论文部分内容阅读
随着人们生活质量和保护意识的提高,越来越多人关注公共健康,其中一个重要的问题就是吸烟。众所周知吸烟有害健康,烟叶中如果存在对人体有害的元素其影响更加严重。如何减少吸烟人口同时提高烟草质量,把烟叶对人体伤害降低到最小已成为政府相关部门及科研机构越来越关注的问题。烟叶中的元素可通过燃吸形式进入人体,重金属元素会在人体内累积并对人体产生不同程度伤害,故提高烟叶质量存在很大的必要性,对烟叶的生长过程进行实时监控是非常必要的。传统的烟叶中金属元素检测方法主要为原子吸收光谱法,这种方法需要繁琐的预处理和较长的测量周期,不能满足实时检测烟叶生长的要求。因此研究探索一种能够快速、高效和精准的检测样品元素的方法就具有十分重要的意义。激光诱导击穿光谱（Laser Induced Breakdown Spectroscopy,LIBS）预处理简单、检测范围广和精度高,在环境监测、农业和生命科学等方面得到广泛应用。本论文在分析传统方法检测烟叶中金属元素检测基础上,探索激光诱导击穿光谱检测烟叶中的金属元素的可行性,并通过实验结果对比,从检测的精准性方面,论证激光诱导击穿光谱方法能够应用于烟叶在线检测金属元素。本论文主要研究内容包括以下几个部分:1.构建LIBS实验研究系统,该实验系统主要由Nd:YAG脉冲激光器、光学系统、样品室、等离子体光谱信号收集光纤、中阶梯光栅光谱仪+增强型CCD和同步时序控制延时控制器组成。同时优化实验系统参数,为研究实验工作奠定基础,通过实验论证激光诱导击穿光谱技术在烟叶金属元素检测可行性和精准性。2.激光诱导击穿光谱烟叶Cd元素实验分析。实验采用分析元素按照一定比例均匀添加在实验烟叶样品中,对样品不同位置多次采样,取平均值为最终谱线强度值。建立Cd元素浓度与谱线强度定标曲线,并对定标曲线精准性进行判断。3.激光诱导击穿光谱金属元素Cu定量分析的标定曲线和等离子体研究。实验样品选自江西抚州优质烟叶,制备Cu含量范围为8.59-156.35μg·g-1烟叶样品进行实验。实验结果表明烟叶中金属元素Cu特征谱线324.75nm处干扰小、谱线明显。烟叶样品受激发产生等离子体温度为39458.94K,Cu等离子体电子密度为0.74×1016,谱线强度和样品浓度建立的标定曲线相关系数R2为0.98,平均相对标准偏差RSD（Relative Standard Deviation）为2.59%,Cu含量理论最低检测限为7.72μg·g-1,谱线信噪比（SNR）为7.86。表明激光诱导击穿光谱方法可以应用于在线检测金属元素Cu含量和监测烟叶中金属元素Cu对烟草生长的影响,为LIBS技术运用于烟叶元素检测奠定了前期基础。