李小莉 ,王毅民 ,高新華 ,白金峰

(1.中國地質科學院 地球物理地球化學勘查研究所,廊坊 065000;2.國家地質實驗測試中心,北京 100037;3.鋼鐵研究總院,北京 100037)

評述文獻是了解某領域或行業(yè)相關技術發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢的最便捷工具之一,廣受讀者關注。X 射線熒光光譜(XRF)自1960年開始在中國已經歷了60多年的發(fā)展,相關文獻數(shù)量已過萬[1]?！吨袊鳻 射線光譜分析文獻索引》(以下簡稱“索引”)一書給出了1960—2015年的各類評述論文79篇[2],首次系統(tǒng)地為讀者提供了中國XRF 分析評述論文目錄,是查閱中國XRF分析文獻、了解XRF發(fā)展情況的重要資料。在此基礎上,本文借助中國知網的《中國學術期刊(網絡版)》數(shù)據庫(CAJD)收集了1960—2020年發(fā)表的各類XRF 評述文獻181 篇,與“索引”中的文獻合并整理,對這些文獻進行分類評介,并對影響較大的文獻做進一步說明。

1 評述文獻收集情況說明及概況

利用中國知網的CAJD 提供的高級檢索功能,以評述、綜述、評介、進展等為檢索詞對篇名、關鍵詞和摘要進行搜索,獲得了200多篇文獻,剔除其中非XRF分析的文獻或非評述文獻后與“索引”中的評述文獻合并,再對文獻實際內容、信息量和引文情況進行取舍,最終共收集文獻181篇。將所得文獻分成綜合性評述、年度評述和專題評述三大類,又將專題評述分成儀器評述、軟件和技術方法評述以及各領域應用評述。應當說明的是,就實際的XRF文獻來說,評述文獻的嚴格區(qū)分是困難的,當然,XRF評述文獻的分類標準也是難以嚴格界定的。

2 綜合性評述

這里的綜合性評述是指對XRF分析儀器設備、技術方法和各領域應用進展進行較全面評述的論文,并且文章信息量較大,引文數(shù)量較多。本文收集的綜合性評述文獻共24篇[3-26],其中對XRF 發(fā)展影響較大的綜合性評述見表1。

表1 對XRF發(fā)展影響較大的綜合性評述文獻簡介Tab.1 Brief introduction of comprehensive review literatures that had great influence on the development of XRF

表1中的這些文獻在我國XRF 分析發(fā)展的各個時期都發(fā)揮了重要作用,其作者大多為在我國XRF分析領域具有較大影響的著名專家。特別是《X 射線熒光光譜分析新發(fā)展與應用》[13]和《X 射線熒光光譜三十年》[14]這兩篇文獻的信息量和引文數(shù)量均較大。文獻[7]是馬光祖在首屆北京分析測試學術報告會暨展覽會(BCEIA)上的報告,以摘要的形式刊出,后在X-RaySpectrometry期刊發(fā)表[8]。隨著XRF分析技術的發(fā)展,相關論文數(shù)量也迅速增長,但遺憾的是近幾年已鮮見這類較全面的綜合性評述了。

除上述介紹的傳統(tǒng)綜合性評述外,還有兩類綜合性評述,一類是譯文,另一類是評述國外XRF 發(fā)展的文獻[16-24]。XRF是一種引進技術,因此評述國外XRF研究進展對推動我國XRF技術發(fā)展具有重要意義?！禭-線譜分析的現(xiàn)狀》[16]是我國首篇關于XRF分析的文章(引文數(shù)量106篇),發(fā)表于我國邀請原蘇聯(lián)專家舉辦的首批全國性培訓班期間,譯者沈聯(lián)芳和李安模是我國20世紀50年代末委派赴蘇學習XRF的學員,因此該論文是我國XRF 分析領域的一篇歷史性文獻?！稛晒釾 射線光譜分析》[17](引文數(shù)量229篇)是盧云錦于1964年在北京科學會堂召開的全國測試基地年會上的專題報告,是我國早期XRF 分析領域的重要文獻,該作者是1960年我國首批全國性培訓班的主要經辦人,也是我國XRF分析實驗室的創(chuàng)建者之一,之后發(fā)表的《熒光X-射線譜分析(上、下)》[18-19]是他在南京大學任教期間的講座材料。

