馬鈴薯中重金屬元素鉛和鉻的激光誘導(dǎo)擊穿光譜快速綠色檢測(cè)研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代物質(zhì)生活水準(zhǔn)的提升，綠色安全的農(nóng)產(chǎn)品已然成為人們?nèi)粘Ｉ铌P(guān)注的焦點(diǎn)，農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全與否直接關(guān)系到人們的身體健康。蔬菜中重金屬殘留超標(biāo)對(duì)人體有重大的影響，而且殘留在蔬菜中的重金屬元素?zé)o法通過浸泡清洗和煮沸的方式去除的，食用了含有殘留重金屬元素的果蔬對(duì)人體的危害極大，重金屬在人體內(nèi)具有累積性，潛伏期長(zhǎng)。馬鈴薯是我國(guó)的五大主食之一，同時(shí)也是全球第三大糧食作物，僅次于小麥和玉米，馬鈴薯中的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、生長(zhǎng)環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、產(chǎn)量高。但是種

2、植在污染土壤的馬鈴薯會(huì)對(duì)重金屬元素有富集作用，進(jìn)而影響到馬鈴薯的品質(zhì)。為此，急需發(fā)展一種全新的綠色快速有效的物質(zhì)成分檢測(cè)技術(shù)。激光誘導(dǎo)擊穿光譜（LIBS）技術(shù)以其快速、綠色環(huán)保、多元素同時(shí)檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)受到越來越多的研究者的關(guān)注。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴搭建了LIBS快速檢測(cè)試驗(yàn)裝置，為了使LIBS在農(nóng)產(chǎn)品重金屬檢測(cè)中獲得較好的檢測(cè)效果，對(duì)LIBS試驗(yàn)裝置參數(shù)（如光纖采集角度、聚焦點(diǎn)位置等）進(jìn)行調(diào)節(jié)。然后探討濕樣馬鈴薯樣品中的含水

3、量對(duì)LIBS檢測(cè)靈敏度的影響，對(duì)比干樣和濕樣馬鈴薯樣品的LIBS檢測(cè)結(jié)果可知干樣馬鈴薯樣品檢測(cè)的靈敏度和穩(wěn)定性明顯優(yōu)于濕樣馬鈴薯樣品。因此，為了提高馬鈴薯LIBS檢測(cè)的靈敏度和穩(wěn)定性，對(duì)濕樣馬鈴薯進(jìn)行真空冷凍抽濕、粉碎研磨等簡(jiǎn)單的預(yù)處理，然后將馬鈴薯粉末進(jìn)行手動(dòng)壓片制樣。⑵對(duì)LIBS試驗(yàn)采集參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，分析了光譜采集延遲時(shí)間，光譜采樣門寬和激光能量值對(duì)LIBS信號(hào)采集的影響，最終確定光譜采集延遲時(shí)間，光譜采樣門寬和激光能量值的最佳參

4、數(shù)值為2μs、8ms和90mJ。⑶針對(duì)96個(gè)污染馬鈴薯樣品的LIBS光譜數(shù)據(jù)，分別進(jìn)行3點(diǎn)到17點(diǎn)平滑處理，將平滑后的數(shù)據(jù)分別進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)變量變換、均值中心化、求導(dǎo)去噪（一階求導(dǎo)和二階求導(dǎo)）和多元散射校正預(yù)處理；然后分別應(yīng)用一元線性回歸、偏最小二乘法和聯(lián)合區(qū)間偏最小二乘法建立了的馬鈴薯樣品Pb、Cr重金屬元素LIBS光譜信號(hào)強(qiáng)度與其濃度關(guān)系的模型，進(jìn)行預(yù)測(cè)值與實(shí)際值的比較。試驗(yàn)結(jié)果表明激光誘導(dǎo)擊穿光譜用于馬鈴薯重金屬元素檢測(cè)是可行的，為