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近年來，流行病學(xué)研究表明，暴露在富含顆粒物(PM)的空氣環(huán)境中會對健康產(chǎn)生不利影響^[2]。這些研究表明，為了了解它對人類健康的影響，不僅需要了解這些顆粒物的來源、傳輸媒介，而且還必須研究它們的化學(xué)組成及物理性質(zhì)。在多數(shù)情況下，氣溶膠分析只提供質(zhì)量濃度信息及粒徑的可能分布。然而，這些PM污染物的主要指標(biāo)(PM2.5和PM10的質(zhì)量濃度)本質(zhì)上是不完善的PM毒性檢測方法，識別PM中有毒的成分及其對健康的影響，將為更具針對性的濃度限值和有效的控制策略提供依據(jù)。因此，化學(xué)組成檢測是確定PM有毒成分及流行病學(xué)研究的基礎(chǔ)^[3]。

此外，相關(guān)研究表明，獲得顆粒物中相關(guān)元素的化學(xué)狀態(tài)信息也有著很重要的作用^[4]。

空氣顆粒物(PM)通常由濾膜收集^[5]。傳統(tǒng)的光譜分析技術(shù)(如：電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀ICP-OES^[6]和原子吸收光譜AAS^[7])用于濾膜分析時(shí)有著許多缺點(diǎn)。如：必須使用酸等試劑進(jìn)行消解；存在試劑雜質(zhì)污染的問題，揮發(fā)性元素的損失，并可能出現(xiàn)稀釋后濃度低于檢出限的情況。此外，樣品消解過程非常費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

直接分析方法的使用避免了上述問題。濾膜直接上機(jī)分析，如X射線熒光(XRF)或中子活化分析(INAA)^[8]。其中，XRF被認(rèn)為是一種非常有效的空氣顆粒物(PM)元素分析技術(shù)^[9]。其是一種非破壞性分析技術(shù)，樣品可以留存。然而，XRF分析仍有一些問題：一些元素的靈敏度較低，如果沒有適當(dāng)?shù)男?zhǔn)方法和對照標(biāo)準(zhǔn)品，則很難對濾膜樣品進(jìn)行定量檢測。

全反射X射線熒光 (TXRF)^[10]的原理是，當(dāng)一束X射線以小于全反射臨界角的角度照射樣品載片上的薄膜樣品時(shí)，該輻射被反射。因此，基體效應(yīng)可以忽略不計(jì)，TXRF可以檢測極少量樣品中的目標(biāo)元素^[11]以及極低含量檢測。

一般來說，在小掠入角下的激發(fā)方法，如X射線反射^[12]和掠入射X射線衍射^[13]被稱為掠入射X射線光譜法。TXRF屬于這一類，從激發(fā)的角度來看，它是一種靜態(tài)方法。掠入射角的小步距連續(xù)變化使TXRF響應(yīng)值上升到一個(gè)新的維度。在步進(jìn)掃描過程中收集的熒光輻射也可以繪制成X射線駐波圖^[14]。從每個(gè)光譜圖中提取出目標(biāo)元素峰強(qiáng)度，并根據(jù)相應(yīng)的入射角繪制出強(qiáng)度分布圖。

TXRF儀器所用的可變光束允許根據(jù)實(shí)際情況對信號強(qiáng)度值進(jìn)行測定，并評估樣品制備方法，而不僅僅是靠經(jīng)驗(yàn)去確定。事實(shí)上，通過XSW分析，可以區(qū)分樣品的性質(zhì)：即是小液滴干燥殘留物、薄膜樣品或大塊樣品^[15]。對于小液滴干燥殘留物，XSW所得熒光強(qiáng)度在載片臨界角以下(發(fā)生全反射)幾乎是恒定的。但在臨界角之后，它會降低至一半。對于載片表面非常薄的薄膜或單層樣品(如空氣濾膜)來說，當(dāng)入射角度為0°時(shí)，熒光強(qiáng)度為0。增大角度至剛好小于臨界角時(shí)，強(qiáng)度增至四倍，大于臨界角后熒光強(qiáng)度大幅下降。對于大塊樣品，例如沒有沉積分析物的空白載片來說，臨界角以下時(shí)的背景值很低，大于臨界角時(shí)，入射深度增大，背景熒光強(qiáng)度不斷增加^[15]。

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