基于激光诱导击穿光谱检测水稻叶片镉的研究

• 作者: 刘晶 吴跃进 张鹏飞 徐琢频 徐聪 杨阳 王琦 程维民 范爽
• 来源期刊: 量子电子学报
• 学科: 物理学
• 关键词: 光谱学 激光诱导击穿光谱 重金属Cd 实验方法对比
• 年，卷（期）: 2020,（3）
• 所属期刊栏目: 激光应用
• 页码范围: 363-369
• 页数: 7页
• 分类号: O433.4
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2020.03.016

摘要

水稻是我国主要的粮食作物之一,重金属含量的检测对其安全性及品质具有重要意义.激光诱导击穿光谱(LIBS)有望克服传统方法检测耗时的缺点,实现水稻等作物植株中重金属含量的快速原位定量检测.利用共线双脉冲激光诱导击穿光谱(DP-LIBS)技术对水稻叶片中的重金属镉(Cd)元素进行了分析.由于不同的特征谱线对结果有不同影响,为获取更准确、稳定的分析结果,采用样品表面多点烧蚀的实验方法,讨论了CdⅠ:228.8 nm、Cd Ⅱ: 214.4 nm和Cd Ⅱ: 226.5 nm三条共振线对于定标曲线相关系数(R2)和预测结果的影响.对比研究发现, 532 nm激光先于1064 nm激光进行激发,且两束脉冲时间间隔为0.5 μs时能够获取最好的光谱强度;在三条分析谱线中, Cd Ⅰ:228.8 nm、Cd Ⅱ: 214.4 nm和Cd Ⅱ: 226.5 nm谱线的定标曲线R2值分别为0.86、0.60和0.93,原子谱线定量结果高于离子谱线;Cd Ⅰ:228.8 nm谱线预测相对误差低于10％,检测限是3.03mg/kg.实验表明通过对LIBS检测条件的优化,可以实现对水稻叶片中的重金属含量的检测.另外实验中所优化的光谱采集和特征谱线选择方法,也有望应用在不同农产品的重金属成分检测上.