手持式XRF分析仪在土壤检测中的应用
近年来，重金属污染事故频发，如陕西凤翔儿童血铅超标、山东临沂砷污染事件、湖南浏阳镉污染事件、紫金矿业污染事件、广西龙江镉污染事件等。这些重金属污染事件不但给社会带来了重大的经济损失也威胁着人们的健康生活，也引起相关环保部门的高度重视，同时把重金属污染，深化重金属监测工作摆在了更加紧迫、更加重要的位置上。目前，由环保部牵头制定的《全国土壤环境保护“十二五”规划》已进入审批程序，该规划预计将带动产业总投资达数千亿元。
与此同时，2015年12月14日环境保护部发布了土壤和沉积物环境标准HJ 780 -2015——《土壤和沉积物  无机元素的测量波长色散X射线荧光光谱法》。此标准2016年2月1日执行。此标准对25种无机元素和7中氧化物的质量分数范围提出了要求。针对这一标准，天瑞仪器推出便携式X射线荧光光谱仪，能够快速、准确地分析土壤中金属元素，K、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Rb、Y、Ba、Sr、Br、Th、Pb、As和Zr元素的检出限和定量限完全满足HJ  780-2015环境保护标准要求。

X射线荧光光谱法测试原理： 
X射线荧光光谱法是一种现代仪器分析方法，通过X射线管产生入射X射线（一次X射线），激发被测样品；受激发的样品中的每一种元素会发出特征X射线（二次X射线）——这种特征X射线具有特定的能量和波长特性（莫塞莱定律），这些放射出来的二次X射线的能量及数量被探测系统测量，通过配套软件将这些射线转化为样品中各种组分元素的具体含量。
1 仪器测试方法

图1 X射线荧光分析流程图
1.1 设备及试剂 
设备：X射线荧光光谱仪一台explorer5000；电子天平一台（精度0.01g）；自动压片机一台（压力不小于40T）；鼓风干燥箱一台；振动磨一台；非金属样品筛（200目） 
试剂：  粉末（分析纯）；土壤标准物质；土壤样品 
1.2 样品的采集、保存和前处理 
土壤样品的采集和保持按照HJ/T166执行，样品的风干或烘干按照HJ/T166相关规定进行操作，样品研磨后过200目筛，于105℃烘干备用。 
用电子天平称量5.00g过筛（200目）的土壤标准物质或样品和12.00g粉末（镶边材质），称量误差±0.05g。然后放入压片机中压片成型，压力30T（压力范围20～30T）,保压时间30s。 
1.3 工作曲线的建立和样品分析 
设定适当的测量条件，使用EDX3200S  PLUS扫描标准物质（简称标样）GSS-1～GSS-15，建立土壤标样中关注元素含量与强度的线性工作曲线。然后，对未知样品进行测量。
2. 测量及数据分析 
2.1 土壤中关注的金属元素及氧化物检出限测量 
EDX 3200S PLUS  配有三组滤光片，根据土壤中关注元素的特性，设置测试条件。用土壤标样GSS-1-GSS-15标定仪器，建立环境土壤工作曲线。在环境土壤工作曲线下，使用高纯SiO2  做空白基体，连续测试11次，根据检出限公式： 3倍的空白基体的标准偏差除以仪器的灵敏度 
终获得EDX 3200S  PLUS测量土壤样品的方法检出限，如下表所示
1、Co受Fe元素Kb严重干扰，通过公式得出极低检出限是有一定的偏差。
2、由于这个型仪器没有抽真空（或充氦气），所以没有做轻元素如Na2O、MgO、Al2O3和SiO2等。而La、Ce、Hf受散射本底影响无法得到有效谱，P、S、Cl在土壤标样中都是高含量，没有合适的低含量标样，主要的原因是受本底影响很大，谱图不规则，均没有考虑。 
3. 满足国标的元素有K、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Rb、Y、Ba、Sr、Br、As、Pb、Th和Zr。

