激光诱导击穿光谱检测脐橙铅含量实验

"该实验研究了使用1064 nm Nd:YAG纳秒激光器进行激光诱导击穿光谱(LIBS)检测脐橙中铅含量的方法。实验通过八通道光纤光谱仪观测脐橙样品产生的等离子体光谱，并选择PbI在405.78 nm的特征谱线作为分析线。结果表明，在低铅浓度下，谱线强度与浓度呈线性关系，相关性为0.95；在高铅浓度下，由于自吸收效应，定标曲线呈现曲线趋势，相关性提高至0.98。该技术可快速分析水果中的重金属元素含量，具有食品安全监测的应用潜力。" 本文详细探讨了利用激光诱导击穿光谱技术（LIBS）在食品安全领域，特别是对脐橙中重金属铅元素的检测。实验采用1064 nm Nd:YAG纳秒激光器，这种激光器能够诱导脐橙样品产生等离子体，进而通过八通道光纤光谱仪获取其光谱特性。LIBS技术的核心在于识别特定元素的特征谱线，实验中选用了铅(Pb)在405.78 nm的PbI谱线进行分析。 通过对不同铅浓度的脐橙样品进行实验，研究人员发现当铅含量较低时，光谱中对应的谱线强度与铅浓度成正比，表现为线性关系，其拟合度达到0.95，这意味着在这种情况下，可以通过测量谱线强度来准确估计铅的含量。然而，当铅浓度增加到一定水平时，等离子体发射的光谱线会出现自吸收现象，导致定标曲线偏离线性，呈现出非线性关系，相关性提高至0.98。这种现象是由于高浓度时，光子与自由电子相互作用的机会增加，使得部分光谱线被自身吸收，从而影响了光强与浓度的直接对应关系。 实验结果强调了LIBS技术在快速、无损检测食品中重金属元素含量上的优势。由于其无需复杂的样品预处理步骤，可以在现场实时分析，因此特别适合于食品安全监测。通过优化分析方法和模型，LIBS技术可以扩展到其他水果或农产品中重金属污染物的检测，对于保障食品安全具有重要意义。 这篇研究揭示了LIBS技术在检测食品中重金属污染方面的潜力，特别是在检测脐橙等水果中的铅元素。通过深入理解光谱学原理和等离子体性质，可以进一步提升检测的准确性和可靠性，为食品安全提供有力的技术支持。