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随着工农业的发展及城市化进程的加快,大量含有重金属的工业废料、农业垃圾及生活废弃物排入水中,导致水体重金属污染的形势愈发严峻。水体中的重金属元素,即使浓度很小,也可能通过直接饮用或者食物链富集进入人体,进而对人体健康产生危害。因此,实现水体中重金属元素的检测具有重大意义。本文采用树脂作为一种新型固相基底,结合激光诱导击穿光谱(Laser-induced Breakdown Spectroscopy,LIBS)技术对水体中的Cu、Mn、Cr(Ⅲ)和Cr(VI)展开了定量分析研究。具体研究内容如下:1.利用螯合树脂作固相基底,富集水溶液中的Cu元素和Mn元素后LIBS检测。研究了激光能量、延迟时间、激光聚焦位置、样品溶液流速及溶液pH值等参数对金属元素光谱信号的影响。对Cu元素和Mn元素进行定量分析,两种元素的定标曲线对应的线性相关系数分别为0.993和0.991,检出限分别达到0.03 mg/L和0.098 mg/L。该结果表明利用螯合树脂作固相基底可以实现水体中Cu、Mn元素的检测且具有较高的检测灵敏度。其次,为验证本文提出的方法在自然水体条件下的可行性,采集自然水样进行回收率研究,得到不同浓度下Cu和Mn的回收率范围为93.88%-108.09%和91.99%-103.88%,这表明该方法同样适用于自然水体的检测。最后,利用Cu和Mn元素的pH吸附阈值不同的原理,通过调节混合溶液的pH值实现了Cu、Mn元素的分离和检测。2.利用螯合树脂富集溶液中的Cr(Ⅲ)、阴离子交换树脂富集溶液中的Cr(Ⅵ),实现了Cr(Ⅲ)及Cr(VI)元素的价态分离和LIBS检测。建立Cr(Ⅲ)及Cr(VI)的定标模型,经计算得出其检出限分别为0.088 mg/L和0.27 mg/L,且利用该定标模型得到的预测值与真实值的相对误差范围分别为2.0%-13.5%和4.5%-15.8%,这表明本研究方法用于检测水体中Cr(Ⅲ)和Cr(VI)可以获得较低的检出限且定标模型准确度较高。另外,利用分离富集的方法实现了混合溶液中Cr(Ⅲ)与Cr(VI)的分离,将混合溶液对应的检测结果与单一价态溶液(只含Cr(Ⅲ)或Cr(VI))对应的检测结果进行对比分析,其相对误差范围为2.98%-13.93%,该结果表明本文提出的样品预处理方法可以实现混合溶液中Cr(Ⅲ)与Cr(VI)的分离及LIBS检测。