手持式X荧光光谱仪 属于江苏天瑞仪器股份有限公司自主研发的产品，设备采用了能量色散X射线荧光光谱技术实现土壤中微量金属有害元素的快速检测，设备采用了先进的探测器和激发源等硬件配置。
本产品除了测量土壤和水系沉积物外，还可以用于稻米、小麦、谷物、烟草等作物中的重元素镉（Cd）、铅（Pb）、砷（As）和硒（Se）的快速无损检测。
性能参数
产品型：Explorer5000
产品名称：X荧光光谱仪 
测量元素范围：从钠（S）到铀（U）
元素含量分析范围：  ppm—99.99（不同元素，分析范围不同） 
同时分析元素：一次性可测几十种元素 
测量时间：60秒-300秒 
探测器能量分辨率为：可达125eV
管压：5KV-70KV 
管流：50μA-1000μA
测量对象状态：粉末、固体、液体
输入电压：AC  110V/220V
环境温度：15℃-30℃ 
环境湿度：35-70
外形尺寸：380mm×360mm×418mm
性能特点 
高效超薄窗X光管，指标达到国际先进水平 
新的数字多道技术，让测试更快，计数率达到0cps，精度更高。
FastSDD硅漂移探测器，良好的能量线性、能量分辨率和能谱特性，较高的峰背
自动稳谱装置保证了仪器工作的一致性
高信噪比的电子线路单元 
针对不同元素自动切换滤光片，免去手工操作带来的繁琐 
解谱技术使谱峰分解，使被测元素的测试结果具有相等的分析精度
多参数线性回归方法，使元素间的吸收、增强效应得到明显的抑制
仪器具备辐射安全许可证，且对设备进行三重X射线屏蔽设计，保证了环境下无辐射泄漏，让测试人员安全放心的使用
硬件联动装置，权限安全锁，保证软件失效的情况下还能对设备进行控制，保证设备在使用中的安全无放射
标准配置 
高效超薄窗X光管 
Fast  SDD硅漂移探测器 
数字多道技术
光路增强系统 
高信噪比电子线路单元 
自动切换滤光片 
自动稳谱装置 
三重安全保护模式 
相互的基体效应校正模型 
多变量非线性回归程序
应用案例

EXPLORER是采用智能一键测试，可分析元素有60多种。是天瑞仪器结合10年手持XRF技术研发经验，集中了光电子、微电子、半导体和计算机等多项技术，研制出具有自主知识产权的全新一代手持XRF产品。按照不同的分析功能可分为四大种类，即，有害元素分析，合金元素分析，矿石元素分析，土壤重金属元素分析。
X荧光土壤重金属分析仪
探险者EXPLORER便携式X荧光分析仪是天瑞仪器结合10年便携XRF技术研发经验，集中了光电子、微电子、半导体和计算机等多项技术，具有自主知识产权的全新一代手持XRF产品。
EXPLORER 9000便携式XRF(手持式光谱仪)土壤重金属分析仪是先使用全新大屏高分辨率液晶显示屏及新型数字多道数据处理器的便携式手持土壤重金属分析仪。EXPLORER 9000可对土壤污染物进行原位测试与修复分析，可对污染土壤中的、镉、铅、砷、铜、锌、镍、钴、钒、铬、锰等重金属元素进行有效检测，还可根据客户需求定制增加检测元素。仪器不仅体积小、重量轻，可随身携带进行测量；而且性能卓越，堪比台式机，即使是重金属含量较低的土壤也能轻松测定。


环保土壤行业应用领域

土壤污染普查与环境评价
土壤污染应急处理
土壤修复
......

仪器应用领域优势

检测元素：同时检测、镉、铅、砷、铜、锌、镍、钴、钒、铬、锰等元素，可根据客户需求定制增加检测元素

专业性：重金属分析软件，采用智能一键测试和智能判断功能

可对污染土壤中的、镉、铅、砷、铜、锌、镍、钴、钒、铬、锰等重金属元素进行有效检测，还可根据客户需求定制增加检测元素。

土壤重金属普查

内置GPS功能，在野外可随时搜索卫星，确定取样点的地理位置信息，快速普查超大范围的土壤地质污染区，建立污染地图，实时监控各区域的污染情况。对各类农业用地、居住用地、商业用地、工业用地等级进行重金属污染环境评价。

土壤重金属污染后的应急处理

常用于污染事件发生后的应急处理。能快速、现场追踪污染异常，有效寻找“污点”地带，圈定污染区域边界，进行实时勘察。

助力污染区土壤修复

对污染地带进行等级划分，圈定重点土壤污染区，按照划分好的区域进行重点优选治理，提高筛查效率，并实时监控污染区的土壤修复情况。
便携式X荧光分析仪六大性能优势：
1，更便捷的操作
1、重量轻，体积小，人体工程学把手设计，配有仪器套，更易抓握，野外使用更方便。
2、270 °可旋转5寸高清屏，支持多点操控，任何光线下都能清晰显示。
3、密封式一体设计，具备防水防尘功能，可在恶劣环境下连续使用。
4、无需制备样品，可直接对待测物表面进行测定。仪器既可手持进行快速测试，也能使用测试座对样品进行较长时间的精细测试。

