1.弁言
♐
2015年12月14日，环保部宣布了《HJ 780-2015 泥土和堆积物无机元素的测定——波长色散X射线荧光光谱法》（以下简称“HJ 780-2015”），正式成立了泥土中无机元素的检测体例。2016年中，国务院正式向社会公然《泥土净化防治步履打算》（“土十条”）全文，周全增强泥土净化的管理。为共同国度展开泥土查验和管理任务，江苏天瑞仪器股分无限公司（以下简称“天瑞仪器”）推出的WDX4000型波长色散X射线荧光光谱仪及其相干利用体例，可用于测定泥土和堆积物中25种无机元素和7种氧化物，完整知足HJ 780-2015规范的利用请求。
2.检测仪器间介
ꦐ
WDX4000挨次式波长色散X射线荧光光谱仪是天瑞仪器承当的国度严重迷信仪器专项名目的研讨功效，具备完整的自立常识产权。WDX4000接纳了大批立异性和通用化的设想，配有40位主动进样器，机能优良，操纵简洁。
1）测角仪：紧密双轴，可出具计量局部校准证书。
2）高压：大功率≥4kW，切换敏捷，机能不变，毛病率极低。
3）光管：下照式，4kW，Rh靶，配套双通道光管水冷体系，极大耽误光管利用寿命；
3）滤光片：5组，优化设置装备摆设Cu、Al滤光片和防尘滤光片；
4）准直器：3个，知足客户在丈量微量元素时，对分辩率和强度的偏重挑选；
🅰
5）晶体：标配5块晶体，可以或许实现C6—U92之间元素定性、定量的阐发，还有选3个空位可供定制；
🦩
6）探测器：闪灼探测器，大线性计数率3000kcps，流气探测器，大线性计数率1500kcps，具备芯线主动洗濯功效；
7）主动进样器：40位全主动机器手进样器；
8）新版操纵软件，具备现实 a 系数校订、经历α、β、γ系数校订、FP参数校订、谱线堆叠校订、仪器状态监控和壮大的Sqlite公用数据库等功效；
9）独占真氛围路缓冲体系，有用掩护薄膜型样品，在大气颗粒物检测范畴利用普遍。
图 1 WDX4000仪器外表图
3.试着不规则
3.1 选择启示
♏
大功率高压光管发射出的原级X射线，颠末滤光片后，照耀到样品外表，激起出样品中各元素的特点X射线。特点X射线颠末一次准直器准直后平行入射到分光晶体上；再由测角仪扫描出合适布拉格衍射前提的特点X射线。X射线颠末二次准直器后，进入探测器停止旌旗灯号收罗。经由进程计较机软件处置后实现定性阐发和定量阐发。
3.2 转备和化学药品
装备：WDX4000：波长色散型X射线荧光光谱仪；
阐发天平：精度0.1mg；
主动粉末压片机：压力30吨，保压时候30s；
非金属筛：孔径0.075mm，200目。
试剂：硼酸（H3BO3）：阐发纯。
泥土标样：市售有证标样GSS1——GSS27；
3.3 合格品前处理
泥土样品的收罗和保管按照HJ/T 166履行，堆积物样品的收罗和保管按照GB17378.3和GB17378.5履行。样品的风干或烘干按照HJ/5 166及GB17378.5相干划定停止操纵。样品烘干后，对样品停止研磨，后过200目非金属筛，于105℃烘干备用。
称量5.0g样品于压片机模具中，以硼酸镶边、垫底，在压片机上以30吨压力，保压30秒的前提压抑成≥7mm的薄片。制成如图 2、图 3的薄片。样品外表要光滑，不能有粉末零落。
图2 压片样品正面图
图3 压片样品正面图
3.4 级任务曲线美的解散和样机仗量
在配套软件中新建泥土任务区，设置HJ780-2015中25种无机元素和7种氧化物，软件主动天生每一个元素响应的测试参数，而后对每一个元素的现实角度和PHA参数停止零丁设定。仪器参数设定实现后，对有证标样一一测试，获得每一个元素的净强度，便可成立含量与强度的任务曲线。泥土成份较为庞杂，在拟合曲线进程中，良多元素之间存在彼此搅扰，须要对其作基体、谱线堆叠等校订或接纳内标法等手腕从头拟合曲线，获得优良的线性干系曲线。而后对样品停止检出限、精确度和不变性等方面的测试。
4. 测验科研成果
4.1 检测限
按照所优化的尝试前提，泥土样品中各阐发元素的检出限如 REF
_Ref511912484 \h 表 1，检出限的数学抒发式为：
式中：m为单元含量的计数率；Rb为背景计数率；T为峰值和背景的总丈量时候（s）。由表可见，不管是氧化物仍是含量极低无机元素，均知足HJ780-2015规范中对泥土检出限的划定。检出限规范见规范附录A。
表 1检出限测试成果
|
序号
|
元素/氧化物
|
检出限
|
检出限规范
|
鉴定
|
序号
|
元素/氧化物
|
检出限
|
检出限规范
|
鉴定
|
|
1
|
Na2O
|
0.0468
|
0.05
|
及格
|
17
|
Ni
|
1.16
|
1.5
|
及格
|
|
2
|
MgO
|
0.0444
|
0.05
|
及格
|
18
|
Cu
|
1.08
|
1.2
|
