隨著(zhù)農業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，由重金屬帶來(lái)的土壤和農作物污染問(wèn)題日益嚴重。重金屬在農作物中的含量過(guò)高勢必影響人類(lèi)的身體健康。玉米是我國平原地區重要的糧食作物。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。這些傳統方法雖然結果較為理想，但是需要長(cháng)時(shí)間和復雜的前處理過(guò)程，樣品也不能重復使用，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(wú)污染，可以實(shí)時(shí)檢測元素的方法。激光誘導擊穿光譜（LIBS）技術(shù)是一種新興的元素檢測和分析技術(shù)。當激光作用于樣品表面時(shí)，在極短的時(shí)間內誘導產(chǎn)生含有樣品物質(zhì)信息的等離子體。通過(guò)對等離子體發(fā)出的光譜進(jìn)行收集分析，建立光譜與元素一一對應的關(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(lái)自太原盆地的100件玉米。針對玉米樣品進(jìn)行了20-100mJ不同激光能量的測試，在100mJ下所得到的結果的信噪比最佳。因此選用100mJ為激光的實(shí)驗參數。通過(guò)對延遲時(shí)間的調整可以得到更強的信號，通過(guò)測試原子譜線(xiàn)及離子譜線(xiàn)在檢測時(shí)間靠前的時(shí)候信號最好，我們選擇0.5μs作為我們實(shí)驗的參數。激光光斑選擇為100μm。左下圖為鉛（Pb）元素的特征光譜譜線(xiàn)，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(xiàn)，選擇的是6個(gè)標樣，擬合的相關(guān)系數可達0.976，擬合結果較理想。用此方法可以同理測量As，Cd，Hg等其他重金屬元素。

通過(guò)實(shí)驗得到如下結論。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(lái)自晉源的樣品超過(guò)綠色食品標準，一件是無(wú)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含量最大值出現在晉中地區。平遙地區部分玉米籽粒Hg含量超過(guò)綠色食品標準，但仍屬于無(wú)公害食品。

玉米植株的生長(cháng)過(guò)程中會(huì )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(shí)含量。在晉中和平遙地區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)現其重金屬元素主要分布在葉和莖中，說(shuō)明玉米中相當一部分重金屬元素可能來(lái)自大氣干濕沉降。

根系土是玉米根系周?chē)耐寥?，采集了樣品周?chē)母低吝M(jìn)行分析。晉源、晉中等地各有一個(gè)土壤樣品As元素超過(guò)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(lái)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(shí)驗裝置我們可以采用EcoChem 激光光譜元素分析系統，該系統采用LIBS技術(shù)。激光能量200mJ@1064nm，能量輸出0-100%可調；重現率20Hz；光斑大小20-200μm連續可調；檢測器譜寬190-1040nm；三維全自動(dòng)工作臺；樣品室可通入氦氣或氬氣。