馬鈴薯中重金屬元素鉛和鉻的激光誘導擊穿光譜快速綠色檢測研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代物質生活水準的提升，綠色安全的農產品已然成為人們日常生活關注的焦點，農產品的質量安全與否直接關系到人們的身體健康。蔬菜中重金屬殘留超標對人體有重大的影響，而且殘留在蔬菜中的重金屬元素無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人體的危害極大，重金屬在人體內具有累積性，潛伏期長。馬鈴薯是我國的五大主食之一，同時也是全球第三大糧食作物，僅次于小麥和玉米，馬鈴薯中的營養(yǎng)價值高、生長環(huán)境適應能力強、產量高。但是種

2、植在污染土壤的馬鈴薯會對重金屬元素有富集作用，進而影響到馬鈴薯的品質。為此，急需發(fā)展一種全新的綠色快速有效的物質成分檢測技術。激光誘導擊穿光譜（LIBS）技術以其快速、綠色環(huán)保、多元素同時檢測等優(yōu)點受到越來越多的研究者的關注。
　　本研究主要內容包括：⑴搭建了LIBS快速檢測試驗裝置，為了使LIBS在農產品重金屬檢測中獲得較好的檢測效果，對LIBS試驗裝置參數(shù)（如光纖采集角度、聚焦點位置等）進行調節(jié)。然后探討濕樣馬鈴薯樣品中的含水

3、量對LIBS檢測靈敏度的影響，對比干樣和濕樣馬鈴薯樣品的LIBS檢測結果可知干樣馬鈴薯樣品檢測的靈敏度和穩(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檢測的靈敏度和穩(wěn)定性，對濕樣馬鈴薯進行真空冷凍抽濕、粉碎研磨等簡單的預處理，然后將馬鈴薯粉末進行手動壓片制樣。⑵對LIBS試驗采集參數(shù)進行了優(yōu)化，分析了光譜采集延遲時間，光譜采樣門寬和激光能量值對LIBS信號采集的影響，最終確定光譜采集延遲時間，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96個污染馬鈴薯樣品的LIBS光譜數(shù)據(jù)，分別進行3點到17點平滑處理，將平滑后的數(shù)據(jù)分別進行標準正態(tài)變量變換、均值中心化、求導去噪（一階求導和二階求導）和多元散射校正預處理；然后分別應用一元線性回歸、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光譜信號強度與其濃度關系的模型，進行預測值與實際值的比較。試驗結果表明激光誘導擊穿光譜用于馬鈴薯重金屬元素檢測是可行的，為