2，更卓越的性能
1、无损快速检测，对准即测，一秒可报结果和合。性能堪比台式机，检测效果又快又准。
2、同时检测 钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、镓、锗、锆、铌、钼、钌、铑、 钯、银、铟、锡、锑、铪、 钽、 钨 、铼、铂、金、铅、 铋、镁、铝、硅、磷、硫 元素，并且可以根据客户需求进行定制再增加元素。
3、超近光路设计，仪器无需充氦气，可检测从Mg开始的轻元素，完全可以满足特定用户的需求。

3，更强劲的电力
1、选配超大27000H锂电池，续航工作时间可达三天。并配备交流和车载充电器，保证电力供应。
2、内置记忆电池，换电池不断电。

4，更高端的配置
微型光管、Fast-SDD探测器、微型数字多道处理器及智能分析模块四大核心技术的引入，使其具有台式相近的测试精度。
采用超高主频及大内存，超大存储空间，可海量存储数据。全新自主研发的数字多道技术，保证每秒有效采谱计数可达500k cps。
准直滤波系统，其组合达到极限12组，满足客户的不同条件下的检测需求。
内置500W像素高清晰摄像头，随时观察样品测试位置，使测量更加。

5，更安全的防护
1、智能三色预警系统：LED三色长灯带设计，360度无死角显示。通电开机时绿灯亮，测试红灯闪烁，设备故障灯闪烁，仪器状态，一目了然。
2、三重安全防护功能：
a: 自动感应，没有样品时仪器不工作，无射线泄漏。
b: 采用加厚防护测试壁，有效防止散射。
c: 配送防护安全罩，防周边轻基体散射。
3、安全联动锁装置，当软件无法控制关闭，轻轻一按，时间保护您的安全，守护后关卡。

6，更智能的软件
1、EXPLORER 5000 合金分析仪配有专门针对合金行业的专业应用软件，具有智能化、高灵敏度、测试时间短、操作简易等特点。
2、全新的智能软件，一键智能操作，采用双模设计（用户模式和专家模式）。用户模式一键识别样品材质；专家模式可进行增加元素，增加特定曲线等深入分析操作。
3、内置强度校正方法，校正几何状态不同和结构密度不均匀的样品造成的偏差。


天瑞仪器X荧光分析仪配件

军工级度保护箱，有良好的防潮防震防压三防功能，紧急状况时可用作救援工具
马蹄形一体大电池: 27000h容量，延长测试时间3倍，还可当座式支架使用
便携式蓝牙打印机，实现原位现场打印数据
一拖四车载充电器，野外延长充电次数
便携式及座式支架可供客户使用更多选择
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土壤重金属快速分析仪产品技术介绍
土壤重金属快速分析仪服务电话 江苏天瑞仪器股份有限公司专业研发生产土壤重金属快速分析仪。SEE系列土壤重金属分析仪是天瑞仪器结合20年X荧光研发经验，集中了光电子、微电子、半导体和计算机等多项技术，研制出具有自主知识产权的，全新一测土壤重金属的XRF产品。通过系列不同产品，可以满足各类客户需求，还能用于车载式检测。

