隨著人們對環(huán)境問題的重視，土壤問題尤其是土壤中重金屬污染越來越受到人們的關(guān)注，鉻（Cr） 污染就是其中的一種。土壤Cr污染主要來自鉻礦和金屬冶煉、電鍍、制革等工業(yè)廢水、廢氣和廢渣等，而六價Cr易溶于水，容易經(jīng)過土壤進(jìn)入農(nóng)作物而危害居民健康。Cr在體內(nèi)有蓄積作用，并能影響體內(nèi)的氧化還原過程和水解過程，它還能與蛋白質(zhì)結(jié)合能抑制一些酶的活性，促進(jìn)維生素C氧化使血紅蛋白變性從而降低紅細(xì)胞的攜氧能力。

　　目前，常用的土壤重金屬元素檢測方法有感應(yīng)耦合等離子體原子發(fā)射光譜法、火焰式原子吸收光譜法、石墨爐式原子吸收光譜法、冷蒸汽原子吸收光譜法和分光光度計比色法等。這些方法雖然具有較高精度，但都有一個缺點(diǎn)就是對樣品進(jìn)行處理的過程較為繁瑣且耗時長，不能進(jìn)行現(xiàn)場檢測， 而激光誘導(dǎo)擊穿光譜法 （LIBS）能很好地解決上述問題。

　　LIBS技術(shù)是一種原子或離子發(fā)射光譜的元素分析技術(shù)，其利用高能量脈沖激光聚焦到樣品上，使樣品在瞬間汽化成高溫、高密度的激光等離子體，等離子體中包括原子、離子和一些分子，它們會發(fā)射其特征波長的光譜，譜線的波長和強(qiáng)度分別反映了樣品中的元素組成與其含量。由于無需對樣品進(jìn)行前處理，具有簡單快捷的特點(diǎn)，在諸多領(lǐng)域中已經(jīng)有了廣泛的應(yīng)用。

　　1.實驗裝置

　　實驗儀器采用美國應(yīng)用光譜公司ASI生產(chǎn)的J200激光光譜元素分析系統(tǒng)，實驗裝置如上圖所示。光譜測量系統(tǒng)主要由三大部分組成： Nd:YAG激光源及相應(yīng)的控制電路；光控制系統(tǒng)和光接收系統(tǒng)；信號檢測處理、采集和分析、顯示單元等。所用激光源是調(diào)Q納秒級Nd:YAG 1064nm 激光器，激光脈沖寬度小于5ns， 單脈沖最高能量為51mJ， 脈沖頻率可調(diào)，最大頻率是10Hz。系統(tǒng)能進(jìn)行激光聚焦，聚焦點(diǎn)尺寸35~200um可選， 樣品臺能自動調(diào)節(jié)，自動X－Y程、自動Z進(jìn)程， 采用雙光柵切尼－特納光譜儀和 ICCD檢測器對信號進(jìn)行采集內(nèi)置光閘延遲和閘寬時間控制器。

　　2.樣品制備

　　某化工企業(yè)是生產(chǎn)氨基甲酸酯類農(nóng)藥和化肥的化工廠，Cr元素含量可能較高，試驗中的待測土壤樣品就是來自該化工企業(yè)圍墻底下及化工廠里面離圍墻8ｍ左右樹底下且均是地面以下約15cm的土壤，采集的樣品放置在室外自然風(fēng)干、去除雜質(zhì)、烘干、碾磨、過篩后再用臺式油壓機(jī)（769YP-30T）在20噸的壓力下壓制30 min成型，樣品為圓柱形，共制備了2個樣品，記為1號和2 號，其中1號樣品是取自圍墻底下的土壤，2號樣品則是在化工廠的圍墻內(nèi)樹底下取出的土壤。

　　3.標(biāo)樣的選擇

　　所選5種標(biāo)準(zhǔn)樣品分別是 GBW07108、 GBW07122、GBW07716、GBW07301和 GBW07309， 并將粉末狀的標(biāo)準(zhǔn)樣品同樣用臺式油壓機(jī)在20t的壓力下壓制30 min成圓柱形。

　　4.實驗結(jié)果與分析

　　4.1 光譜圖試驗測試條件如下：激光輸出能量為11mJ；系統(tǒng)增益為5；門寬時間為3μs；每個點(diǎn)打點(diǎn)次數(shù)為50次； 激光光斑大小為200μｍ。試驗中測得了土壤樣品中的光譜圖，綜合考慮各原子譜線的已知波長、譜線的精細(xì)結(jié)構(gòu)、譜線強(qiáng)度以及譜線的激發(fā)電位等因素， 選擇周圍干擾比較少的譜線，最終確定將波峰為357.869ｎｍ 的譜線作為元素定量分析時的分析譜 線，得到相關(guān)數(shù)據(jù)并保存下來。

　　4.2 定標(biāo)曲線 通過試驗可以得到其中４種標(biāo)準(zhǔn)樣品

　　GBW07108、GBW07122、GBW07716、GBW07301 中 Cr的含量與積分強(qiáng)度之間對應(yīng)關(guān)系，如表１所 示。

　　以元素 Cr含量為橫坐標(biāo)，相應(yīng)譜線積分強(qiáng)度為 縱坐標(biāo)，建立土壤中 Cr的定標(biāo)曲線。如圖所示是試驗的4個標(biāo)準(zhǔn)樣品的數(shù)據(jù)的線性擬合直線。

　　4.3 樣品的測量及結(jié)果分析采用與標(biāo)準(zhǔn)樣品相同積分區(qū)間對2個樣品的譜線進(jìn)行處理可以得出它們的積分強(qiáng)度，通過計算得到2種樣品中 Cr的含量，如表3所示。 由表3可知，2個樣品中都含有Cr，且樣品2中 Cr含量比樣品1中多，而1號取自圍墻下面土壤，2號樣品是取自化工廠圍墻以里8ｍ 左右樹底下的，由此可以判斷出該化工廠周邊土壤中含有 Cr，且離化工廠中心位置越近Cr含量可能會越 高。

　　5. 結(jié)論

　　利用激光誘導(dǎo)擊穿光譜儀測量了化工廠周邊土壤中重金屬元素Cr的含量，得到該化工廠周邊土壤中含有Cr，且離化工廠中心位置越近Cr含量可能會越高。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)該化工企業(yè)主要生產(chǎn)農(nóng)藥產(chǎn)品，而農(nóng)藥產(chǎn)品中通常含有重金屬元素Cr，且容易滲入土壤中，由于土壤樣品中Cr含量可能與該化工廠生產(chǎn)產(chǎn)品廢棄物相關(guān)，而考慮到Cr的危害，應(yīng)當(dāng)引起相關(guān)部門的重視。