АНАЛИЗ ПОЧВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЛАЗЕРНО-ИНДУЦИРОВАННОЙ ИСКРОВОЙ СПЕКТРОСКОПИИ И ХЕМОМЕТРИКИ

Предложен метод непосредственного определения Ca, Fe, K и Mg и качественного анализа образцов двух типов почв различной глубины (0–20 и 20–40 см) методом лазерно-индуцированной искровой спектроскопии (LIBS). Инструментальные параметры LIBS оценены с использованием центрально-композитного плана с центральной точкой. Оценены следующие переменные: время задержки на пяти уровнях (0.5, 0.7, 1.2, 1.7 и 1.9 мкс) и флюенс на пяти уровнях (1448, 1811, 2659, 3514 и 3820 Дж/см²). Наилучшие результаты получены при времени задержки 1.2 мкс и плотности потока 2659 Дж/см². Предложенная калибровочная модель для Ca, Fe, K и Mg, полученная с использованием данных LIBS, дает хорошую корреляцию с эталонными значениями, полученными с помощью атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ICP OES). Проведен многомерный анализ данных из спектров LIBS в области 186—1042 нм с использованием метода главных компонент (PCA). По спектрам LIBS можно выделить анализируемые образцы. Показано, что комбинация LIBS с PCA является отличным вариантом для различения почв.

1. K. Mengel, K. A. Ernest, Principles of Plant Nutrition, 5th ed., Kluwer Academic Publ., Dordrecht (2001).

2. O. T. Butler, W. R. L. Caims, J. M. Cook, C. M. Davidson, J. Anal. At. Spectrom., 30, 21 (2015).

3. F. J. Krug, F. R. P. Rocha, Métodos de Preparo de Amostras. Fundamentos Sobre o Preparo de Amostras Orgânicas e Inorgânicas Para Análise Elementar, Editora, EditSBQ, São Paulo (2016).

4. S. C. Jantzi, V. Motto-Ros, F. Trichard, Y. Markushin, N. Melikechi, A. Giacomo, Spectrochim. Acta B, 115, 52 (2016).

5. J. El Haddad, L. Canioni, B. Bousquet, Spectrochim. Acta B, 101, 171 (2014).

6. J. Yongcheng, S. Wen, Z. Baohua, L. Dongc, J. Appl. Spectr., 84, 731 (2017).

7. V. S. Burakov, S. N. Raikov, N. V. Tarasenko, M. V. Belkov, V. V. Kiris, J. Appl. Spectr., 77, 595 (2010).

8. M. J. C. Pontes, J. Cortez, R. K. H. Galvão, C. Pasquini, M. C. U. Araújo, R. M. Coelho, M. K. Chiba, M. F. Abreu, B. E. Madari, Anal. Chim. Acta, 642, 12 (2009).

9. E. C. Ferreira, D. M. B. P. Milori, E. J. Ferreira, L. M. Santos, L. Martin-Neto, A. R. A. Nogueira, Talanta, 85, 435 (2011).

10. E. C. Ferreira, E. J. Ferreira, P. R. Villas-Boas, G. S. Senesi, C. M. Carvalho, R. A. Romano, L. Martin-Neto, D. M. B. P. Milori, Spectrochim. Acta B, 99, 76 (2014).

11. G. Nicolodelli, B. S. Marangoni, J. S. Cabral, P. R. Villas-Boas, G. S. Senesi, C. H. Santos, R. A. Romano, A. Segnini, Y. Lucas, C. R. Montes, D. M. B. P. Milori, Appl. Opt., 53, 2170 (2014).

12. P. R. Villas-Boas, R. A. Romano, M. A. M. Franco, E. C. Ferreira, E. J. Ferreira, S. Crestana, D. M. B. P. Milori, Geoderma, 263, 195 (2016).

13. S. M. Zaytsev, I. N. Krylov, A. M. Popov, N. B. Zorov, T. A. Labutin, Spectrochim. Acta B, 140, 65 (2018).

14. M. Rühlmann, D. Büchele, M. Ostermann, I. Bald, T. Schmid, Spectrochim. Acta B, 146, 115 (2018).

15. P. Porízka, J. Klus, E. Képes, D. Prochazka, D. W. Hahn, J. Kaiser, Spectrochim. Acta B, 148, 65 (2018).

16. J. P. Castro, E. R. Pereira-Filho, J. Anal. At. Spectrom., 31, 2005 (2016).

17. V. C. Costa, F. A. C. Amorim, D. V. Babos, E. R. Pereira-Filho, Food Chem., 273, 91 (2019).

18. V. C. Costa, F. W. B. Aquino, C. M. Paranhos, E. R. Pereira-Filho, Polym. Test., 59, 390 (2017).

19. M. Peña-Icart, E. R. Pereira-Filho, L. L. Fialho, J. A. Nóbrega, C. Alonso-Hernández, Y. Bolaños-Alvarez, Chemosphere, 168, 1267 (2017).

20. A. M. Neiva, M. A. C. Jacinto, M. M. Alencar, S. N. Esteves, E. R. Pereira-Filho, RSC Adv., 6, 104827 (2016).

21. G. S. Senesi, R. A. Romano, B. S. Marangoni, G. Nicolodelli, P. R. Villas-Boas, V. M. Benites, D. M. B. P. Milori, J. Appl. Spectr., 84, 923 (2017).

22. CONAMA, 2009. Resolução nº 420, de 28 de dezembro de 2009. Brazil. Ministério do Meio Ambiente. DOU nº 249.

23. U. Epa, Microwave Assisted Acid Digestion of Siliceous and Organically Based Matrices, OHW, Method 3052 (1996).

24. M. A. Bezerra, R. E. Santelli, E. P. Oliveira, L. S. Villar, L. A. Escaleira, Talanta, 73, 965 (2008).

25. L. V. Candioti, M. M. Zan, M. S. Cámara, H. C. Goicoechea, Talanta, 124, 123 (2014).

26. V. C. Costa, J. P. Castro, D. F. Andrade, D. V. Babos, J. A. Garcia, M. A. Sperança, T. A. Catelani, E. R. Pereira-Filho, Trends Analyt. Chem., 108, 65 (2018).

27. E. Tognoni, G. Cristoforetti, Opt. Laser Technol., 79, 164 (2016).

28. J. A. Carter, A. I. Barros, J. A. Nóbrega, G. L. Donati, Front. Chem., 6, 504 (2018).

29. A. S. Augusto, P. L. Barsanelli, F. M. V. Pereira, E. R. Pereira-Filho, Food Res. Int., 94, 72 (2017).

30. R. Bro, A. K. Smilde, Anal. Methods, 6, 2812 (2014).