激光誘導擊穿光譜助力垃圾污穢物清潔快速檢測

作者： 2017年05月26日 來源：中國儀表網(wǎng) 瀏覽量：
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【中國儀表網(wǎng)儀表產(chǎn)業(yè)】激光誘導擊穿光譜法(LIBS)能夠提供比現(xiàn)有技術(shù)更清潔、更快速和更簡單的方法以檢測來自垃圾填埋場中的污染物。盡管常規(guī)的LIBS在單脈沖下使用時存在一定的限制，但在雙脈沖(DP)下使用LIBS可以快
　　【中國儀表網(wǎng) 儀表產(chǎn)業(yè)】激光誘導擊穿光譜法(LIBS)能夠提供比現(xiàn)有技術(shù)更清潔、更快速和更簡單的方法以檢測來自垃圾填埋場中的污染物。盡管常規(guī)的LIBS在單脈沖下使用時存在一定的限制，但在雙脈沖(DP)下使用LIBS可以快速檢測汞元素(Hg)，并有可能應(yīng)用于檢測其他污染物。
 

 
　　在LIBS中，將一束強激光脈沖照射樣本，產(chǎn)生高溫的等離子體，然后通過光譜儀拍攝并測量等離子體發(fā)出的光，用以檢測特定污染物的化學特征。
 
　　巴西Embrapa Instrumentation公司的研究人員利用LIBS對垃圾滲濾液中汞元素進行定性和定量分析。他們使用了雙激光脈沖，即使用兩束激光脈沖同時照射樣品，能夠產(chǎn)生比使用單脈沖更強的等離子體，從而增加了該方法的靈敏度。
 
　　雙脈沖LIBS方法也使得研究人員能夠使用不同波長的激光來檢測汞元素。 波長為253nm左右的激光經(jīng)常被用于檢測汞元素，但是當樣品中也存在鐵時，鐵元素的光譜線可能會引起該波長的干擾，這需要進行復雜的數(shù)據(jù)分析才能將汞元素的譜線與鐵元素的譜線分離。而使用雙脈沖激光器可以觀察到波長194nm附近的另一條汞元素譜線，從而避免與鐵元素譜線產(chǎn)生干擾。
 
　　該研究團隊使用含有汞元素的滲濾液對其系統(tǒng)進行了測試。在測試中可被檢測到的最低汞濃度為76ppm。研究人員表示，下一步的改進應(yīng)該使得系統(tǒng)能夠檢測到更低濃度的汞元素含量，最終達到5ppm或更低，以保證系統(tǒng)能夠達到檢測標準。在多次的驗證實驗中，系統(tǒng)平均誤差約為20%，研究人員表示，該系統(tǒng)已經(jīng)能夠滿足檢測垃圾填埋場滲濾液中汞含量的要求了。
 
　　巴西農(nóng)牧業(yè)研究公司(Embrapa)是第一家將LIBS應(yīng)用于檢測垃圾滲濾液中汞元素的企業(yè)。
 
　　研究人員Carlos Menegatti說：“這是第一次將雙脈沖LIBS應(yīng)用于測量固體樣品中汞元素的含量。一些研究文獻已經(jīng)證實雙脈沖LIBS比單脈沖LIBS具有更高的靈敏度，所以我們在固體樣品檢測方面取得了進步。”
 
　　研究人員計劃進一步改進LIBS設(shè)備，以提高在較低濃度下檢測汞元素的能力，并實現(xiàn)更精確地量化。雖然檢測汞元素是這個研究項目的重點，但該系統(tǒng)還能夠在被校準后用以測量汞元素以外的污染物。
 
　　“這個方法可以應(yīng)用于檢測其他化學元素，”Menegatti說，“根據(jù)樣品的類型，你可以選擇更合適的方法，以避免由其他元素的光譜線引起頻譜干擾。”
 
　　“與目前使用相同分析方法的標準檢測技術(shù)相比，LIBS是一種無污染、無化學殘留的新技術(shù)，”他說，“LIBS還是一種更方便快捷的技術(shù)，因為不需要預先準備樣品。”
 
　　該研究發(fā)表在《應(yīng)用光學》雜志(Applied Optics)，該刊物是美國光學學會(OSA)的出版物。
 
　　(原文標題：利用光譜檢測垃圾填埋場中的污染物)
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