排放物以及其他活动都能够是重金属的来源，大气污染是重金属污染的一个重要来源，重金属元素可

18、以经过大气降尘与土壤的相互作用而积累于表层土壤中，重金属在土壤中的坚持是一个继续过程。城区的表层土和街道浮尘是大气降尘中重金属污染的指示剂。目前有学者已留意到车流量大的公路旁的土壤遭到铅和其他重金属的污染，但没有深化研讨。重金属不能被土壤微生物降解，而在土壤中不断积累，且可为植物所富集，经过食物链，重金属浓度可添加到对生物链的一些成员有害的程度，并最终在人体内蓄积，到达危害的程度。如镉污染呵斥的骨痛病，汞污染呵斥的水俣病等。由于重金属不能被土壤微生物降解，土壤一旦蒙受重金属污染，就很难予以彻底消除，最后向地表水或地下水迁移，加重了水体的污染。 重金属侵入人体产生的危害，是由重金属的性质决议的，

19、重金属的潜在毒性，主要与它的构造、物理性质和化学性质有关，与重金属元素的离子价态、离子半径、电荷离子半径比、第一电离能、电化当量、结合能、熔点、沸点、熔化热、汽化热等性质有关。在实践环境中，还与重金属元素氧化物的性质有关。我国研讨者张维新等，根据重金属的理化性质，用模糊数学方法，对常见的种重金属元素进展了分类及排序，并根据其在环境中的行为，进展了调整，得出了重金属的分类及毒性顺序。 表. 重金属潜在毒性的分类及顺序类别 重 金 属 毒 性 Hg、Cd、Tl、Pb、Cr、In、Sn 有较强毒性，多数有致癌致畸作用，易蓄积 Ag、Sb、Zn、Mn、Au、Cu、Pr、Ce、Co、Pd、Ni、V、Os

20、、Lu、Pt 生活中常接触，有一定毒性，有些又是人体必需的微量元素加括号者 Bi、Yb、Eu、Ga、Fe、Sc、Al、Ti、Ge、Rh、Zr 毒性较小 Hf、Ru、Ir、Tc、Mo、Nb、Ta、Re、W、Tm、Dy、Nd、Er、Ho、Gd、Tb、La、Y 毒性很小，普通情况下，不会对人类安康呵斥危害 *每类重金属中，其毒性次序自左向右依次递减。 资料来源：王连生，科学， .国内外研讨现状及进展随着各国工业化进程的不断加快和人民生活程度的提高，环境各要素的人为污染问题日益严重，勘查地球化学也以查明各种污染物在环境中的含量、迁移、转化，及对人类社会的影响为己任，开展了这方面的填图和评价任务。我国的

21、环境地球化学研讨始于二十世纪六十年代，当时是地球化学家与医学任务者协作对诸如克山病、大骨节病等地方性疾病的病因进展了研讨，提示出它们分别是由于环境中Se、Mo的缺乏和饮水中有机物的过量所致。七十年代初，由于环境污染问题，一些地域结合土壤质量调查与评价，做了一些土壤背景值的测定。如“北京西郊环境质量评价和“北京东南郊环境污染调查及防治途径研讨中调查测定了土壤中砷、汞、镉、铬、铜、铅的背景值。年初，在中国科学院的主持下，组成了专题性的中国科学院土壤背景值协作组，与有关科研单位、高等院校及环境维护机构协作，先后开展了北京、南京及广州等地域土壤、水体和生物等方面的背景值研讨。年，中国科学院在昆明召开了

22、环境背景值学术讨论会，并以论文方式编辑出版了“环境中假设干元素的自然背景值及其研讨方法一书。年至年，农牧渔业部环境维护科研监测所组织了科研、高校、环保等二十几个主要单位协作，在北京、上海、黑龙江、吉林、四川、贵州、陕西、浙江、天津、江苏、山东、新疆、广东等十三个省市进展了农业土壤中汞、镉、铅、铬、砷、锌、铜、镍、氟的背景值调查研讨。年至年，我国“六五科技攻关工程中，开展了广泛而深化的土壤背景值调查研讨任务；我国“七五科技攻关工程又列入了土壤背景值研讨课题，年完成了全国土壤背景值的调查研讨。年浙江物化探勘察院与地矿部物化探所在杭嘉平原开展了:万农业环境地球化学调查，获得了如下的显着成果：进展了农

