目前岩土工程性能的测试多为破坏性试验, 不能用于固土现场的在线监测。 激光击穿光谱(laser-induced breakdown spectroscopy, 简称LIBS)技术具有快速、 实时在线等特点。 利用自行搭建的一套LIBS检测系统对不同配比的离子土固化剂(ionic soil stabilizer, ISS)水溶液改性滑带土进行了时间演化研究, 并通过与改性后土壤的塑性指数、 粘聚力、 压缩系数等工程性质的比对, 发现在现有的三个配比(1∶100, 1∶200, 1∶300)中1∶200的ISS改性过程中阳离子交换速度最快, 工程性能指标显示改性效果非常明显, 这些工作为ISS应用于固土工程提供了实验依据, 同时也为岩土工程性质的检测提供了一条新的思路。

大气气溶胶中的重金属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。 利用自行搭建的一套激光击穿光谱(Laser-induced breakdown spectroscopy,简称LIBS)大气气溶胶监测系统,对中南民族大学电信学院楼顶处的气溶胶 进行了为期一个月的探测研究,获得了这一个月中PM10的分布和Be元素谱线强度的分布, 通过对烟花爆竹燃烧产生的烟雾进行探测,获得了多种重金属元素的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气溶胶中重金属成分。配置含Cd、Sr、Na、 Pb不同浓度的大气样品进行了定标实验,结果表明这些元素的谱线强度与其元素浓度有很好的线性关系, 其线性拟合相关度均大于0.94。这些研究结果有效表明该技术能用于大气气溶胶中多种重金属成分的同 时探测,为大气气溶胶中重金属成分的实时在线检测提供了一种新的方法。

为了实时探测离子土固化剂（ISS）在固土过程中的阳离子交换量（CEC），采用激光击穿光谱技术（LIBS），对ISS处理后的土壤溶液中的K、Ca、Na、Mg、Al、Si这6种离子含量进行探测。分别对由不同配比（1∶100、1∶200和1∶300）的ISS处理过的高岭土、膨胀土、红粘土等5种标准土壤进行了研究，结果表明：同一土壤中的各种离子随ISS配比的变化趋势各不相同；不同土壤与ISS作用的效果各不相同；ISS的配比并非越高越好。这些工作为ISS固化机理的研究提供实验依据，而利用激光击穿光谱技术进行探测的方式为ISS固化机理的研究提供了新的思路。

采用激光击穿光谱(LIBS)技术对土壤中的Cd元素进行了定性和定量的研究, 对相关的实验参数进行了系统研究, 得出聚焦透镜焦点在样品表面内2 mm, 累计次数为20 次时, 可以得到很好的实验效果与谱线强度。对样品表面通入保护气体氩气, 发现在通氩气的情况下, 光谱强度明显强于未通氩气时, 相对标准偏差减小, 稳定性得到提高。通过调整好的实验参数进行实验得到了Cd的定标曲线, 其线性拟合度R＝0.991 55, 检测限为59 μg/g。这些实验结果为土壤中重金属元素实时在线检测设备的研发提供了依据。

激光击穿光谱(LIBS)是一种新的多元素同时探测的技术, 但是光谱的采集时间、延时、门宽、等参数是影响将该技术推向实用化过程中的重要因素。本文利用 LIBS技术对水溶液样品中的金属元素进行了时间演化研究, 并通过对 Al、Cd、Cu、Fe、Pb、 Zn等五种元素的连续背景和采集时段对信噪比的影响分析, 得到了这些元素的连续背景光谱强度只由实验条件决定, 并且在同一个波长位置上的背景光谱强度不受元素种类和浓度的影响; 采用相对较晚的采集延迟时间及相对较宽的采集门宽可以增加 LIBS技术的检测能力, 得到更低的检测限。实验所得的结果为探测工业废水中金属元素的含量的应用研究提供依据。

利用搭建的一套激光击穿光谱测量土壤样品的实验系统，对三峡坝区香溪河段八字门滑坡滑带土壤进行了探测研究。在同一纬度不同海拔高度选取了5个地点采取了土壤样品，对5个样品进行了实验测量，得到了这些土壤样品的光谱图,并对其中的Mg，Al，Si，K等元素进行了定性和定量分析。结果表明，这些元素随着海拔的降低，其含量也逐渐降低。

将滤纸作为基底用于LIBS测定水溶液中的金属元素，分析了不同的滤纸浸泡时间对LIBS信号的影响，以及在不同质量浓度的情况下，分析浸泡时间与信号的关系。以实验室配置的不同浓度的偏砷酸钠溶液为研究对象，对浸泡时间为10s和60s的As元素和Na元素做了探测分析并得到了其定标曲线，初步确定了在As元素和Na元素在不同时间下的检测限分别为：As元素0.379g/L(10s)、0.224g/L(60s)；Na元素0.021g/L(10s)、0.018g/L(60s)。实验所得的结果为探测工业废水中金属元素的含量提供依据。

利用激光击穿光谱的方法对水溶液样品中的金属元素进行定性和定量分析。分别采用竖直喷流(口径0.5 mm)和静止液面两种样品采样模式, 针对不同质量浓度的Cd, Fe, Al和Pb元素进行了检测分析并得到了其定标曲线(线性拟合相关度基本在0.99以上), 初步确定了４种元素在喷流模式下的检测限为0206 5(Cd), 0.147 6(Fe), 0.061 9(Al)和0.200 9(Pb) g/L；静止液面模式下的检测限为0.050 1(Cd), 0023 9(Fe), 0.014 8(Al)和0.006 9(Pb) g/L。实验所得的结果为检测工业废水中金属元素的含量提供了依据。

搭建了一套激光击穿光谱(LIBS)实验系统, 采用Nd∶YAG脉冲激光器作为光源击穿烟气形成等离子体, 其发射光谱由中阶梯光栅光谱仪分光, 并由增强型电荷耦合器件（ICCD）进行光电探测。以煤燃烧产生的烟气和烟花爆竹燃烧产生的烟气等为对象, 获得了烟气多种重金属元素的激光击穿光谱。光谱图表明, 该技术能够同时检测烟气中的多种金属成分。以Pb元素为对象, 配置含Pb不同浓度的固体样品进行了定标实验, 结果表明, Pb谱线强度与其元素浓度成线性关系。

应用激光击穿光谱法(LIBS)探测了体液中各种物质的含量。脉冲Nd:YAG激光器产生的波长1064 nm的激光束(脉宽10 ns,重复频率10 Hz,激光能量约300 mJ)经凸透镜聚焦后,击穿模拟体液(质量分数为10%葡萄糖和0.9%NaCl的混合水溶液)产生激光等离子体,利用中阶梯光谱仪和像增强CCD(ICCD)探测其光谱信号,开展相应的激光击穿光谱研究。实验结果表明应用激光击穿光谱的技术完全可以同时检测出溶液中的有机物(葡萄糖)和金属离子,而且金属离子的检测灵敏度明显优于有机物,各待测物质的特征谱线强度与其含量存在指数关系。该方法为体液中微量元素的精确测量提供了实验依据。