一、标准出台的背景和意义

随着半导体探测器技术和计算机软件开发的快速迭代更新，能量色散X射线荧光光谱（ED-XRF）技术发展迅速。与波长色散X射线荧光光谱（WD-XRF）相比，ED-XRF无分光系统，不存在WD-XRF的高次衍射谱线问题，结构紧凑简单，探测器可紧接样品位置，接受辐射的立体角增大，土壤元素检出限多数可达亚ppm级。同时无需使用化学法进行前处理，无废液产生，对环境和分析人员友好，适用于基体复杂的土壤样品常量和痕量元素分析。

X射线荧光光谱法（XRF）在生态环境监测领域已有多年应用，其中土壤和沉积物无机元素的WD-XRF（HJ 780-2015）、环境空气颗粒物无机元素的WD-XRF（HJ 830-2017）和ED-XRF（HJ 830-2017）已成为生态环境行业标准。但适用于土壤和沉积物准确定量测定的ED-XRF标准在国标和行标层面均为空白。

二、标准的适用范围

本标准方法适用于土壤和沉积物中17种无机元素总量测定，包括砷（As）、溴（Br）、铈（Ce）、铬（Cr）、铜（Cu）、镓（Ga）、锰（Mn）、铌（Nb）、镍（Ni）、铅（Pb）、铷（Rb）、锶（Sr）、钍（Th）、钛（Ti）、钒（V）、锌（Zn）、锆（Zr）。

三、标准的方法原理

土壤或沉积物样品粉末经压制平整分析面后，其中被测元素受高能X射线激发，辐射元素的特征X射线荧光信号进入检测器。经系统处理，信号被转化为对应元素特征X射线荧光信号强度。基于校正后的各元素特征X射线荧光信号强度与样品中该元素的质量分数成正比，通过测定特征X射线荧光的强度可以定量分析样品中各元素的质量分数。

四、本标准对现行国家标准的适用性

以本标准与《土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 15618-2018）的交集元素As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn等为对象，以全国土壤污染状况详查《农用地土壤污染状况详查质量保证与质量控制技术规定》（环办土壤函〔2017〕1332号）中规定的评价指标为参考，对本标准方法进行适用性研究。结果表明ED-XRF测定土壤和沉积物中As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn等6种元素，偏差指标均满足《农用地土壤污染状况详查质量保证与质量控制技术规定》的质量控制要求。因此，本标准在测定土壤和沉积物中无机元素时有较好的适用性。

五、本标准对不同类型实际样品的适用性

为评估本标准对不同土壤类型测定的适用性，研究实验中收集了褐土、潮土、棕壤、栗钙土、草甸土、灰色森林土、黑土、水稻土共8种类型13个土壤样品，同时以电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）测定结果为参考值，考察了ED-XRF相对偏差。结果表明，本标准对于各种类型土壤中无机元素的测定具有普遍适用性。

六、标准规定了哪些方面

本标准方法规定了测定土壤和沉积物中17种无机元素的ED-XRF法的试剂与材料、仪器与设备、样品、分析步骤、结果计算与表示、准确度、质量保证和质量控制以及注意事项。

七、制样方式对结果有无影响

本标准方法中规定的试样制备部分，涵盖了粉末压实和粉末压片两种试样制备方式。标准方法研究中，采用实验评估了粉末压实和粉末压片两种试样制备方式对测定结果的影响。实验结果表明，两种制备方法对测定结果无显著差异，均可在本标准方法中使用。

八、本标准质控要求

本标准要求每批样品分析时应至少测定一个国家有证标准物质，其测定值与有证标准物质的允许相对误差依浓度水平有不同限值，同时满足其他现行标准限值要求。

每批样品应进行20%的平行样测定，当样品数小于5个时，应至少测定1个平行样。测定结果的相对偏差依浓度水平有不同限值，同时满足其他现行标准限值要求。

九、本标准检出限与现行标准比较

本标准检出限均满足《土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准》（试行）（GB 15618-2018）、《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准》（试行）（GB 36600-2018）、《海洋沉积物质量》（GB 18668-2002）、《食用农产品产地质量评价标准》（HJ 332-2006）、《温室蔬菜产地环境质量评价标准》（HJ 333-2006）等的标准要求。同时与《土壤和沉积物 无机元素的测定 波长色散X射线荧光光谱法》（HJ 780-2015）相比，本标准中As、Br、Ce、Ni、Th等5种元素检出限低于HJ 780-2015；Cr、Ga、Mn、Pb、Sr、V、Zn等7种元素检出限与HJ 780-2015相当；Cu、Rb、Ti、Zr等4种元素检出限虽高于HJ 780-2015，但也满足上述相关环境质量标准要求；Nb元素HJ 780-2015无法测定。因此，本标准检出限、精密度和正确度统计结果均可满足相关生态环境保护标准中土壤和沉积物无机元素的测试需求。

原文链接：《土壤和沉积物 无机元素的测定 能量色散X射线荧光光谱法》（DB 61/T 1580—2022）