23、业地球化学分区，为农田合理施肥提供了根据；从地球化学角度提出种农作物的适宜种植区，研讨了水稻、油菜、麻桑、龙井茶的产量和质量与土壤中微量元素的关系，并经过补Zn使水稻增产%；同时对区内生态环境进展了综合评价，提出了坚持良好生态环境和控制污染的建议。近年来，国家科技部、中国科学院各院所、教育部有关高校、地方政府等各级部门等都根据所研讨地域存在的详细环境问题，进展了土壤中重金属的迁移转化、重金属的吸附去除及降低毒性等方面的研讨，同时对土壤退化、营养库的建立，以及土壤酸化、盐化、碱化等问题进展了大量有意义的任务，获得了一大批研讨成果。但由于我国土地辽阔、土壤类型众多、地貌景观复杂，上述研讨任务仅在一

24、些典型地域开展，大面积多信息的研讨任务还滞后于国外同类研讨任务。目前，国家环保局在广东珠江三角洲开展了典型地域的土壤环境地球化学调查的试点研讨，研讨内容包括土壤重金属污染、土壤中有机质污染、城市固体废弃物等项内容，他们虽然在测试工程种类上比较齐全，但在研讨地域的选择上是部分的、有针对性的。中国地质调查局从年开场的全国主要工农业兴隆地域及沿海城市(广州市、成都市、武汉市、漳州市、南京市等)多目的地球化学调查是迄今为止我国开展规模最大、测试元素最多的一次调查，是融第四纪地质、根底地质、矿产资源及环境评价为一体的综合性调查活动，获得了大量的第一、第二环境种元素的测试数据，为矿产预测、寻觅地热、环境评

25、价提供了丰富的资料。为了推进西部大开发，根据国土资源部的部署，四川省地质调查院年开展了，获得了艰苦成果。如发现：成都市范围内约有km的土地存在不同程度的Hg、Cd、Pb、Zn、As、Ni, Cr等重金属元素污染，污染面积约占总面积的。.研讨思绪、方法、内容、进展城市环境样品土壤的野外采集、样品的实验室室内的制备。、x荧光分析仪测定环境样品，分析Pb,As,Cu,Zn等元素。、对比分析热电厂周围土壤数据。、对数据进展研讨分析，评价郊区土壤环境。.研讨区根本概略.地理概略调查区地处四川盆地西部，四川省规划在成都经济区建立一个特大型城市成都市、两个大城市绵阳市、乐山市，可见这三个城市是“天府之国的中

26、心地带，在四川省经济开展中具有举足轻重的位置。区内交通方便，成昆线、宝成线、成南线等三条铁路经过调查区；公路网四通八达，计有、等国道和成绵、成乐、及成南等高速公路；除此而外，省道、县道更是布满本区平坝丘陵地域。区内气候温暖，四季清楚、雨量充沛，湿度大、云雾多、日照少、年平均湿度为%，无霜期长。地势西高东低、北高南低。从地理地貌分区来看，成都市属四川盆地平原区.资源及工业分布现状调查区人口密度大，工矿企业多，相应的各类固体废弃物、工业“三废排放量大大添加，已成为影响调查区生态环境不可忽视的重要要素。在各级政府和有关部门的注重与严厉管理下，近年来，任务区的环境污染得到了一定的控制。成都了坚持污染防

