本文關(guān)鍵詞：土壤重金屬激光誘導(dǎo)擊穿光譜定量分析研究

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【摘要】：快速、現(xiàn)場(chǎng)分析土壤重金屬含量分布對(duì)土壤污染治理與質(zhì)量評(píng)估具有重要意義。相比實(shí)驗(yàn)室分析方法,激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)(LIBS)提供了一種重金屬簡(jiǎn)便、快速分析手段,可實(shí)現(xiàn)土壤重金屬多元素的快速、原位、同時(shí)測(cè)量。因此,開展土壤重金屬LIBS定量分析研究具有重要的應(yīng)用價(jià)值。本文重點(diǎn)針對(duì)LIBS技術(shù)中土壤基體效應(yīng)對(duì)重金屬定量分析影響,以及基于不同算法的土壤重金屬含量分析開展研究工作,取得的主要研究成果如下:(1)譜線選取與光譜穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)分析。實(shí)驗(yàn)選取了多種重金屬元素(Cr、Ni、Cd、Cu、Zn、Pb)的分析譜線,分析了土壤壓片時(shí)顆粒度與壓強(qiáng)大小以及激光脈沖累加平均次數(shù)對(duì)光譜強(qiáng)度和穩(wěn)定性的影響,研究了提高土壤LIBS光譜多次測(cè)量穩(wěn)定性的光譜預(yù)處理方法。(2)土壤基體效應(yīng)分析與校正。實(shí)驗(yàn)分析了土壤Cr、Ni、Cd、Cu、Zn、Pb等六種重金屬的單變量定量結(jié)果、各元素檢測(cè)限,以及Cr元素單變量定量結(jié)果較差的原因,基于Lorentz擬合和多元線性回歸進(jìn)行了基體效應(yīng)校正;研究了基于主成分分析法的待測(cè)樣品選擇定標(biāo)方法,當(dāng)待測(cè)與定標(biāo)土壤基體相近時(shí),Cr的預(yù)測(cè)誤差均小于6.81%,但預(yù)測(cè)誤差隨著基體差異的增大而增大。(3)基于SVR的重金屬含量分析。以Cr元素為例,對(duì)比研究了全譜和特征譜輸入下的支持向量機(jī)回歸(SVR)建模預(yù)測(cè)精度。結(jié)果表明,當(dāng)訓(xùn)練集含有多種土壤基體樣品時(shí),特征譜輸入下單次測(cè)量相對(duì)誤差均小于6.13%,10次平.均測(cè)量相對(duì)誤差為3.03%,優(yōu)于全譜輸入預(yù)測(cè)結(jié)果,且回歸效率較高。(4)CF-LIBS重金屬含量應(yīng)用分析�；谧杂啥�(biāo)法(CF-LIBS)分析了土壤Cr與Si兩種元素的含量比。結(jié)果表明,Si含量已知的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)樣品Cr的預(yù)測(cè)誤差均小于6.54%,實(shí)地采集土壤Cr含量預(yù)測(cè)誤差小于16.44%;基于該方法分析了某冶煉廠區(qū)周邊土壤Cr和Si元素含量比(設(shè)小區(qū)域范圍土壤Si含量變化可以忽略),12個(gè)采樣點(diǎn)分析結(jié)果與ICP-OES測(cè)量結(jié)果具有較好的一致性。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S151.93;O433.4

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本文編號(hào)：1302623