基于偏振分辨LIBS技术的土壤重金属检测研究

为提高土壤重金属激光诱导击穿光谱(LIBS)特征谱线的信背比(SBR)和稳定性，并降低元素检测限，研究了土壤LIBS连续背景辐射以及Fe、Pb、Ca、Mg等4种元素特征分立谱线的偏振特性，对比分析了有、无偏振条件下元素特征谱线的相对标准偏差(RSD)、SBR与检测限。结果表明：4种元素的特征谱线Fe Ⅰ：404.581 nm、Pb Ⅰ：405.780 nm、Ca Ⅰ：422.670 nm和Mg Ⅰ：518.361 nm及其相应连续背景辐射的偏振度分别为0.27、0.17、0.25、0.23和0.70、0.64、0.69、0.67。偏振分辨LIBS(PRLIBS)技术使得4条特征谱线Fe Ⅰ：404.581 nm、Pb Ⅰ：405.780 nm、Ca Ⅰ：422.670 nm和Mg Ⅰ：518.361 nm的RSD分别降低了3.28％、2.2％、3.24％和1.34％。PRLIBS技术有效抑制了连续背景辐射，4种元素特征谱线的SBR分别提高了5.59、5.67、5.30、7.35倍。在有、无偏振条件下，Pb元素的检测限分别为17.4×10-6和39.4×10-6，偏振条件下的检测限为无偏振条件下的44%。以上研究结果为进一步提升土壤重金属的LIBS定量分析能力提供了数据支撑。