27、治和生态环境维护并重，以减轻城区污染和建立良好的城市生态、防止全市自然环境破坏为重点的开展战略，污染防治任务获得明显成果。府南河综合整治工程荣获结合国年“世界人居奖。城区加快了生活炉灶和锅炉运用清洁能源的改造步伐。至年底，城区运用清洁能源的生活炉灶达l台(套)，锅炉台。一环路内运用清洁能源的生活炉灶已超越。每年可减少燃煤.万吨，减少二氧化硫排放量.万吨，减少煤渣万吨。在全市范围内加强了机动车路检、抽检任务和尾气污染治理。年，城区路检、抽检机动车辆，经治理达标辆，达标率提高到.。市污水处置厂二期工程已于年完工，府南河延伸整治工程正顺利进展，城区内小河道开场整治。.区域地质.大地构造位置成都经济区

28、在大地构造上跨扬子准地台与松潘-甘孜褶皱系、昆仑-秦岭地槽褶皱系级构造单元，包括龙门山-大巴山台缘坳陷、上扬子地台坳、四川台坳、西秦岭地槽褶皱带、巴颜喀拉地槽褶皱带五个二级构造单元。.地层测区属堆积岩广泛发育区，下元古界至第四系均有分布，区内大面积出露的为侏罗系、白垩系、第四系地层，各地层主要岩性简述如下：第四系Q：为冲洪积层，粘土、亚粘土、砂砾层、砾石层、部分含泥炭。分布在平坝地域及山间河谷地域，出露面积较广。下第三系E：棕红色粘土岩、钙泥质粉砂岩，砖红色含泥砂岩。该地层仅在调查区的乐山、眉山、雅安地域零星出露。白垩系K：分布于区内宽广丘陵低山区及平坝地域，主要岩性为紫红色、灰白色砂质泥岩、

29、棕红色岩屑砂岩、砾岩、砂岩、长石石英砂岩、粘土岩、粉砂岩、页岩等。侏罗系J：分布于区内宽广丘陵低山区及平坝地域，主要岩性为棕红色泥岩、紫红色粘土岩、夹砂质页岩、砂质泥岩、岩屑石英砂岩等。三迭系T：主要分布于区内盆周山区，主要岩性为砂岩、灰色岩屑砂岩、长石石英砂岩、粉砂岩、细砂岩、粘土岩、泥页岩等。此层含煤。二迭系P：乐山市峨眉山地域出露较广，其它地域零星分布，主要岩性为玄武岩、灰岩、泥灰岩、白云岩、炭质页岩、含铜砂页岩，在龙门山地域其岩性为灰绿色玄武岩、凝灰质千枚岩。石炭系C：主要沿调查区西、西北部山区零星分布。主要岩性为灰岩、结晶灰岩、千枚岩、板岩等。泥盆系D：主要分布于龙门山区，出露面积较

30、小，主要岩性为千枚岩、含炭千枚岩、石英岩夹结晶灰岩、灰岩、页岩、砂岩等。志留系S：绵阳西北部分布较广，主要岩性为千枚岩、绢云千枚岩、片岩、板岩、蜕变石英砂岩等。其它年代地层，包括奥陶系O、寒武系、震旦系Z、前震旦系等仅在测区外西部山区零星出露。.构造调查区阅历了晋宁、澄江、加里东、华力西、印支、燕山及喜马拉雅期等构造旋回，现存构造形迹主要是印支期末褶皱造山作用和喜马拉雅期推覆构造运动的产物。主要构造形迹在龙门山区表现为一系列北东向展布的深断层、褶皱构造。在丘陵区主要为一系列平缓开阔褶皱。调查区西部断裂构造比较发育，主要有北川-映秀深断裂，江油-灌县大断裂，九顶山断裂、茂汶断裂，柳江断裂，金坪断

