废水、污水中痕量元素的检测利器—全反射XRF

重金属污染

重金属污染主要来源于电镀、化工、冶金等工业的废水排放。随着各种工业活动和科学技术的快速发展, 重金属离子被大量的释放到环境中, 污染了河流、土壤甚至地下水, 对水生生物造成直接的伤害, 并且, 随着食物链的富集, Z终危害人体健康, 导致各种癌症的发生。例如, 铜是人体所必需的痕量元素之一, 但是当铜含量超标时, 极易造成铜中毒, 对身体内的肾脏和肝脏造成负担, 进而造成新陈代谢紊乱、肝硬化和肝腹水等; 而对植物来说, 过量的铜会阻碍对其他离子的吸收, 进而影响生长发育。

图片源自Pexels

重金属离子由于其不可逆转性、长期性及毒性可变形等, 需要通过合理的检测方法及控制手段来消除重金属离子的污染。在污染防治中, 首先要实现对重金属离子的快速有效检测。目前来说, 常见的重金属离子的检测技术有络合滴定法、紫外紫外-可见光度法、电化学分析法、ICP-AES 法和荧光分析法等。全反射XRF作为一种新型且高效的水样中痕量元素分析手段近年来受到广泛关注，其制样简单、无需消解，检出限低至ppb级， 仅需极少量样品即可在现场快速获得水样中的痕量元素含量。

TXRF对比其他常见痕量元素分析方法

检测过程

TXRF液体样品制备步骤如上图所示

结果与讨论：

在本实验中， 我们按照上述制样方式分别制备了NIST1640以及NI1643d水样， 使用Bruker S2 PICOFOX对制备的样品进行了测试， 单个样品测试时间15分钟，测试结果如下表格所示：

NIST1640以及NI1643d水样Bruker S2 PICOFOX测试结果对比参考值

如上表中所示，K, Ca, V, Mn, Ni, Cu, As, Se, Rb, Sr, Ba, Pb等元素的测试结果与参考值具有很好的一致性。以上测试结果表明， 全反射XRF能够作为一种快捷、高效、可靠的检测手段实现现场废水污水中痕量元素的快速定性、定量分析。

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全反射X射线荧光光谱仪的工作原理是基于全反射X射线荧光光路的设计，采用钼(Mo)靶X射线光管产生初级X射线,通过单色仪后形成—束很窄的特定能量范围单色光，以极小角度(< 0 .1°) 掠入射的方式激发载样玻片上的样全反射。因为探测器与样品的距离非常近，样品中元素产生的特征X射线荧光产率也很高，而空气吸收非常低,探测器能够高效的检测到样品发出的荧光信号，因此全反射X射线荧光光谱仪具有更低的检出限。

技术和产品优势：

• 检测下限低至 0.1 ppb

• 浓度范围 从ppb 到100 %

• 设计紧凑便携,可用于车载应急检测分析

• 所需样品量极少

• 无基体效应

• 通用性强，适用于液体、悬浮液、固体、薄膜等多种样品分析

• 制样简单，无需消解

• 无需昂贵的耗材气体和冷却水

• 多元素同时分析

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