隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,，由重金屬帶來的土壤和農(nóng)作物污染問題日益嚴重。重金屬在農(nóng)作物中的含量過高勢必影響人類的身體健康,。玉米是我國平原地區(qū)重要的糧食作物,。查明玉米籽粒、莖葉,、根系及其生存環(huán)境土壤中重金屬的含量分布特征具有重要的意義,。本文以太原盆地為例，研究玉米重金屬的含量分布特征,。
常用的重金屬測量方法很多,，例如原子吸收光譜法AAS,，電感耦合等離子體質(zhì)譜法ICP-MS等,。這些傳統(tǒng)方法雖然結(jié)果較為理想，但是需要長時間和復(fù)雜的前處理過程,，樣品也不能重復(fù)使用,，污染較大，有腐蝕,，對操作人員要求也很高,。因此急需一種快速，微損,，無污染,，可以實時檢測元素的方法。激光誘導(dǎo)擊穿光譜（LIBS）技術(shù)是一種新興的元素檢測和分析技術(shù),。當(dāng)激光作用于樣品表面時,，在極短的時間內(nèi)誘導(dǎo)產(chǎn)生含有樣品物質(zhì)信息的等離子體。通過對等離子體發(fā)出的光譜進行收集分析,，建立光譜與元素一一對應(yīng)的關(guān)系,。由此可以檢測出元素周期表中的大部分元素。
樣品為來自太原盆地的100件玉米,。針對玉米樣品進行了20-100mJ不同激光能量的測試,，在100mJ下所得到的結(jié)果的信噪比最佳。因此選用100mJ為激光的實驗參數(shù)。通過對延遲時間的調(diào)整可以得到更強的信號,，通過測試原子譜線及離子譜線在檢測時間靠前的時候信號最好,，我們選擇0.5μs作為我們實驗的參數(shù)。激光光斑選擇為100μm,。左下圖為鉛（Pb）元素的特征光譜譜線,，可以看出，Pb元素的元素信息明顯,。右下圖為Pb元素的定標曲線,，選擇的是6個標樣，擬合的相關(guān)系數(shù)可達0.976,，擬合結(jié)果較理想,。用此方法可以同理測量As，Cd,，Hg等其他重金屬元素,。
通過實驗得到如下結(jié)論。首先看玉米籽粒中重金屬元素的含量特征,。所有樣品中,，只有兩件來自晉源的樣品超過綠色食品標準，一件是無害食品,，一件是有害食品,，其余均符合綠色食品標準。玉米籽粒中Cd含量最大值出現(xiàn)在晉中地區(qū),。平遙地區(qū)部分玉米籽粒Hg含量超過綠色食品標準,，但仍屬于無公害食品。
玉米植株的生長過程中會吸收部分重金屬元素,，這些重金屬元素在根,、莖、葉,、籽粒中含量及分布特征不盡相同,。幾種重金屬元素的分布特征如下。在玉米中重金屬元素的含量總體上根莖葉含量>籽實含量,。在晉中和平遙地區(qū)Pb的含量根>葉>莖>籽,，玉米中Cd的含量根>葉>莖>籽。研究了玉米重金屬的主要分布特征,，發(fā)現(xiàn)其重金屬元素主要分布在葉和莖中,，說明玉米中相當(dāng)一部分重金屬元素可能來自大氣干濕沉降。
根系土是玉米根系周圍的土壤,，采集了樣品周圍的根系土進行分析,。晉源,、晉中等地各有一個土壤樣品As元素超過二級土壤標準。其他樣地達到一級土壤標準,。Hg的含量均低于土壤二級標準,。所有土壤樣品的Pb含量均低于三級土壤標準?？傮w來看,，土壤中95%屬于一級土壤標準，僅有5%屬于二級土壤標準,。
實驗裝置我們可以采用EcoChem 激光光譜元素分析系統(tǒng),，該系統(tǒng)采用LIBS技術(shù)。激光能量200mJ@1064nm,，能量輸出0-100%可調(diào),；重現(xiàn)率20Hz；光斑大小20-200μm連續(xù)可調(diào),；檢測器譜寬190-1040nm,；三維全自動工作臺；樣品室可通入氦氣或氬氣,。
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