随着现代物质生活水准的提升,绿色安全的农产品已然成为人们日常生活关注的焦点,农产品的质量安全与否直接关系到人们的身体健康。蔬菜中重金属残留超标对人体有重大的影响,而且残留在蔬菜中的重金属元素无法通过浸泡清洗和煮沸的方式去除的,食用了含有残留重金属元素的果蔬对人体的危害极大,重金属在人体内具有累积性,潜伏期长。马铃薯是我国的五大主食之一,同时也是全球第三大粮食作物,仅次于小麦和玉米,马铃薯中的营养价值高、生长环境适应能力强、产量高。但是种植在污染土壤的马铃薯会对重金属元素有富集作用,进而影响到马铃薯的品质。为此,急需发展一种全新的绿色快速有效的物质成分检测技术。激光诱导击穿光谱(LIBS)技术以其快速、绿色环保、多元素同时检测等优点受到越来越多的研究者的关注。因此,本工作以验证LIBS检测技术在农产品中应用的可行性为研究目的,以马铃薯中的重金属元素铅和铬为研究对象展开。首先搭建了LIBS快速检测试验装置,为了使LIBS在农产品重金属检测中获得较好的检测效果,对LIBS试验装置参数(如光纤采集角度、聚焦点位置等)进行调节。然后探讨湿样马铃薯样品中的含水量对LIBS检测灵敏度的影响,对比干样和湿样马铃薯样品的LIBS检测结果可知干样马铃薯样品检测的灵敏度和稳定性明显优于湿样马铃薯样品。因此,为了提高马铃薯LIBS检测的灵敏度和稳定性,对湿样马铃薯进行真空冷冻抽湿、粉碎研磨等简单的预处理,然后将马铃薯粉末进行手动压片制样。其次对LIBS试验采集参数进行了优化,分析了光谱采集延迟时间,光谱采样门宽和激光能量值对LIBS信号采集的影响,最终确定光谱采集延迟时间,光谱采样门宽和激光能量值的最佳参数值为2μs、8ms和90mJ。最后针对96个污染马铃薯样品的LIBS光谱数据,分别进行3点到17点平滑处理,将平滑后的数据分别进行标准正态变量变换、均值中心化、求导去噪(一阶求导和二阶求导)和多元散射校正预处理;然后分别应用一元线性回归、偏最小二乘法和联合区间偏最小二乘法建立了的马铃薯样品Pb、Cr重金属元素LIBS光谱信号强度与其浓度关系的模型,进行预测值与实际值的比较。试验结果表明激光诱导击穿光谱用于马铃薯重金属元素检测是可行的,为激光诱导击穿光谱技术在其它农产品重金属中的快速检测提供了理论依据和技术支持。