土壤中若干重金屬元素的激光誘導(dǎo)擊穿光譜檢測.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，環(huán)境污染也越來越嚴(yán)重，非常有必要對包括土壤中的重金屬等污染進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)(Laser Induced BreakdownSpectroscopy，簡稱LIBS)具有高檢測精度、高檢測靈敏度、對樣品的損害極小，可以對多種元素同時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)定量分析、無須樣品準(zhǔn)備、操作簡便等優(yōu)點(diǎn)。所以利用LIBS技術(shù)對土壤中重金屬進(jìn)行實(shí)時(shí)、現(xiàn)場的監(jiān)測研究已備受關(guān)注。 本文首先簡述激光誘導(dǎo)等離子體的基本性質(zhì)和形成機(jī)

2、理，給出了利用激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)進(jìn)行元素成分定量分析的基本原理。搭建一套激光誘導(dǎo)擊穿光譜分析實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，優(yōu)化了檢測土壤中重金屬污染的工作條件。通過比較不同的數(shù)據(jù)采集方式對光譜強(qiáng)度變化的影響，發(fā)現(xiàn)采用激光重復(fù)轟擊同一固定靶點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集方式和結(jié)合合適的數(shù)據(jù)處理方法，能顯著減小多次重復(fù)測量結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，從而有效地提高了測量結(jié)果的精密度；詳細(xì)研究了激光能量和延遲時(shí)間等工作參數(shù)對激光誘導(dǎo)擊穿光譜中元素特征譜線強(qiáng)度、寬帶背景輻射、光譜噪聲的影

3、響，發(fā)現(xiàn)激光能量不變時(shí)，信噪比(SNR)隨著采樣延遲時(shí)間的增大先變大后變小，當(dāng)延遲時(shí)間不變時(shí)，SNR隨著激光能量的增加也是先變大后變小，分別存在一最佳延遲時(shí)間和最佳激光能量；而具有最佳SNR時(shí)的延遲時(shí)間卻隨著激光能量的增加而增大，并根據(jù)噪聲來源對這一現(xiàn)象給予了定性解釋。在優(yōu)化了工作條件的基礎(chǔ)上，測出了多種標(biāo)準(zhǔn)土壤樣品的LIBS光譜圖。根據(jù)內(nèi)部定標(biāo)法和外部定標(biāo)法原理、標(biāo)準(zhǔn)土壤樣品中元素濃度和光譜信號強(qiáng)度，選擇合理的光譜分析線，分別做出了元