土壤重金属检测中XRF分析技术的应用

郭诗颂

摘要：本文简要分析土壤重金属主要检测方法，并以XRF分析技术在土壤重金属检测中的应用作为切入点，对土壤样品采集与处理以及土壤重金属检测结果分析等方面进行研究分析，期望能够为相关人员提供参考。

关键词：XRF分析技术；重金属；土壤检测

引言：相较于其他土壤重金属检测方法，XRF分析技术不仅具有较高的精确度，而且能够满足野外土壤重金属检测要求，所以被广泛应用于土壤重金属检测当中，并发挥着至关重要的作用。而对土壤重金属检测中XRF分析技术的应用进行研究分析，则能为XRF分析技术的应用提供依据，继而为保障检测质量提供便利。

1.土壤重金属主要检测方法

1.1原子吸收光谱法

所谓原子吸收光谱法便是利用外层电子和土壤中的物质发生反应，然后通过波长对紫外线与可见光中出现的共振辐射强度以及土壤元素含量进行检测，最终达成土壤重金属检测这一目的。由于原子吸收法在检测中拥有受干扰少，检测时间短以及精确度高的特点，因此被广泛应用于土壤重金属检测当中，并发挥着至关重要的作用。

1.2紫外线可见光光度法

紫外线可见光法也是一种常见的土壤重金属检测方法，其检测原理是利用土壤元素在和显色剂接触后，会出现络合反应，然后再形成一个显色分子团，检测人员只需要结合显色分子团的颜色便能够判断出土壤当中的重金属含量。而且和其他重金属检测方法相比，这种检测方法拥有检测结果准确度高、样品处理简单以及较高重现性等特点，所以十分适合用于野外土壤重金属检测当中，可以有效保障检测结果的准确性。

1.3原子荧光法

原子荧光法拥有较高的灵敏度、线谱简单、受干扰小以及适用性强等特点，不仅能够用于土壤重金属检测，还可以用于对食品安全、环境监测以及地矿等领域当中，并发挥着至关重要的作用。其检测原理为，借助固有频率的共振辐射激光，将土壤中元素中的原子蒸气激发，然后对原子荧光强度进行分析，便可以获得土壤重金属含量。

1.4电感耦合等离子体质谱法

电感耦合法是所有土壤重金属检测法中最简单的方法，不仅能够在短时间内完成土壤重金属检测工作，而且其灵敏度比原子荧光法还高，可以有效保证检测结果的准确性。但需要注意的是，电感耦合检测法在对固体检测时存在很大问题，使得其检测效果不佳，比不上其他检测方法，从而造成其检测优势下降。

1.5XRF荧光光谱法

XRF荧光光谱法也是一种经常用到的土壤重金属检测法，不仅操作方法简单，而且检测效率极高，可以在短时间内完成检测工作。并且使用XRF荧光法对土壤重金属检测时，工作人员不需要对土壤进行湿法消解，能够有效降低检测时间，同时这种检测方法还具有良好的适应性，能够在各种环境中进行土壤重金属检测工作，因此被广泛用于野外土壤检测当中，并发挥出至关重要的作用。

不仅如此，XRF荧光光谱法在对定量以及半定量进行分析时，分析效果显著，能够有效保障分析结果的准确性。其检测原理为，当X射线和土壤物质在接触后会产生X荧光，然后只需要对X荧光强度进行分析，便可以准确得出土壤当中重金属含量。

由于检测人员在对土壤重金属进行检测工作时，大部分检测方法都要通过湿法消解后才能开展检测工作，不仅检测流程复杂，而且检测时间长，极大提高了土壤重金属检测成本。并且湿法消解使用的化学试剂会对检测人员的身体健康造成危害，因此急需一种准确性高、检测速度快以及安全性高的土壤检测方法。而XRF荧光法便可以有效满足这一要求。