文獻[24-26]的作者雖然并非XRF分析領域的專業(yè)研究人員,但文章涉及的內容和引用的文獻亦有很大的參考價值,在此也一并列出供參閱。

3 年度評述

年度評述是了解XRF 研究進展最好的材料之一,基本上是期刊向知名專家的約稿,因此具有很高的參考價值。國際著名期刊JournalofAnalytical AtomicSpectrometry每年均刊出有關XRF 的評述,而AnalyticalChemistry每兩年均有定期評述,其中也有關于XRF的?！斗治鲈囼炇摇酚?987年開始刊出“X 射線熒光光譜分析”年度評述,每兩年出一篇,2009年截止,共刊出12篇[27-38],這些文獻深受讀者歡迎。

4 專題評述

專題評述是了解XRF發(fā)展趨勢的重要橋梁,但由于這類文獻較多,本文僅收集了145篇信息量較大、有一定引文支持、較高層面的論文[36-180],并按儀器評述、軟件及技術方法評述和各領域應用評述分別進行評介。

4.1 儀器評述

本文收集的儀器評述共46篇[39-84],其中6篇關于WDXRF及EDXRF等多種XRF儀器[39-44],7篇關于 WDXRF 儀器[45-51],6 篇關于EDXRF 儀器[52-57],2篇關于便攜式XRF 儀器[58-59],10篇關于SRXRF儀器[60-69],4篇關于TXRF 儀器[70-73],7 篇關于PIXE 和掃描質子探針(SPM)[74-80],3 篇關于微束XRF儀器和使用X 光透鏡的XRF儀器[81-83]。

作為一種引進技術,XRF 儀器設備,特別是WDXRF、EDXRF 等大型儀器主要是靠國外進口,因此不同時期,特別是早期XRF儀器評述基本上是針對國外儀器進行介紹,從而幫助國內用戶更好地了解國外各儀器廠家儀器特性,進而選購或使用儀器。我國從20世紀80年代末才開始引進SRXRF、PIXE和SPM 等大型儀器,相關評述主要是幫助國內用戶了解這些儀器的性能、應用領域和發(fā)展前景等,進而吸引各領域學者進行相關科學研究。這些評述的作者大多是這方面的專家或各應用領域的專家,此類文獻都有較高的參考價值。X 光透鏡裝置是我國XRF分析領域比較獨特的研究,北京師范大學為此做了大量的科研工作[84]。

4.2 軟件和技術方法評述

XRF分析軟件和技術方法研究在我國有一定基礎,也取得了很好成果。但在現(xiàn)代XRF 分析中,軟件大多數(shù)是與儀器綁定在一起的。由于我國在XRF儀器研制工作方面的落后,軟件的研究成果推廣與應用受到很大限制,這是影響我國軟件和技術方法研究發(fā)展的重要因素之一。本文收集軟件方面的評述2篇[85-86],技術方法方面的評述11篇[87-97],其中6篇關于制樣方法[87-92],5篇關于數(shù)據處理與基體校正[93-97]。

4.3 各領域應用評述

XRF最初主要是應用于工業(yè)領域,近年來在環(huán)境、生物醫(yī)藥和人文科技領域也得到快速發(fā)展。鑒于這方面的文獻較多,本文只列出在各領域涉及面較寬、信息量較大、有較豐富引文的評述,共計85篇[98-182],從地礦與建材,冶金與有色金屬,環(huán)境與材料科學,農業(yè)、食品與生物醫(yī)學,石油化工與過程分析,科技考古與刑偵,貴金屬飾品與寶玉石檢驗,標準方法等8個方面進行評介。應說明,不少文獻難以判斷歸屬于哪個方面,交叉應用的情況在所難免,另外單一元素分析的評述也較多,這里不再列出。

