基于激光诱导击穿光谱检测水稻叶片镉的研究

作者：徐聪; 范爽; 徐琢频; 程维民; 杨阳; 刘晶; 张鹏飞; 吴跃进; 王琦^*

来源：量子电子学报, 2020, 37(03): 363-369.

• 光谱学
• 激光诱导击穿光谱
• 重金属Cd
• 实验方法对比

水稻是我国主要的粮食作物之一,重金属含量的检测对其安全性及品质具有重要意义。激光诱导击穿光谱(LIBS)有望克服传统方法检测耗时的缺点,实现水稻等作物植株中重金属含量的快速原位定量检测。利用共线双脉冲激光诱导击穿光谱(DP-LIBS)技术对水稻叶片中的重金属镉(Cd)元素进行了分析。由于不同的特征谱线对结果有不同影响,为获取更准确、稳定的分析结果,采用样品表面多点烧蚀的实验方法,讨论了CdⅠ:228.8 nm、CdⅡ:214.4 nm和CdⅡ:226.5 nm三条共振线对于定标曲线相关系数(R2)和预测结果的影响。对比研究发现,532 nm激光先于1064 nm激光进行激发,且两束脉冲时间间隔为0.5μs时能够获取最好的光谱强度;在三条分析谱线中,CdⅠ:228.8 nm、CdⅡ:214.4 nm和CdⅡ:226.5 nm谱线的定标曲线R2值分别为0.86、0.60和0.93,原子谱线定量结果高于离子谱线;CdⅠ:228.8 nm谱线预测相对误差低于10%,检测限是3.03 mg/kg。实验表明通过对LIBS检测条件的优化,可以实现对水稻叶片中的重金属含量的检测。另外实验中所优化的光谱采集和特征谱线选择方法,也有望应用在不同农产品的重金属成分检测上。

• 单位
  中国科学技术大学; 中国科学院合肥物质科学研究院