一、前言

土壤既是自然環(huán)境的構(gòu)成要素，又是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最重要的自然資源。隨著城市化進(jìn)程及工業(yè)的迅速發(fā)展，重金屬、化學(xué)農(nóng)藥等污染物通過污水灌溉、大氣煙塵沉降、垃圾掩埋處理等各種途徑進(jìn)入土壤。土壤中的重金屬因不被微生物降解，不易移動，故會不斷積累，造成嚴(yán)重污染，并可通過植物吸收進(jìn)入食物鏈，造成農(nóng)產(chǎn)品安全質(zhì)量隱患，危害人類健康。因此，對土壤中重金屬進(jìn)行監(jiān)測，已成為環(huán)境保護(hù)的重要工作。要如何才能快速確定土壤、沉積物、固體廢棄物等中是否含有重金屬，從而避免盲目取樣帶來人力物力的浪費(fèi)呢？X射線熒光光譜法具有無需樣品制備，同時(shí)多元素測定、分析速度快、重現(xiàn)性好和無損檢測的特點(diǎn)，已成為土壤現(xiàn)場快速監(jiān)測、快速篩分的重要也是最有效的工具。

二、X射線熒光光譜儀

X熒光光譜儀（XRF）由激發(fā)源（X射線管）和探測系統(tǒng)構(gòu)成。X射線管產(chǎn)生入射X射線（一次X射線），激發(fā)被測樣品，產(chǎn)生X熒光（二次X射線），探測器對X熒光進(jìn)行檢測。

受激發(fā)的樣品中的每一種元素會放射出二次X射線，并且不同的元素所放射出的二次X射線具有特定的能量特性。探測系統(tǒng)測量這些放射出來的二次X射線的能量及數(shù)量。然后，儀器軟件將探測系統(tǒng)所收集到的信息轉(zhuǎn)換成樣品中各種元素的種類及含量。

元素的原子受到高能輻射激發(fā)而引起內(nèi)層電子的躍遷，同時(shí)發(fā)射出具有一定特殊性波長的X射線，根據(jù)莫斯萊定律，熒光X射線的波長λ與元素的原子序數(shù)Z有關(guān)，其數(shù)學(xué)關(guān)系如下：

λ=K(Z− s) −2

式中K和S是常數(shù)。

而根據(jù)量子理論，X射線可以看成由一種量子或光子組成的粒子流，每個(gè)光具有的能量為：

E=hν=h C/λ

式中，E為X射線光子的能量，單位為keV；h為普朗克常數(shù)；ν為光波的頻率；C為光速。

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