【摘 要】
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水体中重金属元素超标,给人类的健康以及动植物的生存带来了严重的威胁,然而随着工业化进程的不断加快,水体中重金属污染问题日益突出。激光诱导击穿光谱（Laser-induced breakdown spectroscopy,简称LIBS）因其检测迅速,可实现多元素联测的特点,在气体、固体、液体领域的应用非常广泛。然而液体对等离子体具有淬灭效应,这对LIBS技术在液体中高灵敏检测微量的重金属元素造成了困
【基金项目】
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国家重点研发计划； 国家自然科学基金项目；
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水体中重金属元素超标,给人类的健康以及动植物的生存带来了严重的威胁,然而随着工业化进程的不断加快,水体中重金属污染问题日益突出。激光诱导击穿光谱（Laser-induced breakdown spectroscopy,简称LIBS）因其检测迅速,可实现多元素联测的特点,在气体、固体、液体领域的应用非常广泛。然而液体对等离子体具有淬灭效应,这对LIBS技术在液体中高灵敏检测微量的重金属元素造成了困难。随着LIBS技术于另外一种检测技术联用的出现,使得LIBS技术在液体中高灵敏检测成为了可能,因此寻找一种简单、便捷的检测技术与LIBS技术联用,对于水体中的重金属元素进行高灵敏的检测至关重要。本文基于LIBS技术,首先对Na Cl溶液中的Na元素,在石墨靶吸附和液体射流两种样品处理方式下进行了检测,并做了对比分析;其次引入辉光放电（Glow discharge,简称GD）技术,与LIBS技术联用（简称LIBS-GD）,对混合溶液中重金属元素Cu、Cr进行了检测,最后将LIBS-GD联用技术应用于实际生活中。该工作为环境监测和污水评估提供了重要的技术支撑。围绕着LIBS技术和LIBS-GD联用技术,本论文具体开展了如下的工作:1.搭建了LIBS实验装置,以Na Cl溶液中的Na元素为研究对象,在石墨靶吸附和液体射流两种样品处理方式下进行检测分析,发现利用石墨靶吸附方法获得的Na元素光谱信号相对于液体射流方法下谱线强度以及稳定都有很大的提高;通过绘制浓度与谱线强度的线性关系计算了两种样品处理方式下的检出限,发现吸附方法相对于液体射流的方法检出限显著的降低。2.分别搭建了GD和LIBS-GD联用实验装置,针对不同浓度的Cu Cl2和Cr Cl3的混合溶液中的重金属元素Cu、Cr。在GD方法下,各元素谱线相对分立,并计算了Cu和Cr的检出限。相比于GD实验结果,在LIBS-GD联用实验下,获得的Cu、Cr的谱线强度显著增强,且光谱更加稳定,其检出限明显降低;同时,对比标准曲线法和内标法两种定量分析方法,发现内标法降低基体效应的同时,检测精度更高。3.将LIBS-GD联用实验装置应用于黄河兰州段的五家污水处理厂排污口的污水中,分别对其进行了检测,并且与原子吸收光谱法测量的结果进行对比,其检测结果相对可靠,且证实了经污水厂处理后的污水中Cu元素满足国家城镇污水排放的最低要求。
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