搜索结果: GB/T 19267.13-2025, GB/T19267.13-2025, GBT 19267.13-2025, GBT19267.13-2025
| 标准编号 | GB/T 19267.13-2025 (GB/T19267.13-2025) | | 中文名称 | 法庭科学 微量物证的理化检验 第13部分：波长色散X射线荧光光谱法 | | 英文名称 | Forensic sciences - Physical and chemical examination of trace evidence - Part 13: Wavelength dispersive X-ray fluorescence spectrometry | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | A92 | | 国际标准分类 | 07.140 | | 字数估计 | 14,118 | | 发布日期 | 2025-02-28 | | 实施日期 | 2025-06-01 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 19267.13-2025: 法庭科学 微量物证的理化检验 第13部分：波长色散X射线荧光光谱法
ICS 07.140
CCSA92
中华人民共和国国家标准
法庭科学 微量物证的理化检验
第13部分:波长色散X射线荧光光谱法
2025-02-28发布
2025-06-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
前言
本文件按照GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定
起草。
本文件是GB/T 19267《法庭科学 微量物证的理化检验》的第13部分。GB/T 19267已经发布了
以下部分:
---第1部分:红外吸收光谱法;
---第2部分:紫外-可见吸收光谱法;
---第3部分:分子荧光光谱法;
---第4部分:原子发射光谱法;
---第5部分:原子吸收光谱法;
---第6部分:扫描电子显微镜/X射线能谱法;
---第7部分:气相色谱-质谱法;
---第8部分:显微分光光度法;
---第9部分:薄层色谱法;
---第10部分:气相色谱法;
---第11部分:高效液相色谱法;
---第12部分:热分析法;
---第13部分:波长色散X射线荧光光谱法。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由全国刑事技术标准化技术委员会(SAC/TC179)归口。
本文件起草单位:公安部鉴定中心、上海市公安局、北京市公安局。
本文件主要起草人:郭洪玲、朱军、李亚军、王萍、吕小宝、李鑫、权养科。
引 言
GB/T 19267是关于法庭科学微量物证检验的专业基础性标准,旨在提高鉴定质量,统一鉴定意
见,增加鉴定意见的可信度,为法庭科学微量物证检验提供规范和指导。
GB/T 19267拟由13个部分构成。
---第1部分:红外吸收光谱法。目的在于阐述红外吸收光谱法在法庭科学领域应用的基本内容。
---第2部分:紫外-可见吸收光谱法。目的在于阐述紫外-可见吸收光谱法在法庭科学领域应用
的基本内容。
---第3部分:分子荧光光谱法。目的在于阐述分子荧光光谱法在法庭科学领域应用的基本内容。
---第4部分:原子发射光谱法。目的在于阐述原子发射光谱法在法庭科学领域应用的基本内容。
---第5部分:原子吸收光谱法。目的在于阐述原子吸收光谱法在法庭科学领域应用的基本内容。
---第6部分:扫描电子显微镜/X射线能谱法。目的在于阐述扫描电子显微镜/X射线能谱法在
法庭科学领域应用的基本内容。
---第7部分:气相色谱-质谱法。目的在于阐述气相色谱-质谱法在法庭科学领域应用的基本
内容。
---第8部分:显微分光光度法。目的在于阐述显微分光光度法在法庭科学领域应用的基本内容。
---第9部分:薄层色谱法。目的在于阐述薄层色谱法在法庭科学领域应用的基本内容。
---第10部分:气相色谱法。目的在于阐述气相色谱法在法庭科学领域应用的基本内容。
---第11部分:高效液相色谱法。目的在于阐述高效液相色谱法在法庭科学领域应用的基本
