激光诱导击穿光谱提升土壤锰元素定量分析精度

本文主要探讨了利用激光诱导击穿光谱(Laser Induced Breakdown Spectroscopy, LIBS)技术对安徽怀远农亢农场土壤中的微量元素锰(Mn)进行定量分析的方法。激光诱导击穿光谱作为一种非破坏性的分析技术，通过聚焦高强度脉冲激光在土壤样品表面产生瞬时高温高压，使得样本中的元素激发并发射特定波长的光谱信号，以此来识别和定量元素的存在。 实验中，研究人员选择403.1纳米作为锰元素的分析线，这是基于锰的特征光谱，而土壤中的铁(Fe)元素被选作内标元素，其分析线设定为407.2纳米。通过这种方法，可以减少其他元素对分析结果的干扰，并提高测量精度。实验共收集了10个土壤样品的数据，分别采用传统的定标方法和内标法来建立定标曲线。传统定标法依赖于标准样品的浓度与对应的光谱强度之间的关系，而内标法则是在每个样品中加入已知浓度的内标元素，通过比较其与目标元素的相对强度来进行定量。 结果显示，传统定标方法建立的定标曲线具有较高的拟合相关系数r值，为0.954，但检测限较高，达到93毫克每千克(㎎·kg⁻¹)，且待测样品的测量相对误差最大为5.72%。相比之下，采用内标法后，定标曲线的拟合相关系数提升至0.983，显著提高了测量精度，测量相对误差降低到了4.1%，同时检测限也降低到71㎎·kg⁻¹。这表明激光诱导击穿光谱技术在土壤中微量元素锰的检测方面是可行的，而且内标法的应用有助于提高分析的准确性。 这项研究不仅验证了激光诱导击穿光谱技术在土壤微量元素检测中的有效性，还展示了内标法在优化定量分析中的重要作用。这对于环境科学、农业地质学等领域，尤其是在土壤营养评估和环境污染监测中，提供了可靠的分析手段。未来的研究可能进一步探索更多元素的内标选择以及优化分析条件，以提升测量的灵敏度和精确度。