气雾化辅助激光探针水体重金属元素成分分析研究摘要
随着工业经济的发展,水体重金属污染已经严重威胁到生态环境和人体健康。由于传统的水体重金属元素成分分析方法存在耗时长,装置复杂等缺陷,而无法对水体重金属污染进行实时在线分析。为弥补传统分析方法的不足,本文利用气雾化辅助激光探针技术,既利用激光探针技术的快速、实时、无需样品制备等优点,又有效克服了激光探针检测液态样品时的飞溅和液面波动等问题,实现了水体重金属元素的快速实时检测的目的。本文采用自主设计并搭建的气雾化辅助激光探针实验平台,并对主要实验参数,如离焦量、横向距离、激光能量、采集延时等进行了优化,在此基础上对铁矿采选工业污水的模拟样品中重金属元素进行了检测。结果表明,当离焦量为-0.25 mm、横向距离为2 mm、激光能量为100 mJ、采集延时为0.5μs的条件下,可获得比较理想的结果。进一步的分析可得铁(Fe)、铜(Cu)、锌(Zn)、锰(Mn)、铬(Cr)、铅(Pb)检测极限分别为37.6、2.5、104.9、7、3.2和15.9 ppm,各元素定标曲线的线性拟合系数分别为0.989、0.9974、0.9475、0.9974、0.9969、0.9977。对比我国污水检测标准,其中铜(Cu)、锰(Mn)、铬(Cr)三种元素的检测极限接近铁矿采选工业污水的排放标准。最后,引入共振激发技术,与气雾化共振辅助激光探针技术相结合,对铁矿采选工业模拟污水中的重金属元素进行选择性增强。获得了铁(Fe)、锰(Mn)、铅(Pb)三种元素检测极限分别为0.2、1.1、0.4 ppm,线性拟合系数分别为0.998、0.9999、0.9999,达到铁矿采选工业污水排放标准。上述结果表明,本文所设计和研发发的气雾化辅助激光探针技术能对水体重金属污染进行有效的检测,为激光探针技术在水体重金属在线检测及应用提供了一条新途径。
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