内容。
---第12部分:热分析法。目的在于阐述热分析法在法庭科学领域应用的基本内容。
---第13部分:波长色散X射线荧光光谱法。目的在于阐述波长色散X射线荧光光谱法法庭科
学领域应用的基本内容。
波长色散X射线荧光光谱法是法庭科学领域微量物证专业最常用的元素分析方法之一,由于该方
法为无损分析且具有分析速度快、分析精密度高等特点,目前已在法庭科学领域广泛应用。制定本文件
对法庭科学微量物证检验的标准化、规范化建设,提高鉴定质量,统一鉴定意见,增加鉴定意见的可信度
具有重要意义。
法庭科学 微量物证的理化检验
第13部分:波长色散X射线荧光光谱法
1 范围
本文件描述了法庭科学微量物证检验中波长色散X射线荧光光谱的检验方法,包括原理、仪器、样
品制备、样品检验分析、检验结果分析、结果表述和注意事项。
本文件适用于法庭科学领域中微量物证的理化检验。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文
件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于
本文件。
GB/T 13966 分析仪器术语
GB/T 14666 分析化学术语
GA/T 242 法庭科学微量物证的理化检验术语
3 术语和定义
GB/T 13966、GB/T 14666、GA/T 242界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
用波长色散型X射线荧光光谱仪测量元素特征 X射线波长和强度,进行元素定性定量分析的
方法。
3.2
粒度效应 particlesizeeffect
样品中被测元素的荧光X射线强度受样品粒度影响的现象。
3.3
偏析 segregation
元素在样品中分布的差异。
3.4
基体效应 matrixeffect
样品中分析元素以外的其他组分对分析元素测定产生影响的现象。
3.5
薄膜 film
单纯的薄试样和某种基板上的薄层物质。
3.6
薄膜分析 filmanalysis
对薄膜厚度的测量和薄膜组分的确定。
4 原理
元素受初级X射线激发后,会发射出特征X射线(荧光X射线),不同元素具有不同波长的特征X
射线,利用波长色散型X射线荧光光谱仪检测元素的特征X射线波长及强度,对样品进行定性和定量
检验。在法庭科学领域,常见微量物证如金属、玻璃、泥土、矿石、砖头、纸张等物证中所含元素均可采用
X射线荧光光谱仪进行检测,实现微量物证中元素的定性定量分析和比对检验。
5 仪器
5.1 仪器组成
波长色散X射线荧光光谱仪主要由X射线管、初级X射线滤光片、分光晶体、准直器、检测器、脉冲
高度分析器等部分组成。
5.2 X射线管
X射线管是X射线激发源,产生入射X射线(初级X射线),用于激发被测样品,分为端窗型和侧窗
型两种。X射线管的靶材和管工作电压决定了能有效激发受激元素的初级X射线的强度,波长色散X
射线荧光光谱仪的常见X射线管为Rh靶,功率多为2kW~4kW。
5.3 初级X射线滤光片
初级X射线滤光片位于X射线管和样品之间,利用其吸收特性消除或降低X射线光管发射的初级
X射线谱,消除靶材特征X射线谱和杂质线对待测元素的干扰,提高分析灵敏度和准确度。微量物证
的理化检验中分析轻基体中痕量元素时,因X射线管产生的连续谱被轻基体强烈散射,在痕量元素的
谱峰附近产生高背景,严重干扰测定,插入初级X射线滤光片,可降低轻基体样品的背景干扰。常用的
初级X射线滤光片有铜和铝两种材质。
5.4 分光晶体
分光晶体是一种单色器,它的作用是把来自样品各元素的特征X射线进行分光。微量物证的理化
检验涉及检验元素种类较多,会配备多个分光晶体,通常为8块~10块,可满足从B到 U各元素的测
定。大部分分光晶体为无机或有机盐类单晶,在测定超轻元素如B、C、N、O等元素时,通常选择专用人
造多层膜晶体。
5.5 准直器
5.5.1 入射准直器
入射准直器位于样品和分光晶体之间,波长色散X射线荧光光谱仪通常有粗、标准、细三种规格入
射准直器,各厂家配置的准直器面间距和长度有所不同。采用细准直器可提高谱线分辨率,减少谱线重
叠干扰,但强度会有所降低。对于轻元素的分析,通常采用粗准直器,得到较高光通量,提高灵敏度。
5.5.2 出射准直器