4.3.1 地礦與建材

以巖石礦物為主的地質材料分析是XRF 分析應用最早、最廣泛的領域之一。地質材料組成復雜,幾乎包含了自然界存在的所有元素,而且不同地質材料中的元素含量范圍寬(通常相差數(shù)個數(shù)量級),這就為XRF同時分析多元素提供了廣闊的應用天地,使得用于地質材料的XRF分析具有廣泛的適應性和更大的參考價值。XRF 在地礦領域應用的專題評述較多,本文收集33篇[98-130],其中地質分析綜合性評述4 篇[98-101],XRF 在地學研究領域的應用6篇[102-107],另有XRF 在地質實驗室應用的階段性進展評述2篇[108-109]。XRF 在巖石礦物、土壤和沉積物等物質分析中應用的專題評述也很多,這里收集信息量較多的文獻共12篇[110-121],其中化探[110]、土壤[111]、沉積物[112]、稀土元素[113]、礦石[114]分析各1篇,鐵礦石和鉻鐵礦石分析3篇[115-117],銅礦石分析2 篇[118-119],磷礦石分析2 篇[120-121]。還收集了1篇關于XRF在錄井方面應用的評述[122]。

在2020年《冶金分析》的一個專輯中,刊出了8篇XRF在地礦領域應用的系列評述,這些評述的信息量較大,引文也比較豐富[123-130]。

4.3.2 冶金與有色金屬

冶金、有色金屬工業(yè)也是XRF 的重要應用領域,雖然XRF在礦石、合金中單個元素分析的評述不少,但綜合性評述并不多,本文共收集8篇[131-138],除XRF在鋼鐵工業(yè)方面的應用外,還包括在鋁工業(yè)中的應用1篇[136]和稀土元素分析進展2篇[137-138]。吳文琪等[138]綜述了XRF 在稀土元素分析方面的應用,包括土壤沉積物、礦物、稀土富集物、單一稀土化合物、稀土金屬、合金、稀土功能材料以及過程分析中稀土元素的測定,涉及鋼鐵、有色金屬、石油化工、地質、生物、電子材料等領域,是一篇比較全面的專題評述。

4.3.3 環(huán)境與材料科學

環(huán)境與材料科學是XRF 分析應用發(fā)展最快的領域之一,土壤、水和大氣顆粒是重要的環(huán)境信息載體,本文收集XRF 在環(huán)境領域應用的評述13篇[139-151],在材料科學領域應用的評述6篇[152-157]。王世芳等[143]綜述了國內外XRF在土壤重金屬檢測方面的研究進展,對檢出限、模型優(yōu)化和檢測儀器研制與應用等方面進行了重點介紹,展望了應用前景,是環(huán)境領域中比較有代表性的一篇專題評述。在材料科學應用方面,韓小元等[152]綜述了XRF在薄膜表征方面的研究進展;劉春等[153]介紹了XRF在Ro HS(《關于限制在電子電器設備中使用某些有害成分的指令》)分析中的應用;陸筱彬等[157]綜述了XRF在金屬材料分析中的應用進展。

4.3.4 農業(yè)、食品和生物醫(yī)學

隨著人們對食品安全和身體健康的關注,XRF在農業(yè)、食品和生物醫(yī)學方面的應用也在快速發(fā)展,本文收集這方面的評述共9 篇[158-166]。徐昕怡等[160]綜述了國內外XRF 在藥品研發(fā)以及原料藥、藥用輔料和制劑元素雜質分析中的應用進展。史先肖等[161]綜述了XRF在食品、生物醫(yī)藥以及化妝品領域的應用。何姣姣等[162]綜述了XRF 在土壤及植物體礦質元素測定方面的研究進展,展望了XRF在農業(yè)領域的應用前景。吳應榮等[165]綜述了SRXRF在生物醫(yī)學中的應用。趙利敏等[166]綜述了TXRF在生物醫(yī)學研究中的應用及進展。

