基于LIBS技术的土壤重金属元素污染快速检测与治理方法研究

杨国晶

摘要：针对土壤重金属的污染程度逐渐加重，威胁人们的身体健康等问题，提出基于UBS技术的土壤重金属元素污染快速检测与治理方法。依据土壤中重金属元素迁移传播规律，构建重金属元素污染模型，引入LIBS技术获取土壤样品LIBS光谱数据，并确定重金属元素特征谱线。结合生物、物理、化学、生态等多种手段，制定土壤重金属元素污染治理程序，实现了土壤重金属元素污染的快速检测与治理。实验数据显示：提出方法的重金属元素检测时延最小值为10 s，重金属元素污染浓度下降率最大值为94%，充分证实了提出方法具有良好的应用性能。

关键词：LIBS技术；土壤污染；重金属元素；快速检测；污染治理

中图分类号：X53 文献标志码：B

前言

工业、农业快速发展，推动了城镇化进程，许多新企业兴起，例如新能源企业、光电企业、化工企业、精深加工企业等，为中国经济增长带来了新的动力支撑。除此之外，企业的兴起也加大了重金属污染的程度与范围。常规情况下，重金属元素主要存在于水体中，最终转移到土壤中，致使土壤重金属元素污染情况逐渐严重，从而影响农作物的生长与质量，威胁人类的健康，受到了国家以及社会大众的广泛关注。在科技部、环保部等支持指导下，国家颁布了重金属元素污染防治相关条例，并成立了重金属元素污染防治中心。由此可见，国家对重金属元素污染的重视程度较高。如何有效防治土壤重金属元素污染，成为国家重点研究课题之一。

就现有研究成果来看，土壤重金属元素污染检测方法主要为GFAA、FLAA、ICP-MS等，上述检测方法均具有较高的灵敏度，但是土壤样品预处理过程极其复杂、检测周期较长，无法实现原位检测，使用范围有限，故提出基于LIBS技术的土壤重金属元素污染快速检测与治理方法研究。UBS技术实质是一种结合定量与定性分析的光谱技术，基于光谱仪器与激光技术对元素进行检测与分析，具备原位、快速、多元素同时分析、操作便捷等优势，被多个领域广泛应用，例如冶金、环境、生物医学、太空研究、燃烧、农作物检测、考古探测等领域。研究通过UBS技术的应用，提升重金属元素污染检测速度，为土壤重金属元素污染治理提供有力的支撑。