31、裂，凰仪断裂。成都-蒲江断裂，龙泉山大断裂。岷江断裂、虎牙断裂、雪山断裂，古城断裂。除此而外，区内还有仁寿断裂，井研断裂等大大小小的断裂构造。遥感解译资料阐明，调查区有一系列北东向、南北向的隐伏线性构造及环形构造。.样品的采集与分析.样品采集.采样方法采样深度分为种，为cm为表层土，-cm为深层土，采集地表至cm深处的土样，并去除杂草、草根、砾石、砖块、肥料团块等杂物。为添加土壤样品的代表性，采样时应以处为主作为定点位置，在采样点周围m范围内多点采集个子样组合为一个样品。每个大格内的单点样的土类尽量做到根本一致。采样时候为防止样品污染，留意发掘时防止运用铁器，采样时用木勺，并装入聚乙烯塑料袋封

32、装。.采样位置本次采样以成都市龙潭寺北湖周围为主，以北湖为中心，采取放射采样，从北湖出发，每隔m进展采样，分别采集表层土和深层土，并记录采样地点以及周围环境。共采集条线。见表示图.在农业区为使样品具有代表性，不能在水土流失严重或表土被破害处采样，通常应在农用大田、菜地、林带地、岸坡及路边地采样；在接近乡村采样时，留意调查和访问当地居民，尽量避开新近搬运来的堆积土、渣滓土；假设在采样范围内无法采集到自然表层土壤，可以选择人工改造时间较长的表层土壤。 图. 成都郊区北湖采样点表示图.采样分量样品原始分量应不低于g，每个样品要保证截取的粒级样品目部分重达g。反复样和反复分析样取样分量应在普通样重的根

33、底上加大一倍。.样品的处置.样品的处置:土壤经自然风干后，剔除生物残骸、植物碎片、碎石和砾石，装入聚乙烯塑料袋送样。.样品的实验室室内的制备。样品置于烘箱内在C条件下烘干后，利用玛瑙钵进展碎样，全部过目尼龙筛，将样品装入纸样品袋。.样品的分析测试将制备好的土样放入样品杯中，经手动铺平，压实，放置在枯燥处待测。在制样过程中，应将样品杯中的土样压实至饱和厚度，以提高样品丈量的准确度。. X荧光分析原理X射线是伦琴于年发现的一种电磁辐射，其波长为 .nm。在真空管内用电加热灯丝钨丝阴极产生大量热电子，热电子被高压万伏加速撞击到金属Mo，Cu，Fe，Cr，Rh等资料制成的阳极靶上，电子运动忽然停顿，电

34、子动能部分转变成X射线辐射出来，它包含有高强度的单色X射线特征X射线外，还有延续的X射线。 当能量高于原子内层电子结合能的高能X射线与原子发生碰撞时，驱逐一个内层电子而出现一个空穴，使整个原子体系处于不稳定的激发态，激发态原子寿命约为s，然后自发地由能量高的形状跃迁到能量低的形状。这个过程称为驰豫过程。驰豫过程既可以是非辐射跃迁，也可以是辐射跃迁。当较外层的电子跃迁到空穴时，所释放的能量随即在原子内部被吸收而逐出较外层的另一个次级光电子，此称为俄歇效应，亦称次级光电效应或无辐射效应，所逐出的次级光电子称为俄歇电子。它的能量是特征的，与入射辐射的能量无关。当较外层的电子跃入内层空穴所释放的能量不

35、在原子内被吸收，而是以辐射方式放出，便产生X射线荧光，其能量等于两能级之间的能量差。因此，X射线荧光的能量或波长是特征性的，与元素有一一对应的关系。 K层电子被逐出后,其空穴可以被外层中任一电子所填充，从而可产生一系列的谱线，称为K系谱线：由L层跃迁到K层辐射的X射线叫K射线,由M层跃迁到K层辐射的X射线叫K射线。同样,L层电子被逐出可以产生L系辐射。假设入射的X射线使某元素的K层电子激发成光电子后L层电子跃迁到K层，此时就有能量E释放出来，且E=EK-EL，这个能量是以X射线方式释放，产生的就是K射线，同样还可以产生K射线 ，L系射线等。莫斯莱(H.G.Moseley) 发现，荧光X射线的波

