References

zhps

Журнал прикладной спектроскопии

Zhurnal Prikladnoii Spektroskopii

0514-7506

B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Sciences

zhps-818

Research Article

Статьи

Пределы обнаружения химических элементов в водном аэрозоле в филаментно-индуцированной эмиссионной спектроскопии

Limits of Detection of Chemical Elements in an Aqueous Aerosol in Filament-Induced Breakdown Spectroscopy

Голик

С. С.

Golik

S. S.

690041, Владивосток; 690922, Приморский край, остров Русский

Vladivostok, 690041; Russky Island, Vladivostok, 690922

Майор

А. Ю.

Mayor

A. Yu.

690041, Владивосток; 690922, Приморский край, остров Русский

Vladivostok, 690041; Russky Island, Vladivostok, 690922

Лисица

В. В.

Lisitsa

V. V.

690041, Владивосток; 690922, Приморский край, остров Русский

Vladivostok, 690041; Russky Island, Vladivostok, 690922

snap06@googlemail.com

Толстоногова

Ю. С.

Tolstonogova

Yu. S.

690041, Владивосток; 690922, Приморский край, остров Русский

Vladivostok, 690041; Russky Island, Vladivostok, 690922

Ильин

А. А.

Ilyin

A. A.

690041, Владивосток; 690922, Приморский край, остров Русский

Vladivostok, 690041; Russky Island, Vladivostok, 690922

Боровский

А. В.

Borovskiy

А. V.

690922, Приморский край, остров Русский

Russky Island, Vladivostok, 690922

Букин

О. А.

Bukin

O. A.

690922, Приморский край, остров Русский

Russky Island, Vladivostok, 690922

Институт автоматики и процессов управления, ДВО РАН; Дальневосточный федеральный университетInstitute of Automation and Control Processes Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences; Far Eastern Federal University

Дальневосточный федеральный университетFar Eastern Federal University

2021

29052021

882275281

2021

Голик С.С., Майор А.Ю., Лисица В.В., Толстоногова Ю.С., Ильин А.А., Боровский А.В., Букин О.А.

Golik S.S., Mayor A.Y., Lisitsa V.V., Tolstonogova Y.S., Ilyin A.A., Borovskiy А.V., Bukin O.A.

Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.

https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/818

Оценены возможности метода филаментно-индуцированной эмиссионной спектроскопии для анализа элементного состава водных аэрозолей. Диаметр капель водного аэрозоля в атмосфере 0.8—2.0 мкм. Эмиссионные линии химических элементов возбуждались при филаментации фемтосекундных лазерных импульсов (60 фс, 800 нм, 4.4 мДж) в режиме слабой фокусировки линзой с фокусным расстоянием 500 мм. Получены пределы обнаружения Al (396.15 нм), Ba (553.35 нм), Ca (422.67 нм), Mg (285.21 нм), Na (588.99 нм) и Mn (403.08 нм) в водном аэрозоле 12.1, 41.7, 10.0, 7.3, 0.7 и 32.2 мг/л соответственно.

The capabilities offilament-induced breakdown spectroscopy for the analysis of the elemental composition of water aerosols were estimated. The diameter of water aerosol droplets in the atmosphere was 0.8-2.0 pm. The emission lines of the chemical elements were excited by filamentation offemtosecond laser pulses (60 fs, 800 nm, 4.4 mJ) in the weak focusing mode by a lens with a focal length of 500 mm. The obtained limits of detection for Al (396.15 nm), Ba (553.35 nm), Ca (422.67 nm), Mg (285.21 nm), Na (588.99 nm), and Mn (403.08 nm) in a water aerosol were 12.1, 41.7, 10.0, 7.3, 0.7, and 32.2 mg/L, respectively.

эмиссионный спектрфиламентно-индуцированная эмиссионная спектроскопияпредел обнаруженияатмосфераводный аэрозольфемтосекундные импульсы

еmission spectrumfilament-induced breakdown spectroscopylimit of detectionatmospherewater aerosolfemtosecond pulses

Работа поддержана грантами Российского фонда фундаментальных исследований № 19-32-90194 (обработка спектральных данных) и государственного задания Министерства науки и высшего образования РФ FZNS-2020-0003 № 0657-2020-0003 (получение пределов обнаружения и определение динамики эмиссионных линий при филаментации)

References1

U. Baltensperger, J. Dommen, M. R. Alfarra, J. Duplissy, K. Gaeggeler, A. Metzger, M. C. Facchi-ni, S. Decesari, E. Finessi, C. Reinnig, M. Schott, J. Warnke, T. Hoffmann, B. Klatzer, H. Puxbaum,