及格
|
|
3
|
Al2O3
|
0.0632
|
0.07
|
及格
|
19
|
Zn
|
1.92
|
2
|
及格
|
|
4
|
SiO2
|
0.158
|
0.27
|
及格
|
20
|
Ga
|
1.52
|
2
|
及格
|
|
5
|
P
|
8.05
|
10
|
及格
|
21
|
As
|
1.78
|
2
|
及格
|
|
6
|
S
|
26.37
|
30
|
及格
|
22
|
Br
|
0.89
|
1
|
及格
|
|
7
|
Cl
|
18.52
|
20
|
及格
|
23
|
Rb
|
1.83
|
2
|
及格
|
|
8
|
K2O
|
0.0412
|
0.05
|
及格
|
24
|
Sr
|
1.90
|
2
|
及格
|
|
9
|
CaO
|
0.0816
|
0.09
|
及格
|
25
|
Y
|
0.81
|
1
|
及格
|
|
10
|
Sc
|
2.28
|
2.4
|
及格
|
26
|
Zr
|
1.89
|
2
|
及格
|
|
11
|
Ti
|
48.15
|
50
|
及格
|
27
|
Ba
|
8.63
|
11.7
|
及格
|
|
12
|
V
|
3.36
|
4
|
及格
|
28
|
La
|
9.82
|
10.6
|
及格
|
|
13
|
Cr
|
2.88
|
3
|
及格
|
29
|
Ce
|
23.85
|
24.1
|
及格
|
|
14
|
Mn
|
6.46
|
10
|
及格
|
30
|
Hf
|
1.52
|
1.7
|
及格
|
|
15
|
Fe2O3
|
0.0432
|
0.05
|
及格
|
31
|
Pb
|
1.73
|
2
|
及格
|
|
16
|
Co
|
1.09
|
1.6
|
及格
|
32
|
Th
|
1.74
|
2.1
|
及格
|
注：1.元素品质分数单元为mg/kg；氧化物品质分数单元为%；
4.2 准确度度
按照规范请求，对每批样品阐发应最少测定1个泥土或堆积物的有证规范物资，其测定值与有证规范物资的绝对误差必须知足对应前提。精确度鉴定规范见HJ780-2015规范中表1。挑选有证规范物资GBW07408（GSS-8）作精确度测试。测试成果如 REF _Ref511912462 \h 表 2。表中所计较大局部精确度成果均远低于HJ780-2015中对精确度的目标值。
表2 精确度测试成果
|
序号
|
元素/氧化物
|
丈量值
|
规范值
|
精确度
|
鉴定规范
|
鉴定
|
|
1
|
Na2O
|
1.76
|
1.72
|
0.00998
|
0.07
|
及格
|
|
2
|
MgO
|
2.348
|
2.38
|
0.0058
|
0.07
|
及格
|
|
3
|
Al2O3
|
11.62
|
11.92
|
0.011
|
0.05
|
及格
|
|
4
|
SiO2
|
58.93
|
58.61
|
0.0023
|
0.05
|
及格
|
|
5
|
P
|
791.31
|
775
|
0.009
|
0.1
|
及格
|
|
6
|
S
|
116.986
|
120
|
0.011
|
0.1
|
及格
|
|
7
|
Cl
|
87.344
|
70
|
0.096
|
0.1
|
及格
|
|
8
|
K2O
|
2.52
|
2.42
|
0.0175
|
0.07
|
及格
|
|
9
|
CaO
|
8.248
|
8.27
|
0.00115
|
0.07
|
及格
|
|
10
|
Sc
|
11.126
|
11.7
|
0.0218
|
0.1
|
及格
|
|
11
|
Ti
|
3642.136
|
3835.8
|
0.0225
|
0.1
|
及格
|
|
12
|
La
|
31.274
|
35.5
|
0.055
|
0.1
|
及格
|
|
13
|
Ba
|
444.23
|
480
|
0.0336
|
0.1
|
及格
|
|
14
|
V
|
72.55
|
81.4
|
0.0499
|
0.1
|
及格
|
|
15
|
Ce
|
56.1
|
66
|
0.0706
|
0.12
|
及格
|
|
16
|
Mn
|
659.448
|
650
|
0.0063
|
0.1
|
及格
|
|
17
|
Cr
|
69.66
|
68
|
0.0105
|
0.1
|
及格
|
|
18
|
Fe2O3
|
4.186
|
4.48
|
0.0295
|
0.07
|
及格
|
|
19
|
Co
|
14.174
|
12.7
|
0.0477
|
0.1
|
及格
|
|
20
|
Ni
|
28.692