36、长与元素的原子序数Z有关，其数学关系如下： =K(Z-s)- 这就是莫斯莱定律，式中K和S是常数，因此,只需测出荧光X射线的波长,就可以知道元素的种类。激原子退激时将多余的能量以电磁辐射的方式释放出来即发射特征X射线特征X射线有称为荧光或者特征荧光，特征X射线的能量EX等于参与电子跃迁和充填过程的两个壳层电子的结合能E和E之差，即：EX= E-E (.)按照莫塞莱H.G.Moseley定律，EX的物理表达式为：E=RhC(n-+n-)(Z-An) (.)式中，R里德伯常数R=m-；h普朗克常数h=.-Js；C真空中的光速C=.ms；Z受激原子的原子序数；An 系数；与产生电子空穴的壳层位置有关

37、；n、n分别为跃迁电子和充填电子所处壳层的主量子数n、n均为正整数。对于K系特征荧光，n=；n=；An=；那么式.可简化为： EX=.Z-eV (.)对于L系特征荧光，n=；n=；An=.；那么式.可简化为： EX=.Z-.eV (.)式.阐明，某一元素发射的特征X射线，其能量与该元素的原子序数的平方Z成正比，或者说每个谱系的特征X射线的能量的平方根EX-与对应元素的原子序数成正比关系。因此，根据待测样品所产生的特征X射线的能量，可以进展定性分析定性识别各种不同元素。. X射线荧光定量分析的实际公式显然，假设样品中某种元素的含量越高，那么样品中含有该种元素的原子数目也越多，它们被激发而产生特征

38、射线的几率也越大，即在同等丈量条件下样品发射该种能量的特征射线的照射量率越大。因此，测定某种元素的特征射线的照射量率就可以获知该种元素的含量。根据实际推导，当待测样品均匀、各向同性、外表光滑平整、体积为无穷大，并采用平行窄束射线激发样品时(如图.)，丈量仪器探测到的特征射线 的照射量率可表达为： (.)式中，Ix特征射线(二次射线)的照射量率； Io入射射线(一次射线)的照射量率； Cx待测元素的含量； o、x分别为被测样品对一次射线和二次射线的质量吸收系数； 、分别为一次射线的入射角和二次射线出射角； Kx 系数；与丈量条件有关。 对手提式射线荧光仪的丈量条件而言，o，o，式.化简为： (.

39、) 可见，特征射线的照射量率与被测样品中待测元素的含量呈线性关系。采用相对丈量法可以定量分析待测元素的含量。综上所述，经过丈量特征射线的能量(或波长)及其照射量率就可以定性、定量分析被测样品中所含各种元素及其含量。因此，原位X射线荧光分析就是利用手提式X射线荧光仪现场测定土壤、岩(矿)石或其它固体、液体资料遭到人工放射性产生的()射线的照射而发射出来的特征X射线的能谱(照射量率随特征X射线能量变化的关系图)，进而确定待测物质中所含元素的种类及其含量的高低。. 仪器的标定实验运用的丈量仪器为：Si-PIN 实验运用的放射源为： Pu此次实验要求丈量的元素为：Cr、Fe、Cu、Zn、Pb，因此需求

40、同样元素的规范样品即知元素含量的纯样品来标定仪器，以判别峰值代表的元素和丈量元素的峰边境、峰位，最终得出元素的峰面积。各元素的标定结果如表.：表. 元素标定结果能量刻度Fe的K峰CH=As的K峰CH=谱峰设定CH左峰位CH右Cr FeCuZnPb. 规范样的丈量将土壤规范样放到探头上丈量，运用Pu作放射源，丈量时间为s。丈量终了后，仪器自动计算峰面积，经过多元回归计算，并辅以特散比发修正，得出要求待测元素的峰面积。记录数据。查表得到规范样的待测元素含量见表.表. 规范样元素含量元素标样峰面积标样含量单位本底Cr.ppm.Fe.%.Cu.ppm.Zn.ppm.Pb.ppm. 本底的丈量样品的丈量