2.XRF分析技术在土壤重金属检测中的应用

2.1土壤样品采集与处理

对于土壤样品的采集与处理工作将直接影响整个检测结果[1]。因此必须意识到土壤采集与处理的重要性，加强重视，并按照相关要求进行土壤样品采集与处理，以此来确保检测结果的准确性。在对土壤进行采样时，检测人员应该在深度在0-20cm的表层土壤当中采集样品，每份样品数量要在2kg以上，然后做好信息记录。在对土壤样品进行处理时，检测人员需要先把土壤放在风干室内进行风干，在土壤风干后借助四分法对其进行处理，把土壤当中的杂物清理干净，最后将土壤样品进行研磨，直到土壤样品符合相关标准后，再对其进行搅拌备用。

2.2土壤重金属检测结果分析

2.2.1精密度分析

为了对XRF法检测结果的有效性进行验证，检测人员要确保每份样品都通过国际化学分析，然后获得精准的土壤元素含量值。在本次研究中，检测人员把处理完成的土壤样品划分成两部分，然后利用电感耦合法对其中一部分进行检测工作，用XRF法对另一部分进行检测，然后将检测结果进行比较，以此来验证检测结果的有效性。如表1所示。

表 1 基于ICP-MS检测的土壤样品检测结果/（mg/kg）

样品名	元素
	Cu	Cr	Ni	Zn	As
Cd-1	25.6	97.5	27.1	75.8	17.8
Cd-2	25.7	97.6	30.5	88.3	24.1
Cd-3	25.5	88.4	25.8	83.2	29.5
Cd-4	25.4	77.6	25.2	68.3	26.5

在所有条件都保持一致的情况下，检测人员利用XRF法对相同土壤样品进行检测，并称取4份等量样品，然后通过校正曲线对所有样品进行测量分析。同时为了最大程度上确保检测结果的精密度，检测人员对样品检测了两次，然后根据平均值计算出RSD值。如表2所示。

表 2 基于XRF检测的土壤样品检测结果/（mg/kg）

样品名	元素
	Cu	Cr	Ni	Zn	As
Cd-x1	22.7	88.4	33.2	69.7	13.5
Cd-x2	24.8	84.7	32.6	71.4	13.6
Cd-x3	25.6	82.4	29.5	72.2	13.7
Cd-x4	25.1	78.7	30.5	71.3	14.2
均值	24.37	81.47	31.56	68.68	13.56
RSD	3.1%	3.7%	3.2%	3.6%	2.9%

根据表2不难发现，借助XRF法对土壤样品进行检测时，Cu的RSD为3.1%，As的RSD为2.9%，Zn的RSD为3.6%。所有元素含量的检测结果都小于6.2%，因此可以得出结论，XRF分析技术具有良好的准确性，而且实验重现性较高。

2.2.2精确度分析

准确度分析是研究分析值与真实值之间的相似程度的参数[2]。一般来说检测准确度和误差之间成反比关系。检测结果的误差越大，那么检测准确度也就越低，而检测误差越小，则检测准确度也就越高。因此检测人员在对土壤重金属进行检测时，经常将绝对误差或者相对误差用来表示检测准确度。为了对XRF法的准确度进行研究，本次实验选择校正曲线的样品检测结果开展研究，并计算检测结果的平均值、相对误差以及绝对误差，从而对土壤样品的准确度进行判断。最后通过实验发现，XRF法检测结果准确度较高，能够有效满足土壤重金属检测需求。

2.2.3检出限分析

所谓检出限分析是指通过专门的检测方法以及检测仪器所能够得到的最小数值。检测人员为保证检测结果的准确性，对硼酸空白样开展检测，以3标准差为检出限，可以最终确定XRF法检出限。最后通过研究发现，XRF法具有良好的精确度，在土壤重金属检测中拥有显著优势，因此应该加强XRF分析技术在土壤重金属检测中的应用。

结论：综上所述，要想加强XRF分析技术在土壤重金属检测中的应用，还需要综合考虑各种应用方法和实际情况，从而进行有利方案选择。在此基础上，才能将各种XRF分析技术的应用方法整合在一起，进而加强XRF分析技术在土壤重金属检测中的应用，保障检测结果的准确性。

参考文献：

[1]王清亚.基于XRF的土壤重金属定量分析方法研究及应用[D].东华理工大学,2021.

[2]白影冬.XRF分析技术在土壤重金属检测中的应用探讨[J].节能,2020,39(11):69-70.