出射准直器位于分光晶体和探测器之间,波长色散X射线荧光光谱仪的出射准直器随探测器移
动,入射的X射线荧光经晶体分光后,经出射准直器变为平行光进入探测器。除了起准直效果之外,出
射准直器还能够减少晶体的二次发射和来自晶体其他衍射面的伪反射。
5.6 检测器
5.6.1 正比计数器
正比计数器分为流气型正比计数器和封闭型正比计数器两种,主要用来对长波和超长波X射线进
行探测。正比计数器是以某种气体在X射线照射下产生电离而形成电脉冲为依据的探测器。气体的
主要作用是将入射X射线的强度成比例地转换成电荷,同时猝灭正离子移向阴极时引起二次放电。通
常选用惰性气体如氦气、氩气等作为探测气体,甲烷、乙烷、丙烷和二氧化碳等作为猝灭气体。分析原子
序数小于20的元素,通常采用正比计数器进行检测。
5.6.2 闪烁计数器
闪烁计数器主要用于检测短波长 X射线,由闪烁体和光电倍增管两部分组成,闪烁体通常为
NaI晶体,光电倍增管进行光电转换和信号放大。分析原子序数大于20的元素,通常采用闪烁计数器
进行检测。
5.7 脉冲高度分析器
脉冲高度分析器的作用是利用X射线能量的不同设置脉冲高度分析器的甄别阈值,用电学分离的
方法分离高次线和电噪音。具体做法是通过设定上下限甄别器之间的宽度,拾取有效的X射线电信
号,在电路上分离高次线和噪音。在样品分析中应对各元素的脉冲高度分析器阈值进行优化。
6 样品制备
6.1 基本要求
进行X射线荧光光谱法检验的样品应满足以下要求:
a) 样品分析面相对于整个样品有代表性;
b) 样品分析面均匀、平整且光滑;
c) 防止制备过程对分析样品的污染;
d) 进行比对分析的样品采用相同的制备方法;
e) 制样尺寸符合X射线荧光光谱仪检验要求。
6.2 金属样品
6.2.1 对于体积较大的金属样品,若表面没有镀层或锈蚀,宜先采用切割机、砂轮机和砂纸等工具进行
切割、打磨、抛光,直至获得可供检验的样品尺寸和平整表面,打磨抛光后的样品表面经无水乙醇等溶剂
清洗并晾干后备检。
6.2.2 对于体积较大的金属样品,若表面有镀层或有锈蚀,应先将镀层和锈蚀部分彻底去除,露出基
体,再采用6.2.1的方法进行处理;样品表面镀层可采用其他方法或薄膜分析法进行检验。
6.2.3 对于金属薄片或金属屑等样品,可采用熔融后重新铸造的方法,再采用6.2.1的方法进行处理。
6.2.4 对于质地较软的金属样品(如猎枪弹丸、铝合金等),可进行切削处理,直至出现可供检验的平整
表面。
6.3 玻璃样品
6.3.1 若样品表面平整光滑,先用去离子水、无水乙醇等试剂对样品表面进行清洗,去除污物后,直接
装入样品盒进行检验。
6.3.2 若样品表面有弧度,应选取相对平整的部位,对表面进行清洗后,选用较小的视野光阑进行分
析,保证分析面相对平整。
6.3.3 对于玻璃碎屑样品,可将样品研磨成小于200目的粉末,掺入硼酸、纤维素等粘合剂,制成压片
后备检。
6.4 泥土样品
6.4.1 制样前,应先分拣出肉眼可见的石砾、植物残片或其他夹杂物,再将泥土样品烘干,研磨至200目
以下,以去除粒度效应、矿物效应、偏析等不均匀效应。
6.4.2 采用压片法,称取一定量泥土样品,置于样品环或样品杯内,在压片机上用一定压力(通常为
20MPa~30MPa)制成薄片。制备多个压片时,应使每次制片称取的样品质量相近,各平行测定称取
质量差不超过±20%。
注:为保证检验的灵敏度和样品的均匀性,压片时尽量选择大直径的样品环或样品杯。
6.4.3 对于不易压片成型的泥土样品,可直接将松散的样品放在专用容器中,表面用麦拉(Mylar)膜覆
盖后直接进行分析;或掺入硼酸、纤维素等粘结剂后,采用6.4.2方法进行压片制样,粘结剂与样品比例
应控制在1∶10以下。
6.4.4 采用熔融法,将泥土样品与熔剂、脱模剂、氧化剂等助剂按一定比例放入坩埚,在1000℃~
1250℃下熔融、混匀,快速冷却后,制成玻璃融片。
6.4.5 对于少量泥土样品,可采用衬底材料(如硼砂)打底双层压片或在衬底材料中挖一小坑,加入待
测泥土样品,按照6.4.2进行压片制样;或将少量粉末样品夹在两层膜(如 Mylar)之间进行制样。
6.5 矿石、砖头样品
6.5.1 根据矿石或砖头样品的外观,选取有代表性的部分进行样品处理。
6.5.2 将选取的样品研磨至200目以下,根据样品质地、样品量、检验精度要求等实际情况,样品制备
