【儀表網(wǎng) 儀表產(chǎn)業(yè)】激光誘導(dǎo)擊穿光譜法(LIBS)能夠提供比現(xiàn)有技術(shù)更清潔、更快速和更簡單的方法以檢測來自垃圾填埋場中的污染物。盡管常規(guī)的LIBS在單脈沖下使用時(shí)存在一定的限制，但在雙脈沖(DP)下使用LIBS可以快速檢測汞元素(Hg)，并有可能應(yīng)用于檢測其他污染物。
在LIBS中，將一束強(qiáng)激光脈沖照射樣本，產(chǎn)生高溫的等離子體，然后通過光譜儀拍攝并測量等離子體發(fā)出的光，用以檢測特定污染物的化學(xué)特征。
巴西Embrapa Instrumentation公司的研究人員利用LIBS對垃圾滲濾液中汞元素進(jìn)行定性和定量分析。他們使用了雙激光脈沖，即使用兩束激光脈沖同時(shí)照射樣品，能夠產(chǎn)生比使用單脈沖更強(qiáng)的等離子體，從而增加了該方法的靈敏度。
雙脈沖LIBS方法也使得研究人員能夠使用不同波長的激光來檢測汞元素。 波長為253nm左右的激光經(jīng)常被用于檢測汞元素，但是當(dāng)樣品中也存在鐵時(shí)，鐵元素的光譜線可能會(huì)引起該波長的干擾，這需要進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析才能將汞元素的譜線與鐵元素的譜線分離。而使用雙脈沖激光器可以觀察到波長194nm附近的另一條汞元素譜線，從而避免與鐵元素譜線產(chǎn)生干擾。
該研究團(tuán)隊(duì)使用含有汞元素的滲濾液對其系統(tǒng)進(jìn)行了測試。在測試中可被檢測到的低汞濃度為76ppm。研究人員表示，下一步的改進(jìn)應(yīng)該使得系統(tǒng)能夠檢測到更低濃度的汞元素含量，終達(dá)到5ppm或更低，以保證系統(tǒng)能夠達(dá)到檢測標(biāo)準(zhǔn)。在多次的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中，系統(tǒng)平均誤差約為20%，研究人員表示，該系統(tǒng)已經(jīng)能夠滿足檢測垃圾填埋場滲濾液中汞含量的要求了。
巴西農(nóng)牧業(yè)研究公司(Embrapa)是家將LIBS應(yīng)用于檢測垃圾滲濾液中汞元素的企業(yè)。
研究人員Carlos Menegatti說：“這是次將雙脈沖LIBS應(yīng)用于測量固體樣品中汞元素的含量。一些研究文獻(xiàn)已經(jīng)證實(shí)雙脈沖LIBS比單脈沖LIBS具有更高的靈敏度，所以我們在固體樣品檢測方面取得了進(jìn)步。”
研究人員計(jì)劃進(jìn)一步改進(jìn)LIBS設(shè)備，以提高在較低濃度下檢測汞元素的能力，并實(shí)現(xiàn)更地量化。雖然檢測汞元素是這個(gè)研究項(xiàng)目的重點(diǎn)，但該系統(tǒng)還能夠在被校準(zhǔn)后用以測量汞元素以外的污染物。
“這個(gè)方法可以應(yīng)用于檢測其他化學(xué)元素，”Menegatti說，“根據(jù)樣品的類型，你可以選擇更合適的方法，以避免由其他元素的光譜線引起頻譜干擾。”
“與目前使用相同分析方法的標(biāo)準(zhǔn)檢測技術(shù)相比，LIBS是一種無污染、無化學(xué)殘留的新技術(shù)，”他說，“LIBS還是一種更方便快捷的技術(shù)，因?yàn)椴恍枰A(yù)先準(zhǔn)備樣品。”
該研究發(fā)表在《應(yīng)用光學(xué)》雜志(Applied Optics)，該刊物是美國光學(xué)學(xué)會(huì)(OSA)的出版物。
(原文標(biāo)題：利用光譜檢測垃圾填埋場中的污染物)
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