LIBS技術的沉積物中重金屬元素Zn的分析研究

張 超，朱 林，郭金家，李 楠，田 野，鄭榮兒

中國海洋大學信息科學與工程學院，山東 青島 266100

引 言

隨著經濟的發展，運輸、采礦等工業排污與人類生活排污等活動造成了水體污染，水中的金屬污染不斷加重，經過一定后污染物最終進入沉積物中[1-2]。常用于沉積物中重金屬測量的方法很多，包括傳統的實驗室方法，如: 原子吸收光譜法(atomic absorption spectroscopy, AAS)[3]、電感耦合等離子體質譜法(inductively coupled plasma mass spectrometry, ICP-MS)[4]，以及可用于現場探測的激光誘導擊穿光譜(laser induced breakdown spectroscopy, LIBS)[5]等。

LIBS作為一種實時快速的光譜探測技術，具有多組分同時探測、無需或只需簡單樣品預處理等突出優勢，已被廣泛應用到工業[6]、環境[7]、地質[8]、海洋[9]等領域。在對沉積物這種成分復雜、含水量高的樣品探測分析中，樣品的預處理不可或缺，因為較大的形態差異和較高的含水量會嚴重影響LIBS探測的穩定性和靈敏度[10]。Dukki Han等對北冰洋的沉積物樣品進行了冷凍干燥、過篩和研磨壓片處理，應用LIBS技術獲得的樣品中Al和Cu等金屬元素含量與ICP-MS檢測結果相近[5]。Lazic等采用單色儀和增強型CCD探測器搭建了一套船基LIBS系統，應用于南極科考調查中的海洋沉積物的探測分析[11]，他們對樣品進行烘干48 h后探測。Elmer等使用J200(ASI)系統對河流沉積物進行LIBS探測，該系統采用了高性能ICCD探測器配置，樣品經過48 h干燥后再加入粘合劑壓片處理，LIBS系統對其中的Cr，Cu和Pb含量預測結果與傳統的ICP-OES方法測量結果有很好的一致性[12]。然而，高性能配置的系統體積大、樣品脫水烘干時間長等特點使LIBS技術用于沉積物的現場快速檢測分析受到了一定限制?！?br>