ПРИМЕНЕНИЕ СПЕКТРОСКОПИИ ПЛАЗМЫ, ВОЗБУЖДАЕМОЙ CO₂-ЛАЗЕРОМ С ПОПЕРЕЧНОЙ НАКАЧКОЙ ПРИ АТМОСФЕРНОМ ДАВЛЕНИИ, ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ПОЧВЕ

Для быстрого обнаружения тяжелых металлов в почве использована газо-металлическая плазма, полученная в результате воздействия на образец излучения импульсного СО₂-лазера с поперечной накачкой при атмосферном давлении. Частицы почвы помещались в отверстие на акриловой пластине. Поверхность пластины покрывалась металлической сеткой, чтобы избежать выдувания частиц почвы. Сетка служила также для повышения эффективности возбуждения плазмы. При фокусировке излучения CO₂-лазера (1500 мДж, 200 нс) на готовом образце с почвой часть энергии лазерного луча использовалась для создания газовой плазмы на поверхности сетки, а оставшаяся энергия прошедшего через металлическую сетку излучения лазера служила для абляции частиц почвы. Полученные в результате абляции тонкодисперсные частицы почвы перемещались в область газовой плазмы, где происходили диссоциация и возбуждение анализируемого вещества. С помощью такой методики анализ может быть проведен при незначительной предварительной обработке образца. Отношение сигнал/шум (S/N) для спектральных линий излучения при использовании предложенного метода (метода сетки) намного выше по сравнению со случаем стандартного метода лазерно-искровой спектроскопии с использованием гранул. Успешно проведено быстрое обнаружение элементов тяжелых металлов в почве. Установлено, что пределы обнаружения Cu и Hg в почве составляют 3 и 10 мг/кг. Предложенный метод обладает хорошим потенциалом для осуществления быстрого и чувствительного обнаружения тяжелых металлов в образцах почвы.

обнаружение тяжелых металлов, анализ почвы, спектроскопия лазерно-индуцированной плазмы, импульсный CO₂-лазер с поперечной накачкой при атмосферном давлении, heavy metal detection, soil analysis, laser-induced plasma spectroscopy, laser-induced breakdown spectroscopy, TEA CO₂ laser

1. N. Nanos, J. A. R. Martin, Geoderma, 189-190, 554-562 (2012).

2. Q. Zhang, J. Ye, J. Chen, H. Xu, C. Wang, M. Zhao, Environ. Pollut., 185, 258-265 (2014).

3. X. Liu, Q. Song, Y. Tang, J. Xu, J. Wu, F. Wang, P. C. Brookes, Sci. Total Environ., 463-464, 530-540 (2013).

4. Z. Li, Z. Ma, T. J. v. d. Kuijp, Z. Yuan, L. Huang, Sci. Total Environ., 468-469, 843-853 (2014).

5. L. A. Hutton, G. D. O`Neil, T. L. Read, Z. J. Ayrest, M. E. Newton, J. V. Macpherson, Anal. Chem., 86, 4566-4572 (2014)

6. J. Q. McComb, C. Rogers, F. X. Han, P. B. Tchounwou, Water, Air, Soil Pollut., 225, 2169 (2014).

7. J. Zhao, X. Yan, T. Zhou, J. Wang, H. Li, P. Zhang, H. Ding, L. Ding, J. Anal. At. Spectrom., 30, 1920-1926 (2015).

8. K. Rifai, S. Laville, F. Vidal, M. Sabsabi, M. Chaker, J. Anal. At. Spectrom., 27, 276-283 (2012).

9. E. M. Cahoon, J. R. Almirall, Anal. Chem., 84, 2239-2244 (2012).

10. C. M. Li, Z. M. Zou, X. Y. Yang, Z. Q. Hao, L. B. Guo, X. Y. Li, Y. F. Lu, X. Y. Zeng, J. Anal. At. Spectrom., 29, 1432-1437 (2014).

11. P. Yaroshchyk, D. L. Death, S. J. Spencer, J. Anal. At. Spectrom., 27, 92-98 (2012).

12. A. K. Myakalwar, S. Sreedhar, I. Barman, N. C. Dingari, S. V. Rao, P. P. Kiran, S. P. Tewari, G. M. Kumar, Talanta, 87, 53-59 (2011).

13. E. M. Cahoon, J. R. Almirall, Appl. Opt., 49, C49-C57 (2010).

14. D. A. Cremers, L. J. Radziemski, Handbook of Laser-Induced Breakdown Spectroscopy, John Wiley and Sons, Ltd., Chichester (2006).

15. A. W. Miziolek, V. Palleschi, I. Schechter, Laser-induced Breakdown Spectroscopy (LIBS): Fundamentals and Applications, Cambridge University Press (2006).

16. S. C. Jantzi, J. R. Almirall, Anal. Bioanal. Chem., 400, 3341-3351 (2011).

17. V. S. Burakov, S. N. Raikov, N. V. Tarasenko, M. V. Belkov, V. V. Kiris, J. Appl. Spectrosc., 77, 595-608 (2010).

18. M. Dell`Aglio, R. Gaudiuso, G. S. Senesi, A. D. Giacomo, C. Zaccone, T. M. Miano, O. D. Pascale, J. Environ. Monit., 13, 1422-1426 (2011).

19. E. C. Ferreira, J. A. G. Neto, D. M. B. P. Milori, E. J. Ferreira, Spectrochim. Acta B, 110, 96-99 (2015).

20. A. M. Popov, M. O. Kozhnov, S. M. Zaytsev, N. B. Zorov, T. A. Labutin, J. Appl. Spectrosc., 82, 739-743 (2015).

21. A. Khumaeni, Z. S. Lie, Y. I. Lee, K. Kurihara, K. Kagawa, H. Niki, Appl. Spectrosc., 65, 236-241 (2011).

22. A. Khumaeni, H. Niki, K. Fukumoto, Y. Deguchi, K. Kurihara, K. Kagawa, Y. I. Lee, Curr. Appl. Phys., 11, 423-427 (2011).

23. A. Khumaeni, Z. S. Lie, W. Setiabudi, K. H. Kurniawan, K. Kagawa, J. Phys.: Conf. Ser., 622, 012057 (2015). 1016-7

24. M. Ramli, N. Idris, H. Niki, K. H. Kurniawan, K. Kagawa, Jpn. J. Appl. Phys., 47, 688-694 (2008).

25. A. Khumaeni, Z. S. Lie, H. Niki, Y. I. Lee, K. Kurihara, M. Wakasugi, T. Takahashi, K. Kagawa, Appl. Opt., 51, B121-B129 (2012).

26. A. Khumaeni, Z. S. Lie, Y. I. Lee, K. Kurihara, K. H. Kurniawan, K. Fukumoto, K. Kagawa, H. Niki, Jpn. J. Appl. Phys., 51, 082403 1-9 (2012).

27. J. D. Ingle Jr., S. R. Crouch, Spectrochemical Analysis, Prentice Hall, New Jersey (1988).