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激光诱导击穿光谱(LIBS)在环境监测中的应用

一、引言

激光诱导击穿光谱(LIBS)作为一种快速、非接触式的元素分析技术,在土壤污染、水质重金属检测、大气颗粒物成分识别等方面展现出广泛应用前景。该技术无需样品预处理,适合现场原位检测。本文将介绍其在环境监测领域的关键技术与应用进展。


二、核心技术流程

高能激光烧蚀样品表面

生成瞬时光致等离子体,激发原子发射特征光谱。

光谱采集与处理

使用高分辨率光谱仪捕获元素特征线,结合数据库进行识别。

定量建模与校正算法

应用偏最小二乘回归(PLSR)、随机森林或深度学习模型提高准确性。


三、典型应用场景

重金属污染土壤检测

快速筛查铅、镉、汞、砷等有害元素含量。

水体沉积物成分分析

监测河流湖泊底部沉积物中的有毒金属分布。

空气质量监测

分析PM2.5中含有的金属微粒,支持污染源追踪。


四、未来发展方向

便携化与无人平台集成

开发无人机搭载LIBS系统,实现大范围快速巡检。

人工智能增强识别能力

提升复杂基体样品中痕量元素的识别灵敏度。


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