步骤见6.4。
6.6 纸张样品
6.6.1 剪取平整且没有油墨或污染的部位进行检验。
6.6.2 剪取直径大于1mm、小于40mm 的圆片(圆片大小依据样品情况而定),放入样品盒内,以便仪
器检测。
6.7 液体样品
6.7.1 液体样品可直接放在专用液体样杯中予以测定。专用样品杯可由不锈钢、聚乙烯或聚四氟乙烯
等材质制成,并使用厚度为几个微米的聚酯、聚乙烯、聚丙烯等薄膜做支撑或保护。
6.7.2 可将液体样品滴在专用滤纸上,富集后再进行分析。
7 样品检验分析
7.1 分析前准备
样品分析前,做好以下准备:
a) 开启X射线荧光光谱仪,检查仪器状态,待样品室温度、P10(90%氩气和10%甲烷混合气体)
气体流量等参数达到仪器要求且稳定;
b) 微量物证常见样品均在真空模式下进行分析,但分析液体样品时,应在氦气气氛中进行。
7.2 定性分析
7.2.1 样品全元素扫描分析
选用与待测样品大小相匹配的视野光阑与样品盒面罩,采用全元素扫描方法对样品进行全元素扫
描分析。不同厂家仪器对各元素的默认分析条件不同,微量物证中常见元素的分析晶体、探测器及分析
条件见附录A。
7.2.2 谱图分析
采用仪器分析软件进行背景扣除、谱峰重叠校正和元素自动搜索匹配,确定检出元素种类。确定样
品检出元素时,采用以下方法。
a) 元素定性分析宜选用分析元素的最强线:通常情况下,当原子序数小于40时,宜选择K系线;
大于40时,宜选择L系线;大于70时,宜选择 M系线。
b) 如果元素的一个谱线系有干扰,应选用不同且较强的线系进行元素定性分析。
c) 同线系或不同线系多个特征光谱线同时存在时,才能确认样品中存在某元素。
d) 如果分析样品的基体比较复杂,会存在谱峰重叠和相互干扰问题。谱峰重叠应进行谱峰分解。
谱峰分解有函数分解和标准峰形分解两种方法。函数分解使用函数对谱峰进行表达;标准峰
形分解是利用事先测量并提取的标准峰形对重叠谱峰进行分解,该方法准确度更高。
e) 测量背景扣除采用单点法、两点法或多点法。
7.3 定量分析
7.3.1 基本参数法半定量分析
基本参数法是应用考虑了吸收-增强效应的荧光X射线理论强度公式计算理论强度,该公式使用了
一些基本物理常数和参数。把计算得到的理论强度和实际测量强度进行比较,在二者满足一定精度要
求的情况下,将强度转换成样品分析元素的含量,因此不需要标准样品。该方法适合于多种微量物证的
检测分析。
微量物证样品按照7.2进行样品全元素扫描分析和谱图分析后,通常采用归一化法计算检出各元
素的相对质量分数,获得各元素的半定量分析结果。
7.3.2 标准曲线法定量分析
7.3.2.1 标准曲线法
选取和待测样品物理化学形态相似的多个标样,测定其中各组分的特征X射线强度。将标样中分
析元素的标准值和测得强度制作校准曲线,未知样品的含量根据各元素测得的X射线强度从标准曲线
中求得。校准曲线的表达式按公式(1)计算。
ωi=aIi+b (1)
式中:
ωi ---被测元素i的含量分析值,结果为质量分数;
Ii ---待测元素i的荧光X射线强度,单位为千每秒计数(kcps);
a,b ---校准曲线常数。
7.3.2.2 标准曲线方法建立及测量条件优化
参照仪器操作程序要求建立分析方法。根据测量元素,选择相应的测量谱线,通常选择干扰小且强
度满足分析要求的谱线。不同型号的仪器,其测量条件不尽相同,参照仪器厂商提供的参数,优化最佳
工作条件,主要包括X光管的电压和电流、元素的分析线、滤光片、分光晶体、准直器、探测器、脉冲高度
分布范围、扣除背景位置等。保证元素的分析谱线位置准确,扣除背景位置合适,检测强度适中。
7.3.2.3 测量标准样品
标准样品的制备和测量均应与待测样品采用相同的方法。利用优化好的测量条件,对制备好的标
准样品依次进行测量,获得X射线荧光强度。
注:通常标准样品的个数越多,校准曲线的准确性越好。
7.3.2.4 谱线重叠干扰及基体校正
采用谱线重叠和基体校正法对获得的校准曲线进行校正。参与基体校正的元素通常选择含量较高
且含量变化较大的元素。根据校正后X射线荧光强度,用仪器所带程序绘制标准曲线,标准曲线表达
式按公式(2)计算。
ωi=k×(Ii+βij×Ik)×(1+∑αij×ωj)+b (2)
式中:
ωi ---待测元素i质量分数;
ωj ---干扰元素j的质量分数;
