激光誘導擊穿光譜助力垃圾污穢物清潔快速檢測

　　激光誘導擊穿光譜法(LIBS)能夠提供比現有技術更清潔、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。

　　盡管常規的LIBS在單脈沖下使用時存在一定的限制，但在雙脈沖(DP)下使用LIBS可以快速檢測汞元素(Hg)，并有可能應用于檢測其他污染物。

　　在LIBS中，將一束強激光脈沖照射樣本，產生高溫的等離子體，然后通過光譜儀拍攝并測量等離子體發出的光，用以檢測特定污染物的化學特征。

　　巴西EmbrapaInstrumentation公司的研究人員利用LIBS對垃圾滲濾液中汞元素進行定性和定量分析。他們使用了雙激光脈沖，即使用兩束激光脈沖同時照射樣品，能夠產生比使用單脈沖更強的等離子體，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左右的激光經常被用于檢測汞元素，但是當樣品中也存在鐵時，鐵元素的光譜線可能會引起該波長的干擾，這需要進行復雜的數據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生干擾。

　　該研究團隊使用含有汞元素的滲濾液對其系統進行了測試。在測試中可被檢測到的最低汞濃度為76ppm。

　　研究人員表示，下一步的改進應該使得系統能夠檢測到更低濃度的汞元素含量，最終達到5ppm或更低，以保證系統能夠達到檢測標準。

　　在多次的驗證實驗中，系統平均誤差約為20%，研究人員表示，該系統已經能夠滿足檢測垃圾填埋場滲濾液中汞含量的要求了。

　　巴西農牧業研究公司(Embrapa)是第一家將LIBS應用于檢測垃圾滲濾液中汞元素的企業。

　　研究人員CarlosMenegatti說：“這是第一次將雙脈沖LIBS應用于測量固體樣品中汞元素的含量。一些研究文獻已經證實雙脈沖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步。”

　　研究人員計劃進一步改進LIBS設備，以提高在較低濃度下檢測汞元素的能力，并實現更精確地量化。雖然檢測汞元素是這個研究項目的重點，但該系統還能夠在被校準后用以測量汞元素以外的污染物。

　　“這個方法可以應用于檢測其他化學元素，”Menegatti說，“根據樣品的類型，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準檢測技術相比，LIBS是一種無污染、無化學殘留的新技術，”他說，“LIBS還是一種更方便快捷的技術，因為不需要預先準備樣品。”

　　該研究發表在《應用光學》雜志(AppliedOptics)，該刊物是美國光學學會(OSA)的出版物。