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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

近年来，雾霾天气频繁出现，已经成为一种严重的大气环境污染问题。雾霾在给生态环境造成损害的同时，也对人体健康造成巨大的危害。而形成的雾霾天气的主要“元凶”就是空气中漂浮的颗粒物，大气颗粒物中存在大量重金属元素成分，其来源主要包括工业生产和汽车废气等[1]。这些重金属元素一旦通过呼吸进入人体，会对人体产生严重的毒性和致癌作用[2-3]，造成呼吸系统、心血管系统、生殖系统等多系统病变。

另一方面，大气颗粒物还将通过大气沉降途径向海洋输入zn、pb、cd、ni等重金属元素。研究表明，大气污染物在全球尺度上向海洋输送的污染物质的通量通常大于河流向海洋的输送，在远离人类活动影响的大洋，大气输送的物质占很大的比重，而在受人类活动影响比较大的近岸海域，大气污染物也是陆源物质的重要来源。通过大气沉降途径进入海洋中的重金属元素对海洋生态系统和海洋环境也会产生不良影响，同时这些重金属污染物还具有不可降解性，随着在生物体内的富集、在生物链中的浓缩、传递将最终对人类健康造成严重威胁。

鉴于重金属污染物的巨大危害，对于它的治理已经刻不容缓。而在对重金属污染治理之前，必须要实现对颗粒物中重金属污染物的组成的实时监测。目前，探测手段主要是利用原子吸收光谱法(atomic absorptionspectroscopy, aas)、电感耦合等离子体光谱(inductively coupledplasma-atomic emission spectrometry, icp-aes)或原子荧光光谱法(atomic fluorescencespectrometry, afs)等方法[4]。但是，这些检测手段存在检测周期长或者检测元素单一等诸多弊端[5]，不能够实现对重金属污染物的实时快速监测。

2. 研究的基本内容

1.首先介绍了激光诱导击穿光谱的基本原理，包括激光与物质相互作用机理、等离子体辐射过程等，并给出了libs技术实现定性与定量分析的理论依据。

2. 基于激光诱导击穿光谱技术，自主设计并搭建了一套重金属元素快速探测系统，同时研究激光能量、延迟时间等实验参数对等离子体光谱的影响。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实施方案：

1）首先，基于激光诱导击穿光谱技术，设计出一套适用于探测重金属元素含量的系统平台，并完成探测系统的搭建工作。在此系统中研究激光能量、延迟时间等实验参数对等离子体光谱的影响并以此优化实验参数。

2）在探测系统优化完成后，进行初步实验，通过标准物质等离子体光谱与nist数据库进行比对，对光谱进行误差校正。之后，选用合适的滤波方法对初始等离子体光谱进行滤波以提高光谱的信噪比。

4. 参考文献

[1] tan j h, duan jc. heavy metals in aerosol in china: pollution，sources，and control strategies[j]. journal of graduate universityof chinese academy of sciences,2013,30(2):145-155

谭吉华, 段菁春. 中国大气颗粒物重金属污染、来源及控制建议[j].中国科学院研究生院学报，

2013,30(2):145-155