Cr、Cu元素谱线特性对激光诱导击穿光谱（LIBS）检测土壤影响研究

"本文探讨了土壤中Cr和Cu元素的谱线特性如何影响激光诱导击穿光谱(LIBS)分析的性能，特别是对其检测限和校准曲线的影响。作者通过实验观察不同含量下Cr和Cu元素特征谱线的信背比，并选择了Cr(I)425.435nm、427.481nm，Cu(I)324.754nm和327.396nm作为研究对象。研究发现，信背比较高的谱线对应着更低的检测限，对元素检测更为灵敏。同时，跃迁能级、原子组态和角动量等微观特性对校准曲线和检测限有显著影响。" 激光诱导击穿光谱(LIBS)是一种非接触、快速的元素分析技术，通过高能激光在样品上产生等离子体，然后分析等离子体发出的光谱来确定样品中的元素组成。在这项研究中，研究人员关注了Cr和Cu元素在土壤样品中的行为，这两种元素在环境监测和污染控制中具有重要意义。 研究表明，元素特征谱线的信背比是影响LIBS分析性能的关键因素。信背比是指谱线信号强度与背景噪声的比例，较高的信背比意味着更强的信号和更好的信号质量，从而能够实现更低的检测限。实验中，Cr(I)425.435nm和Cu(I)324.754nm这两条谱线的信背比较高，对应的检测限相对较低，对Cr和Cu的检测更为敏感。 进一步分析发现，谱线的信背比并不直接与跃迁几率相关，但与跃迁原子组态和角动量有关。在同一原子组态下，角动量较大的谱线表现出更好的激发状况。例如，Cr(I)425.435nm(4-3)和Cu(I)324.754nm(3/2-1/2)的角动量较大，它们的信背比随含量变化的趋势相同，且其校准曲线线性拟合度较高，表明这些谱线更适合用于元素检测。 相比之下，角动量较小的谱线，如Cr(I)427.481nm(3-3)和Cu(I)327.396nm(1/2-1/2)，其检出限相对较高，表明它们对元素检测的灵敏度较低。这意味着在LIBS分析中，选择角动量大的谱线可以提高检测的准确性和可靠性。 这项研究的结果对LIBS技术在土壤分析和环境监测中的应用提供了理论支持，有助于优化分析策略，提升检测效率和精度。通过选择最优的特征谱线，可以更有效地监测和评估土壤中的重金属污染情况，对环境保护和治理具有实际意义。