应用于土壤污染物进行原位测试与修复分析中，应用于各类地质中，检测样品包括矿渣、岩石、泥土、泥浆，特别关注在标准中所关注的15大重金属元素，可以根据客户要求针对特殊元素进行定制。样品形态可以为固体、液体、粉末等。
环保土壤行业应用领域
土壤修复
土壤污染普查
土壤调研
环保企业
环保局
......
仪器应用领域优势：
设备可以有效的对检测、镉、铅、砷、铜、锌、镍、钴、钒等引起土壤及固废污染：主要来自厂矿排放的含废水，能在土壤中长期存在；镉、铅污染主要来自冶炼排放和汽车废气沉降，如公路两侧的土壤易受铅的污染；土壤的砷污染主要来自大量用作杀虫剂、剂、 杀鼠剂、除草剂和硫化矿产的开采、选矿、冶炼。
l  土壤重金属普查：
超高精度分析，微量金属元素成分尽在掌握。可以对各类居住用地、商业用地、工业用地等一级二级三级用地进行大量的土壤重金属分析普查
l  大量土壤重金属污染样筛查
通过自动进样器对大量污染样器行自动分析。可以在很短的时间内圈点重点土壤污染区，进行重点优选治理。快速分别污染区与非污染区。整体提高了筛查生产效率，极大的减少化验和运输费用。
l  高性能配件提升效果
选用新研制的数字多道及原装进口超高分辨率探测器，提高设备的稳定性及元素之间的相互干扰，并提高了元素的检出限。SEE 100属于江苏天瑞仪器股份有限公司自主研发的产品，设备采用了能量色散X射线荧光光谱技术实现土壤中微量金属有害元素的快速检测，设备采用了先进的探测器和激发源等硬件配置。SEE 100荧光光谱仪，能够快速、准确地分析土壤中金属元素；K、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Pb、As、Ga、Rb、Y、Ba、Sr、Br、Th、Zr、Cd、Hg等元素的检出限和定量限完全满足HJ 780-2015环境保护标准要求。
技术指标
产品型：SEE 100
产品名称：土壤重金属分析仪
测量元素范围：从硫（S）到铀（U）
元素含量分析范围： ppm—99.99（不同元素，分析范围不同） 
同时分析元素：一次性可测30种以上元素 
测量时间：60秒-300秒 
探测器能量分辨率为：可达125eV
管压：5KV-55KV 
管流：50μA-1000μA
测量对象状态：粉末、固体、液体
输入电压：AC 110V/220V
环境温度：15℃-30℃ 
环境湿度：35-70
外形尺寸：380mm×360mm×418mm
售后服务： 
我公司所有售出仪器提供全国各地的免费仪器安装，操作培训，安全细节等，参加培训人数不限；保修期内，可为用户的运维人员提供不定期的免费培训，差旅费用由用户自行承担。培训内容为仪器分析原理、结构、操作、维护保养、简单维修、软件使用、进行方法建立、样品测试等；技术服务的响应期限：提供有效的技术服务，在接到用户故障信息后， 4 小时内响应， 24 - 72 小时内赶到现场。

便携式土壤测试仪是专门针对在现场，野外进行X荧光分析应用而设计的仪器，具有体积小，重量轻，普通人可手持测量的特点；产品具有超小、超轻、超美、超安全、超方便、超长待机时间、超防水、超准、超快等特点，并在小型X射线仪上引入了数字多道技术，使仪器检出限更好，稳定性更高，适用面更广。 
该产品通过严格检测和验证，各项指标均符合相关技术要求，技术达国际先进水平。图片1.png
性能优势 
性能卓越堪比台式机 
小功率端窗一体化微型光管、大面积铍窗SDD硅漂移探测器（世界上的探测器）及微型数字多道处理器三大核心技术的引入，大幅降低测试时间、提高检测精度、减少测试误差，使手持式仪器具有与台式相近的测试性能。 
小巧便携、操作快捷 
体积很小，便携、方便野外工作，随时随地，随心所欲的现场分析和原位分析。 
无损、快速检测 
仪器既可手持1-2秒对样品进行快速测试，也能使用座式对样品进行较长时间的精细测试，10秒即可进行接近实验室精度的测量，整个检测过程被测样品无任何损坏 
轻元素检测功能 
采用常压充氦气系统对设备充气，从而实现检测从Mg开始的元素，大大扩展测试元素范围，满足特定客户轻元素检测需求。 
直接测定无需制样 
野外分析无需制备样品，可直接在待测物表面进行测定，可分析任何样品类型。 
可选配自旋功能的测试支架，使得测试更方便，结果更可靠。 
高清摄像头检测更加 
内置高清晰摄像头，可以随时观察被测样品的测试位置。 
偏差校正轻松到位 
多种测试模式设置及无限数目模式的添加，配合自动测试模式匹配功能，实现一键式轻松测试。内置强度校正方法，可校正几何状态不同和结构密度不均匀的样品造成的偏差。 
专业软件，操作简易 

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土壤重金属分析仪专业的应用软件，全新的软件界面和内核，将FP和EC软件相结合，应用面更广大。灵敏度高、测试时间短、操作简易等特点。 
数据传输更加高速 
采用嵌入式系统，高显示分辨率（0*480）液晶显示触摸屏，结合数字多道技术，采用SPI数据传输，有效提升数据传输能力与数据运算能力，配备蓝牙、U通讯、232串口，方便实现仪器、PDA、计算机之间的互联和数据传输，配备大容量储存卡，可存储海量数据。 
辐射防护、关爱健康 
多重安全防护功能，自动感应，具有无样品空测，2秒自动关X光管功能；工作时的辐射水平远低于国际安全标准，无射线泄漏；加厚防护测试壁；配送测试防护安全罩； 
电量强劲、充电方便 
锂电池电量容量7800h，可连续工作8小时以上，并配备了宽电压的交流充电器或车载式充电器，保证随时随地进行测试。 
多重防护，经久耐用 
仪器自身具备防水防尘功能，并可在高温高湿环境下连续使用，其保护箱采用度军工用品，有良好的防潮防震防压三防功能。