41、方法同上规范样的丈量，丈量时间s。丈量一次，并记录数据。见表. 样品的丈量 样品的丈量方法同上规范样的丈量，丈量时间s。丈量两次，并记录数据。. 样品丈量数据的处置每次记录的数据为Sa、Sb，求其两次的平均值S均。 S均=Sa+Sb/ . 将峰面积平均值除去其中的本底值。 S样= S均-S本底 . 由知的标样峰面积和含量可得： 样 . 因此： 由上可以计算得出各个待测元素的含量。数据及结果见表.表. 成都郊区北湖周围表层土和深层土重金属元素含量Fe% CuppmZnppmCrppm As+PbppmC表.C深.C表.C深.C表.C深.C表.C深.C表.C深.D表.D深.D表.D深.D表.D深.

42、D表.D深.D表.D深.E表.E深.E表.E深.E表.E深.E表.E深.E表.E深.E表.E深.E表.E深. .数据分析数据统计结果如下：表. 数据统计结果Fe% CuppmZnppmCrppmAs+Pbppm表层平均值.深层平均值.平均值.表最大.表最小.深最大.深最小. 图. 成都郊区北湖周围表层土与深层土Fe含量对比图. 成都郊区北湖周围表层土与深层土Cu含量对比图.成都郊区北湖周围表层土与深层土Zn含量对比图. 成都郊区北湖周围表层土与深层土Cr含量对比图. 成都郊区北湖周围表层土与深层土As+Pb含量对比从上面图.到图.可以看出，该地土壤中，表层土跟深层土重金属元素含量相差不大，而且

43、各采样点重金属元素表层土与深层土含量各有高低。假设有外界环境污染，普通表层土重金属元素含量要远高于深层土，而北湖土壤重金属元素丈量阐明，该地能够遭到外界污染较小，遭到城市工业化的影响比较小。表. 我国土壤重金属背景测定值ppm元素 样品数 最小值 最大值 中位值 算术 平均值 算术 规范差 几何 平均值 几何 规范差 % 范围 Cd Zn Pb Cu Cr Hg As . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . * 中国环境监测总站全国土壤

44、监测结果,图. 成都郊区北湖周围土壤平均值与我国土壤背景值比较图 从上面背景值以及图.可以看出，采样地域的Zn含量远高于背景值，而As+Pb，Cu也高于背景值，表示该地域遭到不同程度的污染，污染主要为Zn，Cu。根据表.，可以得出：Cu主要污染冶炼、铜制品消费等废水、废渣和污泥，含铜农药。由于地处郊区，察看讯问附近居民得知附近无冶炼、铜制品消费厂地，分析该区Cu污染主要含铜农药的污染。Zn主要污染冶炼、镀锌、纺织等工业废水和污泥、废渣、含锌农药、磷肥 ，该地附近可见一些纺织工业，分析该区的Zn污染主要纺织工业废水、废渣以及含锌农药、磷肥。而Cr，As+Pb等污染较轻，其主要污染应该主要农药跟大

45、气，汽车尾气的污染。 表. 成都热电厂表层土与深层土重金属元素含量 Fe%CuppmZnppmCrppmAs+PbppmA表.A深.A表.A深.A表.A深.B表.B深.B表.B深.据方敏丈量数据图. 北湖与热电厂表层土中Fe含量对比图. 北湖与热电厂表层土中Cu含量对比图. 北湖与热电厂表层土中Zn含量对比图. 北湖与热电厂表层土中Cr含量对比图. 北湖与热电厂表层土中As+Pb含量对比图. 北湖与热电厂深层土中Fe含量对比图. 北湖与热电厂深层土中Cu含量对比图. 北湖与热电厂深层土中Zn含量对比图. 北湖与热电厂深层土中Cr含量对比图. 北湖与热电厂深层土中As+Pb含量对比图.，图.，图.三图中，北湖与热电