基于LIBS技術的土壤重金屬元素污染快速檢測與治理方法研究

楊國晶

摘要：針對土壤重金屬的污染程度逐漸加重，威脅人們的身體健康等問題，提出基于UBS技術的土壤重金屬元素污染快速檢測與治理方法。依據土壤中重金屬元素遷移傳播規律，構建重金屬元素污染模型，引入LIBS技術獲取土壤樣品LIBS光譜數據，并確定重金屬元素特征譜線。結合生物、物理、化學、生態等多種手段，制定土壤重金屬元素污染治理程序，實現了土壤重金屬元素污染的快速檢測與治理。實驗數據顯示：提出方法的重金屬元素檢測時延最小值為10 s，重金屬元素污染濃度下降率最大值為94%，充分證實了提出方法具有良好的應用性能。

關鍵詞：LIBS技術；土壤污染；重金屬元素；快速檢測；污染治理

中圖分類號：X53 文獻標志碼：B

前言

工業、農業快速發展，推動了城鎮化進程，許多新企業興起，例如新能源企業、光電企業、化工企業、精深加工企業等，為中國經濟增長帶來了新的動力支撐。除此之外，企業的興起也加大了重金屬污染的程度與范圍。常規情況下，重金屬元素主要存在于水體中，最終轉移到土壤中，致使土壤重金屬元素污染情況逐漸嚴重，從而影響農作物的生長與質量，威脅人類的健康，受到了國家以及社會大眾的廣泛關注。在科技部、環保部等支持指導下，國家頒布了重金屬元素污染防治相關條例，并成立了重金屬元素污染防治中心。由此可見，國家對重金屬元素污染的重視程度較高。如何有效防治土壤重金屬元素污染，成為國家重點研究課題之一。

就現有研究成果來看，土壤重金屬元素污染檢測方法主要為GFAA、FLAA、ICP-MS等，上述檢測方法均具有較高的靈敏度，但是土壤樣品預處理過程極其復雜、檢測周期較長，無法實現原位檢測，使用范圍有限，故提出基于LIBS技術的土壤重金屬元素污染快速檢測與治理方法研究。UBS技術實質是一種結合定量與定性分析的光譜技術，基于光譜儀器與激光技術對元素進行檢測與分析，具備原位、快速、多元素同時分析、操作便捷等優勢，被多個領域廣泛應用，例如冶金、環境、生物醫學、太空研究、燃燒、農作物檢測、考古探測等領域。研究通過UBS技術的應用，提升重金屬元素污染檢測速度，為土壤重金屬元素污染治理提供有力的支撐。