《土壤重金属 便携式 XRF 检测仪技术要求和现场应用方法（征求意见稿）》编制说明

123《国家环境保护标准“十三五”发展规划》在“总体目标”部分明确提出：“围2）《土壤质量总砷的测定硼氢化钾-硝酸银分光光度法》45）《土壤质量镍的测定火焰原子吸收分光光度法》（G7）《土壤质量总汞的测定冷原子吸收分光光度法》（GB/T9）《土壤和沉积物无机元素的测定波长色散X4）《土壤和沉积物铜、铅、锌、铬、镉、镍等重金属的测定石墨炉原子55396—2021《土壤和沉积物无机元素的测定能量色X射线荧光光谱法》然而，由于土壤样品的复杂性,仪器性能参差不齐，目前仍缺少专门针对土6欧盟针对废弃物和土壤中重金属元素的X射线荧光光谱法也有（DINEN电感耦合等离子体原子发射光谱或电感耦合等由于不能被场地便携式X射线应该光谱仪（fieldportablex-rayfluorescence，FPXRF）所测定，一些轻质元素如锂、铍、钠、镁、铝、硅和磷Ni7VK8实土壤，以增加土壤密度和紧实度，以便于有良好的重复性MonochromaticEnergyDispersiveX-rayFlMonochromaticExcitationBeams(ASTMDASTMD8064于2016年正式发布，是采用多个9同样适用于其他元素：锑(Sb)、铜、硒(Se)、银(Ag)、铊(Tl)、锌(Zn)、钡(Ba)、金(Au)、钴、钒(V)、铁(Fe)、锰(Mn)、钼(Mo)、钾(K)、铷(Rb)、锡(Sn)、锶(Sr)Ni2、基体效应——基体效应，亦称为共存元素效应，该效应在所有元素中3、物理基体效应——要针对样品的物理特性，如粒径和均匀性。通过在分fluorescencespectrometryusingah标准指出，对于汞，镉，钴，钼，钒和锑，大部（1）土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行GB15618-2018）序号1镉序号2汞3砷4铅5铬6铜7镍8锌序号目1镉2汞3砷4铅5铬1砷2镉394铜5铅7439-92-16汞87镍1锑2铍7440-41-73钴研目前市场上常见的便携式XRF检测设备，并研究其原理、构成与应用，提出其技术参数要求。6.2.1X射线荧光分析原理一束高能粒子(射线)在与原子的相互作用下，如果其能量大于或等于原子某一轨道电子的结合能时，可以将该轨道的电子逐出，形成空穴；此时原子处于非稳定的状态，在极短的时间内，轨道的外层电子向空穴跃迁，使原子恢复至稳定状态。那么,在外层电子跃迁的过程中，两个壳层之间的能量差就以特征的X6.2.2波长色散和能量色散X射线荧光光谱仪波长色散X荧光(即WDXRF)光谱仪基本方法是使用一分光晶体，先将不同波长的X射线按不同的衍射角色散，然后用探测器测量X射线的强度，这样从测角器的指示便能知道被测X射线的波长，从X射线的强度测量便能知道发射此种X射线的元素的含量。其基本结构为：激发源、分光系统、探测器和记录分析器。能量色散X射线荧光(即EDXRF)利用能量探测器将不同X射线光信号转化为不同的电脉冲信号，再对不同电脉冲信号统计分析得到X射线荧光强度，其仪器的基本构成是：激发源、探测器和多道谱及运算处理器。两种X射线荧光技术相比较：(1)波长色散系统结构复杂、功率高、实验室使用、成本高；能量色散系统相对简单，低功率、可实验室、便携式使用，成本相对较低。标准，利用能量色散设备的标准有《HJ829-2017环境空气颗粒物中无机元素个滤光片可以嵌入X射线管的窗口中加速电压的选择依据有两点：一是阳极极材料的吸收边；二是仪器冷却X射线管的能力。尽管电压低至吸收边带能Ni—— ————— 射线荧光光谱仪较为常见的有尼通、天瑞和奥林巴斯等，这些产品设计结构类发产品在检出限上要优于多色光激发产品。一些常见品牌厂家设备核心参数比产品型号赛默飞NitonXL3t960天瑞Explorer9000奥林巴斯VantaVCA赛默飞NitonXL5安科慧生PHECDA-ECO/PRO马尔文帕纳科Epsilon1苏州佳谱E-max上市年份2009201420172018201920192019产品型号赛默飞NitonXL3t960天瑞Explorer9000奥林巴斯VantaVCA赛默飞NitonXL5安科慧生PHECDA-ECO/PRO马尔文帕纳科Epsilon1苏州佳谱E-max销量200200150505050市场售价（元)18-28万35-40万40-60万45-55万40-50万45-55万/进口进口进口进口进口线管类型常规端窗X射线管微型一体化X射线管常规侧窗X射线管常规端窗X射线管端窗X射线光管超薄窗侧窗X射线管常规侧窗X射线管阳极靶材料银银银银铑银钨功率W24550最大kV504550507050kV50光源供应商美国MOXTEK美国MOXTEKNewton美国MOXTEK美国MOXTEK马尔文帕纳科(荷)浙江国产探测器及分辨率25mm²GOLDD+型SDD@5.9keV160evFWHM25mm²SDD@5.9keV145evFWHM25mm²SDD135evFWHM25mm²GOLDD+@5.9keV150evFWHM50mm²CubeSDD@5.9keV129evFWHM10mm2SDD@5.9keV130eVFWMH（