k、b ---校正曲线的斜率和截距;
Ii ---待测元素i的荧光X射线强度,单位为千每秒计数(kcps);
βij ---谱线重叠校正系数;
Ik ---谱线重叠的理论计算强度,单位为千每秒计数(kcps);
αij ---干扰元素j对待测元素i的α影响系数。
7.3.2.5 标准曲线漂移校正
选用化学性质稳定且含有与所测样品中元素相同的样品,定期进行曲线漂移校正,保证标准曲线的
准确性。
7.3.3 样品检测
7.3.3.1 采用与建立标准曲线相同的测量条件进行待测样品检测,获得各元素的X射线荧光强度。
7.3.3.2 利用建好的校准曲线,获得待测样品中各元素的含量。如果样品量允许,每个样品至少应进行
三次平行测定。
8 检验结果分析
8.1 定性分析
采用仪器分析软件进行背景扣除、谱峰重叠校正和元素自动搜索匹配,确定检出元素种类。
8.2 半定量/定量分析
根据测量样品中各元素的X射线强度,采用半定量/定量分析方法获得样品中各元素的质量分数。
若进行多次平行测定,取平行测定的平均值作为样品中该元素的半定量/定量分析结果。
8.3 样品比对检验
8.3.1 根据定性分析检出的元素种类,判断检材和比对样品中检出的元素种类是否相同。元素种类相
同时,再进行元素半定量/定量分析。
8.3.2 计算多次平行测定的分析结果稳定的各元素的质量分数平均值。
8.3.3 当检材和比对样品中检出元素质量分数平均值与比对样品对应元素的质量分数平均值之间的
差值均在±2s(s为比对样品多次测定的标准偏差)以内时,则认为两者检出各元素的含量无显著差异。
8.3.4 当检材和比对样品中检出元素质量分数平均值与比对样品对应元素的质量分数平均值之间的
差值均在±2s~±4s(s为比对样品多次测定的标准偏差)范围内时,则无法判断两者检出各元素的含
量有无显著差异。
8.3.5 当检材中一个或多个元素的质量分数平均值与比对样品对应元素的质量分数平均值之间的差
值在±4s(s为比对样品多次测定的标准偏差)以外时,则认为两者检出各元素的含量有显著差异。
9 结果表述
9.1 确定样品中检出的元素种类,结果表述为:样品中检出X1、X2、X3元素。
9.2 确定样品中检出的元素种类及各元素的质量分数,结果表述为:样品检出X1、X2、X3元素,其
质量分数分别为Y1、Y2、Y3。
9.3 比对检验应综合判断元素定性和定量检验结果,结果表述如下:
a) 检材和比对样品中检出元素种类不同;
b) 检材和比对样品中检出元素种类相同,且各元素的质量分数均无显著差异;
c) 检材和比对样品中检出元素种类相同,但X1、X2元素的质量分数有显著差异;
d) 检材和比对样品中检出元素种类相同,但不能判断检材和比对样品中检出元素的质量分数有
无显著差异。
10 注意事项
10.1 应定时对仪器自带的灵敏度库和定量校正曲线进行漂移校正。
10.2 当更换P10气体后,应进行漂移校正或重新建立校准曲线。
10.3 仪器测试过程中,样品受X射线照射后,氯元素的质量分数会有明显升高,因此如需测量氯元
素,应将氯元素置于测量顺序首位。
附 录 A
(资料性)
常见元素的XRF全元素扫描定性分析条件
常见元素的XRF全元素扫描定性分析条件见表A.1。
表A.1 常见元素的XRF全元素扫描定性分析条件
元素 分析线
2θ峰位
(°)
电压
kV
电流
mA
准直器 分光晶体 探测器 PHA范围
Na(钠) Kα 55.12 30 120 标准 TAP PC 100~300
Mg(镁) Kα 45.19 30 120 标准 TAP PC 100~300
Al(铝) Kα 144.61 30 120 标准 PET PC 100~300
Si(硅) Kα 109.05 30 120 标准 PET PC 100~300
P(磷) Kα 141.19 30 120 标准 Ge PC 150~300
S(硫) Kα 110.82 30 120 标准 Ge PC 150~300
Cl(氯) Kα 92.87 30 120 标准 Ge PC 150~300
K(钾) Kα 136.68 40 90 标准 LiF PC 100~300
Ca(钙) Kα......
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