激光誘導(dǎo)擊穿光譜助力垃圾污穢物清潔快速檢測(cè)

作者： 2017年05月26日 來(lái)源：中國(guó)儀表網(wǎng) 瀏覽量：
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【中國(guó)儀表網(wǎng)儀表產(chǎn)業(yè)】激光誘導(dǎo)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(jiǎn)單的方法以檢測(cè)來(lái)自垃圾填埋場(chǎng)中的污染物。盡管常規(guī)的LIBS在單脈沖下使用時(shí)存在一定的限制，但在雙脈沖(DP)下使用LIBS可以快
　　【中國(guó)儀表網(wǎng) 儀表產(chǎn)業(yè)】激光誘導(dǎo)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(jiǎn)單的方法以檢測(cè)來(lái)自垃圾填埋場(chǎng)中的污染物。盡管常規(guī)的LIBS在單脈沖下使用時(shí)存在一定的限制，但在雙脈沖(DP)下使用LIBS可以快速檢測(cè)汞元素(Hg)，并有可能應(yīng)用于檢測(cè)其他污染物。
 

 
　　在LIBS中，將一束強(qiáng)激光脈沖照射樣本，產(chǎn)生高溫的等離子體，然后通過(guò)光譜儀拍攝并測(cè)量等離子體發(fā)出的光，用以檢測(cè)特定污染物的化學(xué)特征。
 
　　巴西Embrapa Instrumentation公司的研究人員利用LIBS對(duì)垃圾滲濾液中汞元素進(jìn)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(shí)照射樣品，能夠產(chǎn)生比使用單脈沖更強(qiáng)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(zhǎng)的激光來(lái)檢測(cè)汞元素。 波長(zhǎng)為253nm左右的激光經(jīng)常被用于檢測(cè)汞元素，但是當(dāng)樣品中也存在鐵時(shí)，鐵元素的光譜線可能會(huì)引起該波長(zhǎng)的干擾，這需要進(jìn)行復(fù)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(zhǎng)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(tuán)隊(duì)使用含有汞元素的滲濾液對(duì)其系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試。在測(cè)試中可被檢測(cè)到的最低汞濃度為76ppm。研究人員表示，下一步的改進(jìn)應(yīng)該使得系統(tǒng)能夠檢測(cè)到更低濃度的汞元素含量，最終達(dá)到5ppm或更低，以保證系統(tǒng)能夠達(dá)到檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。在多次的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)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(cè)垃圾填埋場(chǎng)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(cè)垃圾滲濾液中汞元素的企業(yè)。
 
　　研究人員Carlos Menegatti說(shuō)：“這是第一次將雙脈沖LIBS應(yīng)用于測(cè)量固體樣品中汞元素的含量。一些研究文獻(xiàn)已經(jīng)證實(shí)雙脈沖LIBS比單脈沖LIBS具有更高的靈敏度，所以我們?cè)诠腆w樣品檢測(cè)方面取得了進(jìn)步。”
 
　　研究人員計(jì)劃進(jìn)一步改進(jìn)LIBS設(shè)備，以提高在較低濃度下檢測(cè)汞元素的能力，并實(shí)現(xiàn)更精確地量化。雖然檢測(cè)汞元素是這個(gè)研究項(xiàng)目的重點(diǎn)，但該系統(tǒng)還能夠在被校準(zhǔn)后用以測(cè)量汞元素以外的污染物。
 
　　“這個(gè)方法可以應(yīng)用于檢測(cè)其他化學(xué)元素，”Menegatti說(shuō)，“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(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)技術(shù)相比，LIBS是一種無(wú)污染、無(wú)化學(xué)殘留的新技術(shù)，”他說(shuō)，“LIBS還是一種更方便快捷的技術(shù)，因?yàn)椴恍枰A(yù)先準(zhǔn)備樣品。”
 
　　該研究發(fā)表在《應(yīng)用光學(xué)》雜志(Applied Optics)，該刊物是美國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)(OSA)的出版物。
 
　　(原文標(biāo)題：利用光譜檢測(cè)垃圾填埋場(chǎng)中的污染物)
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