1500kcps）25mm²FASTSDD@5.9keV125evFWHM探测器供应商AmptekAmptekMoxtekAmptekKetek马尔文帕纳科(荷)Amptek滤光片类）或光学晶体自动调节金属齿轮Cu\Al\Mo\Ti自动调节金属齿轮高通量双曲面弯晶六种滤光片（银、铜、钛、铝材质）双曲面弯晶产品型号赛默飞NitonXL3t960天瑞Explorer9000奥林巴斯VantaVCA赛默飞NitonXL5安科慧生PHECDA-ECO/PRO马尔文帕纳科Epsilon1苏州佳谱E-max工作重量kg1.51.91.71.38.624有效分析重量0.9-5克0.9-5克0.1-1g0.9-5克0.9-5克0.9-5克设备是否集成舱是否是是外接微型UPS或内部集成锂电池，增加1.5KG否是重量及规格333g/7.65Ah/56Wh350g/9.0Ah14.4V锂离子电池301g/6.8Ah/50Wh外接UPS5.4Kg/100KmAh/500Wh内部集成锂电池，8.5Ah/120Wh否434g/6.8Ah/98Wh线辐射及证书<1.0uSv/h，辐射豁免证书<0.5uSv/h，辐射豁免证书<5uSv/h<1.0uSv/h，辐射豁免证书<1.0uSv/h，辐射豁免证书<0.1uSv/h极限使用条件辐射豁免证书<1.0uSv/h，辐射豁免证书基本效应校正算法基本参数法基本参数法基本参数法+captain基本参数法基本参数法其他基本参数法校准元素Ag,As,Au,Ba,Ca,Cd,Co,Cr,Cs,Cu,Fe,Hg,K,Mn,Mo,Ni,Pb,Pd,Rb,S,Sb,Sc,Se,Sn,Sr,Te,Th,Ti,U,V,W,Zn,ZrS,Cl,Ag ,As,Ba,Ca,Cd,Ce,Cl,Co,Cr,Cu,Fe,Hg,In,K,La,Mn,Mo,Nb,Nd,Ni ,Pb,Pd,Pr,Rb,Rh,S,Sb,Se,Si,Sn,Sr,Te,Tl,V,Y,ZnP,S,Cl,K,Ca,Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zn,As,Se,Rb,Sr,Y,Zr,Nb,Mo,Ag,Cd,Sn,Sb,Ba,La,Ce,Pr,Nd,Ta,W,Hg,Pb,Bi,Th,U,TlAg,As,Au,Ba,Ca,Cd,Co,Cr,Cs,Cu,Fe,Hg,K,Mn,Mo,Ni,Pb,Pd,Rb,S,Sb,Sc,Se,Sn,Sr,Te,Th,Ti,Zn,Zr分析元素范围Mg-U1.重点校正土壤重金属关注元素（Cr,V,Fe,Zn,Cu,Mn,Ni,Sn,Sb,Cd,Ba,Mo,Pb,）2.其它元素可以通过GSS等标准样品进行校正根据需要定制可选六个重金属典型,最多可以配置40个元素Ag,As,Ba,Ca,Cd,Ce,Cl,Co,Cr,Cu,Fe,Hg,In,K,La,Mn,Mo,Nb,Nd,Ni,Pb,Pd,Pr,Rb,Rh,S,Sb,Se,Si,Sn,Sr,Te,Tl,V,Y,Zn,Zr产品型号赛默飞NitonXL3t960天瑞Explorer9000奥林巴斯VantaVCA赛默飞NitonXL5安科慧生PHECDA-ECO/PRO马尔文帕纳科Epsilon1苏州佳谱E-max软件及校准软,Zr全部元素测试条件个数1211241校准标样清单RCRA,NIST2709a,USGSSdAR-M2,SiO2GSS1,GSS3,GSS5NIST2702，NIST2709，NIST2710，NIST2711，NIST2781，GSS1-GSS27RCRA，NIST2709a,USGSSdAR-M2，SiO2部分NIST系列，澳洲CRM系列，GSS系列NIST2710，NIST2711，NIST2586，NIST1944，GSS1，GSS3，GSS4，GSS5，GSS7，GSS29.检出限S350mg/kgK150mg/kgCa80mg/kgTi150mg/kgV60mg/kgCr30mg/kgMn65mg/kgCo90mg/kgNi30mg/kgCu15mg/kgZn12mg/kgAs7mg/kgSe4mg/kgMo3mg/kgCd12mg/kgSn20mg/kgSb20mg/kgBa45mg/kgHg9mg/kgPb8mg/kgppm级S40mg/kgK15mg/kgCa30mg/kgTi20mg/kgV10mg/kgCr20mg/kgMn10mg/kgCo3mg/kgNi4mg/kgCu3mg/kgZn2mg/kgAs1mg/kgSe1mg/kgMo2mg/kgCd5mg/kgSn7mg/kgSb8mg/kgBa30mg/kgHg2mg/kgPb2mg/kgTl2mg/kgCl40mg/kgFe10mg/kgRb1mg/kgSr2mg/kgS112mg/kgK19mg/kgCa8mg/kgTi8mg/kgV3mg/kgCr4mg/kgMn13mg/kgCo5mg/kgNi11mg/kgCu3mg/kgZn2mg/kgAs2mg/kgSe1mg/kgMo1mg/kgCd2mg/kgSn4mg/kgSb4mg/kgBa18mg/kgHg3mg/kgPb1mg/kgZr1mg/kgSr1mg/kgS800mg/kgK260mg/kgCa80mg/kgTi30mg/