空气颗粒物(PM)滤膜检测--- X射线驻波(XSW)及全反射X射线荧光(TXRF)法

2023-06-08 19:27:43 利曼中国

近年来，流行病学研究表明，暴露在富含颗粒物(PM)的空气环境中会对健康产生不利影响。这些研究表明，为了了解它对人类健康的影响，不仅需要了解这些颗粒物的来源、传输媒介，而且还必须研究它们的化学组成及物理性质。在多数情况下，气溶胶分析只提供质量浓度信息及粒径的可能分布。然而，这些PM污染物的主要指标(PM2.5和PM10的质量浓度)本质上是不完善的PM毒性检测方法，识别PM中有毒的成分及其对健康的影响，将为更具针对性的浓度限值和有效的控制策略提供依据。因此，化学组成检测是确定PM有毒成分及流行病学研究的基础。

空气颗粒物(PM)通常由滤膜收集。传统的光谱分析技术(如：电感耦合等离子体发射光谱仪ICP-OES和原子吸收光谱AAS)用于滤膜分析时有着许多缺点。如：必须使用酸等试剂进行消解；存在试剂杂质污染的问题，挥发性元素的损失，并可能出现稀释后浓度低于检出限的情况。此外，样品消解过程非常费时费力。

直接分析方法的使用避免了上述问题。滤膜直接上机分析，如X射线荧光(XRF)或中子活化分析(INAA)。其中，XRF被认为是一种非常有效的空气颗粒物(PM)元素分析技术。其是一种非破坏性分析技术，样品可以留存。然而，XRF分析仍有一些问题：一些元素的灵敏度较低，如果没有适当的校准方法和对照标准品，则很难对滤膜样品进行定量检测。

全反射X射线荧光 (TXRF)的原理是，当一束X射线以小于全反射临界角的角度照射样品载片上的薄膜样品时，该辐射被完全反射。因此，基体效应可以忽略不计，TXRF可以检测极少量样品中的目标元素以及极低含量检测。

最近，我们介绍了TXRF也可适用于空气颗粒物(PM)滤膜的检测，能够对大多数元素进行非破坏性的微量、痕量检测。其处理过程是将滤膜夹裹在两片聚丙烯薄膜之间。进行TXRF测量时，需将制备好的滤膜放置在石英载片上，以保持其平整度。这种方法的优点有：如此制备的滤膜可以直接插入测量室，而不需要任何化学处理与稀释；荧光信号在临界角处最大化；样品未经破坏，可以留存。因此，原则上可以对同一样品进行其他手段的分析、检测，例如进行比色研究或通过衍射手段进行结构分析。我们报道了利用TXRF直接分析空气颗粒物(PM)、并使用外标法进行定量的方法。

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意大利GNR公司是一家老牌的欧洲光谱仪生产商，其X射线产品线诞生于1966年，经过半个多世纪的开发和研究，该产品线已经拥有众多型号满足多个行业的分析需求。

X射线衍射仪（XRD）可测试粉末、薄膜等样品的晶体结构等指标，多应用于分子结构分析及金属相变研究；而全反射X荧光光谱仪（TXRF）的检测限已达到皮克级别，其非破坏性分析特点应用在痕量元素分析中，涉及环境、医药、半导体、核工业、石油化工等行业；为迎合工业市场需求而设计制造的专用残余应力分析仪、残余奥氏体分析仪，近年来被广泛应用在高端材料检测领域，其操作的便捷性颇受行业青睐。