环境样品中元素的浓度、 空间分布和赋存形态等是认识元素的生物功能和环境行为的关键。 本文对近年来X射线光谱技术在生物与生态环境中的应用研究进展进行了评述, 发现X射线荧光光谱技术可以提供活体植物中元素迁移与分布的定量数据, 且微区X射线荧光光谱和X射线吸收谱技术的联用可深入认识生物与元素的相互作用, 尤其是生物对元素的吸收、 转运、 贮存和细胞解毒机制, 同时也能够揭示典型环境样品中元素的来源、 演化和归趋等环境行为。 然而, 由于生物和环境样品基质的复杂性和多样性, 仍存在一些技术难点与挑战, 如X射线荧光自吸收效应的克服、 低丰度(5%~10%)的元素形态的准确鉴定, 以及对活体细胞中短暂的元素氧化还原反应的捕捉等。

波长与能量色散(WD-ED)复合式X射线荧光(XRF)光谱仪是一型国际上新近研发的XRF光谱仪。 该研究比较了此型光谱仪的特性, 建立了联用分析方法, 并用不确定度对所建方法进行了评估, 证明WD-EDXRF复合型光谱仪及其所建分析方法可用于土壤样品中主、 次、 痕量元素定量测定, 并兼具了WD和ED各自的优点。 研究表明: (1)对土壤质量和生态环境评价中具有重要意义的Mg, Al, P和K等元素, 因WDXRF对轻元素具有更高灵敏度, 故采用该型光谱仪和所建方法, 可弥补单一采用ED方法的不足, 从而为土壤质量和生态环境评价提供了更为灵敏和准确可靠的分析技术手段； (2)在本方法实验条件下, 采用WDXRF测定, 主元素Na2O, MgO, Al2O3, P2O5, K2O的检出限优于EDXRF, 而SiO2, SO3, CaO, MnO, Fe2O3则是由EDXRF测定的检出限更优。 对于谱线重叠较严重的微量元素, 多数情况下WDXRF的检出限更低； (3)对主元素而言, 总体上K及其原子序数之前的轻元素WDXRF准确度更好, Ca及其之后的元素EDXRF准确度更好。 然而, 由WDXRF和EDXRF获得的准确度也与样品相关, 在某些情况下, EDXRF测定K的准确度会更好。 微量元素和重叠干扰比较大的元素, 采用分辨率好的WDXRF可获得更好的准确度； 对于受其他元素谱线重叠影响较小的元素, EDXRF给出的结果准确度更好； (4)选用添加石蜡粘结剂的粉末压片法, 利用该方法制成的地质样品粉末压片结实、 无脱落, 未观察到掉渣、 掉粉现象, 且分析准确度和精密度良好； (5)利用所建立的WD-EDXRF方法测定了采自集中开采矿区和附近河流及河漫滩沉积物, 揭示矿区表层土含有较高浓度的Cu, Pb和Zn, 可为找矿提供指示信息； (6)进行了矿区周边农田土壤分析, 获得了元素分布趋势图, 揭示矿集区附近农田土壤Pb和As等浓度较高, 需要采取必要的生态与环境保护措施, 以减小和避免对于人类健康的潜在影响。