kgV25mg/kgCr9mg/kgMn7mg/kgCo35mg/kgNi4mg/kgCu0.8mg/kgZn1mg/kgAs0.8mg/kgSe0.8mg/kgMo1.2mg/kgCd0.05mg/kgSn0.1mg/kgSb0.2mg/kgBa0.2mg/kgHg0.8mg/kgPb0.8mg/kgTl0.8mg/kgS5mg/kgS800mg/kgK260mg/kgCa80mg/kgTi30mg/kgV25mg/kgCr9mg/kgMn7mg/kgCo35mg/kgNi4mg/kgCu0.8mg/kgZn1mg/kgAs0.8mg/kgSe0.8mg/kgMo1.2mg/kgCd0.05mg/kgSn0.1mg/kgSb0.2mg/kgBa0.2mg/kgHg0.8mg/kgPb0.8mg/kgTl0.8mg/kgCl25K10Ti3.5mg/kgmg/kgmg/kgmg/kgV30mg/kgCr2.5mg/kgMn2.5mg/kgCo20mg/kgSe1mg/kgmg/kgmg/kgmg/kgmg/kgBr0.8mg/kgMo0.8mg/kgCd0.8mg/kgSn15mg/kgSb15mg/kgBa15mg/kgHg0.8mg/kgPb0.5mg/kgTl0.8mg/kg产品型号赛默飞NitonXL3t960天瑞Explorer9000奥林巴斯VantaVCA赛默飞NitonXL5安科慧生PHECDA-ECO/PRO马尔文帕纳科Epsilon1苏州佳谱E-maxY2mg/kgZr2mg/kgNb1mg/kgAg4mg/kgW4mg/kgTa13mg/kgBi5mg/kgTh4mg/kgU4mg/kgLa50mg/kgCe110mg/kgPr130mg/kgNd300mg/kgU2mg/kgRb1mg/kgTh1mg/kgAu4mg/kgW5mg/kgSc9mg/kgCs22mg/kgTe8mg/kgPd2mg/kg测量时间60s600s360s60s600s600s600s基体背景土壤标样背景土壤标样背景土壤标样背景土壤标样背景土壤标样背景土壤标样背景土壤标样6.4.1.1铭牌，铭牌上应标有名称、型号、生产单位、出厂编号、制造日期等信6.4.1.3仪器主机面板显示清晰，涂色牢固，字符、标识易于识别，无影响读数6.4.1.4仪器外壳或外罩应耐腐蚀、密6.4.1.5包装，完整且内容物（产品组成）齐全，应包含产品合格证和中文使用6.4.1.7生产资质，生产者名称和地址应当是依法登记注册、能够承担产品安全6.4.1.8便携性，便携式仪器质量应不超过10kg，手持式仪器质量应不超过3kg。：（6.4.2.3大气压80～106）kPa；6.4.4.3仪器集成土壤环境质量标准限值6.5性能指标；（；（含量的样品，以10次检测信号标准差3倍对应的重金属元素含量为检出限（LOD）。其中，标准偏差以质量分数计，单位为毫克每千克（mg/kg），按式（1）计算；LOD均以质量分s=∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙）；）；x——测定平均值，单位为毫克每千克（mg/kg）；）；s——标准偏差，单位为毫克每千克（mg/kg）；计算6次样品测定值的RSD，单位为百分RSD=100%∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙（3））；xi——单次测定值，单位为毫克每千克（mg）；x——测定平均值，单位为毫克每千克（mg/kg）；RE=100%∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙（4）x——测定平均值，单位为毫克每千克（mg/kg与精度需求，选择合适XRF测量模式。风险筛查的样品再进行混匀，例如搅拌的方式。将预处理过的土壤样品将X射线荧光光谱仪固定在平整的地面上，并如样品杯无法压实则可重复敲定直到土样均匀地填满将X射线荧光光谱仪固定在平整的地面上，并按8.2.1至8.2.4步骤对设备性能进验证和确认，如设备无法满足要求，则联XRF光谱干扰情况汇总。当干扰元素的含量远高[4]FieldportableXrayfluorescencespectrometryforthedeterminationofelem[5]DeterminationofmetalsinambientparticulatematterusingXrayfluorescence(XRF)[7]Determinationofmetalsandtraceelementsinwaterandwastesbyinductivelycoupl[8]Soilquality-dissolutionforthedeterminationoftotal[9]Characterizationofwasteandsoil-DeterminationofelementalcompositionbyXray[10]VOrescanin,I.LMikelic,LMikelic,SLulic.Appspectrometerforsoilandsedimen[11]CRadulescu,CStihi,GBusuioc,I.VPopescu,A.IGheboianu,V.GhCimpoca.EvaluationofessentialelementsandheavymetallevelsinfruitingbodiesofwildmushroomsandtheirsubstrbyEDXRFspectrometry[12]DGupta,J.MChatterjee,RGhosh,A.KMitra,SRoy,MEDXRFinvestigationofelementaluptakeincauliflowergrownatMSW-contaminateds[13]P.JCustodio,SPessanha,CPereira,M.LCarelementalcontentinfarmedand[14]A.DWastowsk,G.M.DRosa,etal.UtilizandoEspectrometriadeFluorescenciadeRaios-X[16]VSingh,H.MAgrawal,G.CJoshi,MSudershan,A.KSinha.ElementalprofileofagriculturalsoilbytheEDXRFtechniqueanduseofthePrincipalComponentAnalysis(PCA)methodtointerpretthecomplexdata.AppliedRadiationandIsotop[17]F.MAdebiyi,O.IAsubiojo.AssessmentofelementaccumulationfrombitumendepositbyvegetationusingEnergyDispersiveX-rayFluorescence(EDXRF)spectroscopytechChemistryandEcology,2[18]UCevik,SAkbulut,YMakarovska,R.VGrieken.Polarized-BeamHigGeologicalSamples.SpectroscopyLette[19]JObhodas,VValkovic,LMatjacic,KNad,DSudac.EvaluationofelementalcompositionofsedimentsfromtheAdriaticSeabyusingEDXRFtechnique.Applied[20]T.RRautray,BBehera,TBadapanda,VVijayanashsamplesbyEDXRFtechnique.IndianJ.Phys,2009,83(4):5[21]LFabio,Melquiades,etal.ThomazTracersDiscriminat[22]M.SMeorYusoff,MMasilana,et[23]AEne,APantelica,CFreitas,ABosneaga.EDXRFandINAAAnalysisofSoilsintheVicinityofaMetallurgicalPlant.Rom.Journ.P[24]ZLLYeung,RCWKwok,YuKN.Determinationofmulti-elementprofilesofstreetduusingenergydispersiveX-rayfluorescence(EDXRF).AppliedRadiationandIsotopes,2003,[25]VOrescanin,LMikelic,SLulandenvironmentalliquidsamplesbyEDXRFmethod.AnalyticaChimicaActa,200[26]MLCarcalho,TMagalhaes,Mtissues:AcomparativestudybyEDX[27]RCesareo,GEGigante,PCanegallo,etal.Applicationsofnon-cryogenicportableEDXRFsystemsinarchaeometry.NuclearInstrumentsaAccelerators,Spectrometers,DetectorsandAs[28]S.PLundblad,P.REnergy-DispersiveX-RayFluorescence(EDXRF):EffectsofPostdepositionChemical[29]M.LCarvalho,A.FMarques.DiagenesisevaluationinMiddleAgeshumanbonesusing[30]LBonizzoni,SCaglio,AGalli,GPoldi.Anoninvasivemethodtodetectstratigraphy,ThicknessesandpigmentconcentrationofpictorialmultilayersbasedonEDXRFandvis-RS:insituapplications.Appl.Phys.[31]LBonizzoni,AGalli,GPoldi.InsituEDXRFanalysesonRenaissanceplaquettesandindoorbronzespatinaproblemsandprovenanceclues.X-RaySpectrom,20