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激光诱导击穿光谱技术(LIBS)具有准确、快速、可以在远程实时多元素同时检测等优势,被广泛应用于环境污染检测。本文使用LIBS技术对由Cd,Mn和Cu元素组成的混合溶液模拟的污水进行元素分析,主要研究内容如下:1)本文使用C#语言编程了LIBS系统仪器控制软件,完成了对Avantes光谱仪和DG645数字脉冲延时器的控制,之后使用LIBS系统控制软件采用液体射流的进样方式对水溶液中Cd,Mn和Cu元素进行研究。我们选择Cd II226.50nm、Mn II 259.37nm和Cu I 324.75nm三条谱线作为实验分析谱线,并对激光击穿位置、激光能量和液体射流速度等实验参数进行优化,得到了实验的最佳参数条件。2)实验得到的光谱信息不能直接使用,需要对光谱进行预处理。本文使用三阶极小值背景去除算法进行基线校正,小波变换等滤波算法进行去噪处理,然后对处理后的光谱数据使用Voigt函数进行谱峰拟合,得到元素特征峰的波长,强度和半峰全宽等特征值,之后使用得到的特征数据与NIST数据库进行相似度分析,并结合谱线相关性检测对光谱中元素进行识别。然后分别对光谱仪LIBS模式和广义积分下两种实验光谱数据进行元素识别,算法识别成功率分别为94.7%和89.2%。3)我们在最优的实验条件下使用外标法和内标法对包含Cd,Mn和Cu元素的混合溶液进行定量分析,综合定标模型拟合精度和误差分析,得到三种元素的最佳定量分析条件为:Cd元素(外标法,分析谱线:Cd II 226.50nm),Mn元素(内标法,分析谱线:Mn II 259.37nm),Cu元素(外标法,分析谱线:Cu I327.40nm),对应的分析结果为Cd II 226.50nm:拟合精度R2值为0.9955,RMSEC,RMSEP和ARE值分别为0.9034wt%,0.6236wt%和4.7162%;Mn II 259.37nm:拟合精度R2值为0.9953,RMSEC,RMSEP和ARE值分别为0.9287wt%,0.9295wt%和3.9598%;Cu I 327.40nm:拟合精度R2值为0.9972,RMSEC,RMSEP和ARE值分别为0.7071wt%,1.0233wt%和4.5404%。4)本文使用Matlab和C#混合编程实现了LIBS元素分析软件的研究,完成了对算法的集成,实现了对水中重金属元素的快速元素识别和定量分析,为LIBS技术能够实时实地进行水污染检测提供了条件,推动了LIBS技术应用向前发展。