土壤重金屬激光誘導(dǎo)擊穿光譜定量分析研究.pdf

1、快速、現(xiàn)場(chǎng)分析土壤重金屬含量分布對(duì)土壤污染治理與質(zhì)量評(píng)估具有重要意義。相比實(shí)驗(yàn)室分析方法，激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)(LIBS)提供了一種重金屬簡(jiǎn)便、快速分析手段，可實(shí)現(xiàn)土壤重金屬多元素的快速、原位、同時(shí)測(cè)量。因此，開(kāi)展土壤重金屬LIBS定量分析研究具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
　　本文重點(diǎn)針對(duì)LIBS技術(shù)中土壤基體效應(yīng)對(duì)重金屬定量分析影響，以及基于不同算法的土壤重金屬含量分析開(kāi)展研究工作，取得的主要研究成果如下:
　　(1)譜線選取與光

2、譜穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)分析。實(shí)驗(yàn)選取了多種重金屬元素(Cr、Ni、Cd、Cu、Zn、Pb)的分析譜線，分析了土壤壓片時(shí)顆粒度與壓強(qiáng)大小以及激光脈沖累加平均次數(shù)對(duì)光譜強(qiáng)度和穩(wěn)定性的影響，研究了提高土壤LIBS光譜多次測(cè)量穩(wěn)定性的光譜預(yù)處理方法。
　　(2)土壤基體效應(yīng)分析與校正。實(shí)驗(yàn)分析了土壤Cr、Ni、Cd、Cu、Zn、Pb等六種重金屬的單變量定量結(jié)果、各元素檢測(cè)限，以及Cr元素單變量定量結(jié)果較差的原因，基于Lorentz擬合和多元線性回歸

3、進(jìn)行了基體效應(yīng)校正;研究了基于主成分分析法的待測(cè)樣品選擇定標(biāo)方法，當(dāng)待測(cè)與定標(biāo)土壤基體相近時(shí)，Cr的預(yù)測(cè)誤差均小于6.81％，但預(yù)測(cè)誤差隨著基體差異的增大而增大。
　　(3)基于SVR的重金屬含量分析。以Cr元素為例，對(duì)比研究了全譜和特征譜輸入下的支持向量機(jī)回歸(SVR)建模預(yù)測(cè)精度。結(jié)果表明，當(dāng)訓(xùn)練集含有多種土壤基體樣品時(shí)，特征譜輸入下單次測(cè)量相對(duì)誤差均小于6.13％，10次平均測(cè)量相對(duì)誤差為3.03％，優(yōu)于全譜輸入預(yù)測(cè)結(jié)果，且