大气中重金属颗粒成分对人类健康有严重的危害,有必要对其进行控制和检测,本文提出了采用激光击穿光谱(Laser-induced Breakdown Spectroscopy,简称LIBS)这种新的技术检测大气中有毒重金属元素的含量。LIBS技术由于具有高灵敏度、可同时测量多种元素等特点,越来越广泛地应用于各个领域中。该技术由一束高能量脉冲激光经透镜之后聚焦在样品的表面,作用点处的样品吸收激光能量被击穿形成等离子体并发生能级跃迁,在等离子体冷却阶段,等离子体由高能级向低能级跃迁,发射出能代表元素特性的原子(离子)谱线,通过对这些谱线的探测以进行定性乃至定量分析。本文利用自行搭建的一套LIBS大气监测系统,采用Nd:YAG脉冲激光器作为光源击穿大气中的重金属元素形成等离子体,等离子体发射出的光由中阶梯光栅光谱仪分光,并由ICCD进行光电探测,并以煤燃烧烟气和烟花爆竹燃烧产生的等污染大气作为研究对象,获得了大气中多种重金属元素的LIBS光谱图。通过对光谱图的定性分析表明,该技术能够同时检测大气中的多种金属成分。对Cd元素进行了定量分析,配置含Cd不同浓度的大气样品进行了定标实验,结果表明Cd谱线强度与其元素浓度有很好的线性关系,其线性拟合相关度R=0.9938。这些研究结果有效地促进了激光击穿光谱向大气污染物检测实用化技术方向的发展,能够将该技术应用于大气中的多种重金属成分同时检测,为大气中重金属元素的实时在线检测提供了一种新的方法,相关研究工作仍在进行之中。