M. Geiser, M. Savi, D. Lang, M. Kalberer, T. Geiser. J. Aerosol Med. and Pulmonary Drug Delivery, 21, N 1 (2008) 145—154

S. Tsunogai O. Saito, K. Yamada, S. Nakaya. Ocean. and Atm., 77, N 27 (1972) 5283—5292

I. Mattis, A. Ansmann, D. Muller, U. Wandinger, D. Althausen. Aerosol and Cloud, 109, N 13 (2004) 1—15

K. A. Shmirko, V. V. Lisitsa, A. N. Pavlov, S. Yu. Stolyarchuk. Proc. SPIE, 10833 (2018) 1083350

C. Bockmann, I. Mironova, D. Muller, L. Schneidenbach, R. Nessler. J. Opt. Soc. Am. A, 22, N 3 (2005) 518—528

T. Nishizawa, N. Sugimoto, I. Matsui, A. Shimizu, B. Tatarov, H. Okamoto. IEEE Transact. Geosci. Remote Sens., 46, N 12 (2008) 4094—4103

S. L. Chin, H. L. Xu, Q. Luo, F. Theberge, W. Liu, J. F. Daigle, Y. Kamali, P. T. Simard, J. Bernhardt, S. A. Hosseini, M. Sharifi, G. Mejean, A. Azarm, C. Marceau, O. Kosareva, V. P. Kandidov, N. Akozbek, A. Becker, G. Roy, P. Mathieu, J. R. Simard, M. Chateauneuf, J. Dubois. Appl. Phys. B, 95, N 1 (2009) 1—12

A. Braun, G. Korn, X. Liu, D. Du, J. Squier, G. Mourou. Opt. Lett., 20, N 1 (1995) 73—75

A. Becker, N. Akozbek, K. Vijayalakshmi, E. Oral, C. M. Bowden, S. L. Chin. Appl. Phys. B, 73, N 3 (2001) 287—290

A. A. Ilyin, S. S. Golik, K. A. Shmirko, A. Yu. Mayor, D. Yu. Proschenko, Yu. N. Kulchin. Quantum Electron., 48, N 2 (2018) 149—156

Д. В. Апексимов, Ю. Э. Гейнц, А. А. Землянов, А. М. Кабанов, Г. Г. Матвиенко, А. Н. Степанов, Н. С. Захаров, С. В. Холод. Опт. атм. и океана, 22, № 11 (2009) 1035—1041

Д. В. Апексимов, О. А. Букин, С. С. Голик, А. А. Землянов, А. М. Кабанов, О. И. Кучинская, Г. Г. Матвиенко, В. К. Ошлаков, А. В. Пектров, Е. Б. Соколова, Е. Е. Хорошаева. Материалы XXIV Всерос. науч. конф. “Распространение радиоволн” (РРВ-24), Иркутск (2014) 131—134

H. L. Xu, S. Leang Chin. Sensors, 11, N 1 (2011) 32—53

J.-F. Daigle, G. Mejean, W. Liu, F. Theberge, H. L. Xu, Y. Kamali, J. Bernhardt, A. Azarm, Q. Sun, P. Mathieu, G. Roy, J.-R. Simard, S. L. Chin. Appl. Phys., 87 (2007) 749

H. L. Xu, W. Liu, S. L. Chin. Opt. Lett., 31, N 10 (2006) 1540—1542

J. F. Daigle, P. Mathieu, G. Roy, J. R. Simard, S. L. Chin. Opt. Commun., 278, N 1 (2007) 147—152

В. И. Таланов. Письма в ЖЭТФ, 11, № 6 (1970) 303

W. Liu, Q. Luo, S. L. Chin. Chin. Opt. Lett., 1, N 1 (2003) 56—59

A. Talebpour, M. Abdel-Fattah, S. L. Chin. Opt. Commun., 183, N 5-6 (2000) 479

J. Kasparian, R. Sauerbrey, S. L. Chin. Appl. Phys. B, 71, N 6 (2000) 877—879

F. Theberge, W. Liu, P. Tr. Simard, A. Becker, S. L. Chin. Phys. Rev., 74, N 3 (2006) 036406(1—7)

С. С. Голик, О. А. Букин, А. А. Ильин, Е. Б. Соколова, А. В. Колесников, М. Ю. Бабий, Ю. Н. Кульчин, А. А. Гальченко. Журн. прикл. спектр., 79, N 3 (2012) 488—492

S. S. Golik, O. A. Bukin, A. A. Il’in, E. B. Sokolova, A. V. Kolesnikov, M. Y. Babiy, Y. N. Kul’chin, A. A. Gal’chen-ko. J. Appl. Spectr., 79, N 3 (2012) 471—476

С. С. Голик, В. В. Лисица, А. Ю. Майор, А. А. Ильин, Ю. С. Толстоногова, А. В. Боровский, Н. Н. Голик, Д. Ю. Прощенко, М. Ю. Бабий. Междунар. исслед. журн., 11, № 89 (2019) 6—7

M. Evans, N. Hastings, B. Peacock. Statistical Distributions, John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey (2000)

Д. Кремерс, Л. Радзиемски. Лазерно-искровая эмиссионная спектроскопия, Москва, Техносфера (2009)

G. L. Long, J. D. Winefordner. Anal. Chem., 55, N 7 (1983) 712A—724A

A. A. Ilyin, S. S. Golik. Spectrochim. Acta B, 87 (2013) 192

The authors declare that there are no conflicts of interest present.