|
31.5
|
0.0405
|
0.1
|
及格
|
|
21
|
Hf
|
7.164
|
7
|
0.01005
|
0.1
|
及格
|
|
22
|
Cu
|
25.49
|
24.3
|
0.0207
|
0.1
|
及格
|
|
23
|
Zn
|
68.144
|
68
|
0.00092
|
0.1
|
及格
|
|
24
|
Ga
|
15.54
|
14.8
|
0.0212
|
0.1
|
及格
|
|
25
|
As
|
15.096
|
12.7
|
0.075
|
0.1
|
及格
|
|
26
|
Br
|
2.102
|
2.6
|
0.092
|
0.12
|
及格
|
|
27
|
Pb
|
18.376
|
21
|
0.058
|
0.1
|
及格
|
|
28
|
Th
|
14.842
|
11.8
|
0.0996
|
0.1
|
及格
|
|
29
|
Rb
|
94.03
|
96
|
0.009
|
0.1
|
及格
|
|
30
|
Sr
|
236.892
|
236
|
0.0016
|
0.1
|
及格
|
|
31
|
Y
|
28.196
|
26
|
0.035
|
0.1
|
及格
|
|
32
|
Zr
|
243.124
|
229
|
0.026
|
0.1
|
及格
|
注：元素品质分数单元为mg/kg；氧化物品质分数单元为%。
4.3 不改变性
挑选某样品停止不变性测试。天天测试一次，持续测试两周，测试一切元素的绝对规范误差均知足规范HJ780-2015中对不变性的请求。摘取局部测试数据列于表 3。鉴定规范见HJ780-2015规范中附录E.1。
表3 局部元素不变性测试数据
|
次数\元素
|
MgO
|
Fe2O3
|
P
|
S
|
Cl
|
As
|
Br
|
Pb
|
|
1
|
1.80
|
4.21
|
783.74
|
157.86
|
46.21
|
16.77
|
2.49
|
4.34
|
|
2
|
1.79
|
4.21
|
778.44
|
161.03
|
46.94
|
17.82
|
2.76
|
4.49
|
|
3
|
1.78
|
4.19
|
786.01
|
159.13
|
45.98
|
15.58
|
2.59
|
4.73
|
|
4
|
1.79
|
4.21
|
786.01
|
161.66
|
45.16
|
17.05
|
2.49
|
4.31
|
|
5
|
1.78
|
4.21
|
781.47
|
154.05
|
46.9
|
17.37
|
2.62
|
4.61
|
|
6
|
1.78
|
4.22
|
784.50
|
157.22
|
47.81
|
16.97
|
2.78
|
4.35
|
|
7
|
1.79
|
4.21
|
788.28
|
155.32
|
44.98
|
16.31
|
2.64
|
4.53
|
|
8
|
1.78
|
4.22
|
792.07
|
159.13
|
48.16
|
18.06
|
2.78
|
4.41
|
|
9
|
1.79
|
4.20
|
790.55
|
161.66
|
45.07
|
15.64
|
2.68
|
4.28
|
|
10
|
1.78
|
4.20
|
779.20
|
160.41
|
46.63
|
17.01
|
2.82
|
4.32
|
|
均匀值
|
1.78
|
4.21
|
785.70
|
158.74
|
46.38
|
16.66
|
2.67
|
4.44
|
|
规范误差
|
0.007
|
0.009
|
4.53
|
2.63
|
1.11
|
1.02
|
0.12
|
0.15
|
|
RSD(%)
|
0.39
|
0.22
|
0.58
|
1.66
|
2.40
|
6.10
|
4.50
|
3.35
|
|
鉴定规范
|
≤0.4
|
≤0.9
|
≤1.2
|
≤4.6
|
≤2.6
|
≤9.2
|
≤8.3
|
≤4.4
|
|
鉴定
|
及格
|
及格
|
及格
|
及格
|
及格
|
及格
|
及格
|
及格
|
注：元素品质分数单元为mg/kg；氧化物品质分数单元为%。
5. 学术观点
ജ
打算利用WDX4000别离对泥土堆积物中无机元素停止了检出限、精确度、不变性等名目的测试。测试成果标明WDX4000完整知足环保部《HJ
780-2015 泥土和堆积物无机元素的测定——波长色散X射线荧光光谱法》规范的请求，完整可利用于环保局部（泥土品质状态的阐发与评价）、泥土管理修复企业（为接纳具备针对性的管理打算供给靠得住数据）、第三方检测机构等相干局部企业。