4.3.5 石油化工與過程分析

本文收集了4篇XRF 在石油化工方面應用的評述[167-170],2篇在過程分析方面應用的評述[171-172]。翟磊等[167]全面闡述了XRF 分析石油化工產品的研究現(xiàn)狀、存在問題及方法改進,并探討了其未來的發(fā)展趨勢。楊一青等[168]評述了XRF 在催化劑分析領域的應用,展望了其應用前景。滿瑞林等[171]評述了XRF在冶金、地質、采礦、選礦等方面的應用及進展。

4.3.6 科技考古與刑偵

XRF在科技考古方面的應用研究工作開展較早,隨著便攜儀器性能的改善,其應用范圍迅速擴展[173-176]。朱劍等[174]介紹了XRF 在文物鑒定、斷代、產地及其礦料來源分析、制作工藝和保護等考古研究中的應用現(xiàn)狀,指出了現(xiàn)存的一些問題,展望了其應用前景和發(fā)展方向。蘇會芳等[177]綜述了國內外micro-XRF 在射擊殘留物、指紋顯像、毒品來源及生產工藝等物證鑒別方面及其在犯罪現(xiàn)場分析等方面的研究進展,特別關注近年來智能、便攜化的micro-XRF技術的發(fā)展及其在法醫(yī)鑒定中的應用。

4.3.7 貴金屬飾品與寶玉石檢驗

傳統(tǒng)貴金屬鉑飾品檢測方法操作繁瑣、成本較高,特別是需破壞樣品。XRF作為一種非破壞性技術在貴金屬飾品與寶玉石檢驗中迅速發(fā)展。王高娟[178]綜述了XRF在貴金屬飾品中的檢測現(xiàn)狀,討論了常見問題和應注意的事項。孟建華等[179]著重介紹了貴金屬飾品中有害元素分析的相關國家標準及檢驗方法的研究進展,并對未來發(fā)展進行了展望。

4.3.8 標準方法

XRF經幾十年的發(fā)展,在許多方面的應用已相當成熟,這為XRF分析方法的標準化創(chuàng)造了條件,本文收集這方面的評述4 篇[180-183]。樓蔓藤[180]簡述了XRF標準化的進展,介紹了國際、中國和行業(yè)標準的現(xiàn)狀,指出了不足并提出建議。朱俐等[182]綜述了國內外采用XRF的各類標準,其中包括美國材料與試驗協(xié)會(ASTM)標準、國際標準化組織(ISO)標準和我國國家標準,這些標準主要是應用于石油及其產品、合金和礦石中元素含量的測定。李輝等[183]以鋼鐵分析為例,對國內外金屬材料分析方法標準中應用WDXRF的現(xiàn)狀作了評述。

5 結語

中國XRF 分析已經歷了60多年的發(fā)展,相關文獻已逾萬篇。2019年有兩篇論文對我國XRF分析文獻進行了計量統(tǒng)計研究[2,184],為全面了解我國XRF分析發(fā)展與現(xiàn)狀提供了重要資料。在此基礎上,王祎亞等[1]進一步整合了這兩篇論文提供的基礎數(shù)據,給出了中國XRF分析文獻分布狀況更廣角度、更多層面的統(tǒng)計數(shù)據。本文在前述資料的基礎上對XRF評述文獻進行了進一步的梳理和分類,收集了1960—2020年的評述文獻共計181篇。其中綜合性評述和年度評述大多是由業(yè)內著名專家撰寫,內容十分豐富,引文廣泛,具有很高的參考價值。遺憾的是這兩類評述都距今太久,期盼有內容豐富、新的綜合性評述出現(xiàn),以滿足讀者對XRF分析技術迅速發(fā)展的渴求。專題評述文獻數(shù)量較多,但內容和信息量差別較大。有關儀器設備的評述文獻量較多,特別是新技術設備,雖大多由相關專家撰稿,但這類評述時效性有限,近期評述較少。各應用領域的評述文獻中,應用發(fā)展較快的環(huán)境、材料、農業(yè)、食品、生物醫(yī)學方面的評述較新;地礦領域近年刊出的系列評述論文內容較多、引文豐富,是各應用領域中比較突出的。