Genius 9000 应用于土壤污染物进行原位测试与修复分析，地表土壤成份分析，它具有体积小、重量轻、普通人可手持测量的特点，它已广泛应用于各类地质中，检测样品包括矿渣、岩石、泥土、泥浆，特别关注在标准中所关注的八大重金属元素，样品形态可以为固体、液体、粉末等。

土壤重金属检测优势：
1．可以用检测、镉、铅、砷、铜、锌、镍、钴、钒、锰、铬、铁等引起土壤污染：主要来自厂矿排放的含废水，能在土壤中长期存在；镉、铅污染主要来自冶炼排放和汽车废气沉降，如公路两侧的土壤易受铅的污染；土壤的砷污染主要来自大量的杀虫剂、剂、 杀鼠剂、除草剂的使用和硫化矿产的开采、选矿、冶炼
2．快速普查超大范围的土壤地质污染区，绘制污染图、实时勘察
3．发现异常状况，做到优先考虑和治理
4．现场快速追踪污染异常，有效地寻找“污点”地带，圈定受到污染的边界
5．对土壤重金属元素能快速的现场原位分析，起到快速筛选排查的作用
6．快速普查各类居住用地、商业用地、工业用地等一级二级三级用地
7．PDA自带有GPS，可以与GIS系统进行联网，绘制地图
8．设备有数字多道技术，可以更加快速地分析，从第1秒就可以得出定性定量结果，设计成高计数率，大大提高了设备的稳定性，而稳定性在土壤中重金属测试更加重要。因为在土壤中其重金属含量都很低
9．超高地分辨率可以减少砷与铅的干扰和铁对镍的干扰。其超低地检出限也很适合用于环保土壤重金属的检测

技术参数

测量元素范围：镁（Mg）到铀（U）之间的元素均可测量
同时检测元素：数几十种元素可同时分析
处理器和内存：CPU：667MHz,内存：256M，扩展存储支持32G，可以海量存储数据和谱图达20000个。
含量范围：ppm～99.99
检测时间：2-30秒
GPS、WIFI：内置系统
电池使用时间：可充电锂电池，电池电量7800H,可持续工作8小时以上；配有宽电压110V-220V通用适配器，可交流供电使用。
检测对象：固体、液体、粉末
探测器：25mm2 0.3mil，SDD探测器
探测器分辨率：分辨率145±5eV
激发源：50KV/100uA-银端窗一体化微型X光管及高压电源
准直器和滤光片：直径4.0和2.0mm准直器，6种滤光片组合自动切换，12种组合，世界上多的组合方式，可满足各种类样品的测试
冷却系统：专业冷却系统，保证仪器的精度，延长使用寿命
防辐射：不含放射性同位素激发源，环保性能强；X射线辐射剂量≤0.06μsv/h
检测对象：固体、液体、粉末
测试支架：仪器可选配自旋功能的测试支架，使得测试更方便，结果更可靠
视频系统：高清晰摄像头
显示屏：半透半反式高亮度VGA彩色触摸屏，其分辨率是0*480
检出限：检出限达ppm级
安全性：自带模式，数据可随意保存
可充气系统：常压充氦气系统
数据传输：数字多道技术，SPI数据传输，快速分析，高计数率；
防水迷你U，并且可以外接台式电脑，具有U、232串口、存储卡、无线蓝牙
操作环境湿度：≤95
操作环境温度：-20℃～+50℃
仪器外形尺寸：234×306×82mm（L×H×W）
仪器重量：1.9Kg（配备电池），1.6Kg（无电池）

环保土壤重金属行业应用案例：

土壤重金属普查：
仅需简单扣动，微量金属元素成分尽在掌握。可以进行大量的土壤普查工作。

土壤重金属污染后的应急处理：
能快速、现场追踪污染异常，圈定污染边界。

大量土壤重金属污染样筛查
手持四代Genius 9000 可以在很短的时间内圈点重点土壤污染区，进行重点优选治理。快速分别污染区与非污染区。整体提高了筛查生产效率，极大的减少化验和运输费用。
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