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在業(yè)內認知中，由于普通的臺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 型臺式能譜儀集多項先進技術于一身，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。

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，環(huán)境污染問題日益加劇。為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，我國近年出臺了一系列環(huán)保標準，以指導污染風險評估、管控與治理，對污染的監(jiān)管也達到了前所未有的力度。

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

因樣品均質化要求，質譜法和原子吸收法等檢測方法只能通過液體進樣，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樣品進行消解；依據(jù)HJ 803-2016要求，對于土壤中錳、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驗室運行成本。檢測來自污染地區(qū)的高濃度樣品時，帶來儀器污染與堵塞風險，而稀釋會產(chǎn)生操作誤差。除以上問題外，漫長的前處理削弱了檢測結果的時效性。

XRF用于環(huán)境污染檢測

相對而言，XRF方法時可不需消解直接進樣，可連續(xù)報出多元素測量結果，實現(xiàn)快速檢測，提高時效性。配套制樣設備簡易，避免了對于XRF檢測精度的影響，同時不需消解、不產(chǎn)生廢水廢氣，減輕實驗室負擔。

除固體外，XRF分析液體、薄膜、植物同樣可行，適應于多種工況。XRF內部無復雜管路，無污染與堵塞風險，檢測濃度范圍從ppm級至100%，無論痕量元素還是高濃度樣品同樣適用。

目前圍繞XRF檢測技術已經(jīng)有《HJ 780-2015 土壤與沉積物無機元素測定 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 顆粒物中無機元素的測定 能量色散熒光光譜法》等標準面世， XRF檢測技術被認可為鋅、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

在土壤污染物檢測中，標準建議的方法并未包括能量色散型X射線熒光光譜技術，主要是由于土壤樣品元素分析的復雜性和對儀器準確性和重復性的高要求，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設計制造方面擁有豐富的經(jīng)驗和獨特的技術。

其推出的高性能Epsilon4 臺式能譜儀，簡稱E4，是經(jīng)歷過20余年、多代能譜儀產(chǎn)品不斷進化而來，其在設計上顯著減小了體積的同時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探測器和超高計數(shù)處理器及全功能算法軟件，使得E4在部分應用上具有媲美落地式XRF的檢測能力。

在儀器使用過程中，用戶最為關注的是方法的準確度與穩(wěn)定性。目前常用的方法是將國家標準物質的檢測強度與濃度擬合，擬合相關系數(shù)越接近1，說明方法越準確。穩(wěn)定性則通過國家標準樣品連續(xù)測定結果的相對偏差進行評定，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型能譜儀的應用中，針對20種元素，E4工作曲線擬合相關系數(shù)分布在在0.9321至0.9999之間，平均相關系數(shù)為0.9899，具體系數(shù)見下表。使用能譜儀對于16種常見土壤及水系沉積物國家標準物質中20種元素進行連續(xù)多次測量，連續(xù)檢測值標準偏差較小，具體數(shù)值見下表。以上實驗證明了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系數(shù)表

表2 16種國家標準物質各元素多次測量值標準偏差數(shù)值表

另一個實驗是測定土壤中的營養(yǎng)素和有毒元素。26個經(jīng)認證的土壤參考樣品作為標準品制成壓片樣品，用于Epsilon4 校準曲線的建立。要測試該方法的準確性和精度，實驗中使用了中國土壤參考樣品GSS8連續(xù)進行五次測量。表3中所示的經(jīng)認證的平均測量濃度和標準偏差展現(xiàn)了30分鐘測量時間內極佳的準確性和精度。

表3 通過對土壤參考樣品 GSS8 的五次連續(xù)測量，可獲得準確性和重復性結果

綜上所述，馬爾文帕納科Epsilon4 臺式能譜儀分析速度快、適應范圍廣，整機緊湊而測量位充足，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、南開大學等多家單位的高度認同，并廣泛應用于土壤、水系沉積物、空氣濾膜、污水，甚至植物果實等環(huán)境樣品的檢測。

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