溶液阴极辉光放电发射光谱法易受水体样品中的基体效应影响, 而且对于实际水体样品组份相对复杂, 含有多种元素, 受基体效应干扰更加明显, 导致金属元素浓度预测精度降低。 为了减少溶液阴极辉光放电发射光谱法中水体样品基体效应的影响, 常常利用定量分析方法对金属元素进行分析。 这些定量分析方法中, 标准加入法尤其适合于待测物质基体效应较为显著或者含有干扰物质等情况, 然而标准加入法容易受到背景信号的干扰, 使测量结果产生误差, 因此在进行标准加入法之前需要消除光谱数据的背景干扰。 最简单的谱线干扰消除法是离峰校正法, 此法扣除线峰左右两侧的背景强度值, 以达到消除背景干扰的目的； 小波变换法同样也适用于消除背景干扰, 并且具备普适性, 利用此法对小波进行多尺度分层, 而后对小波低频系数进行处理, 获得校正后的数据。 在独立开发的溶液阴极辉光放电发射光谱系统上, 利用基于标准加入法的离峰校正法和小波变换法对水溶液样品中Ca和Mg含量进行预测。 实验结果比较发现, 基于传统的标准加入法, 测得5, 10和20 mg·L-1浓度的Ca样品的相对误差分别为157.0％, 105.1％和47.0％, Mg的相对误差分别为20.1％, 3.1％和2.8％。 然而, 结合标准加入法和离峰校正法后, Ca的相对误差分别降低至15.4％, -8.8％和3.3％, Mg的相对误差分别降低至14.5％, 0.1％和0.8％。 采用小波变换算法消除背景干扰后的标准加入法, Ca元素的相对误差分别降至13.2％, -7.6％和-1.4％, Mg的相对误差分别降至13.4％, -0.4％和0.5％。 结果表明, 离峰校正法和小波变换法结合标准加入法测量Ca和Mg的准确度显着提高, 两种方法能有效地消除背景干扰, 降低基体效应, 使预测精度升高。 其中, 小波变换法结合标准加入法可用于多种类型的背景校正场合, 无需选择合适的背景校正点, 而且预测精度更高, 相比离峰校正法具有一定的优势。

在小体积（< 50 μL）液体取样时, 容易产生较大的取样误差, 为了降低分析结果的不确定度, 常常用质量定量法代替体积定量法。 传统标准加入法以样品体积定量, 不能用于以样品质量定量的场合。 为此, 我们提出了一种变形标准加入法, 以便用于以样品质量定量的场合。 以ICP-OES法测定复杂溶液体系中低含量及微量元素Hg, Mo和Rh为例, 对变形标准加入法进行了介绍。 标准加入法的目的是为了校正溶液基体效应, 而溶液基体效应包括两种不同类型的干扰: “恒定干扰”和“比例干扰”。 变形标准加入法只能校正溶液基体效应中的“比例干扰”, “比例干扰”的大小可以用一个定量指标k表示: 当k=1时, 表示不存在“比例干扰”的影响; k偏离1越远, 则“比例干扰”的影响越大。 至于“恒定干扰”的影响, 则可以利用仪器自身的背景校正方法予以降低或消除。 变形标准加入法测定结果不确定度主要来自于背景校正, 与所选分析线的信背比密切相关。 信背比越低, 背景校正的不确定度越高, 因此实际分析中应尽可能选择具有较高信背比的分析线, 否则, 即使事先经过了背景校正, 最终的分析结果也可能包含很大的误差。

为定量分析水泥中的铜(Cu)元素, 根据激光诱导击穿光谱分析方法(LlBS)的特点, 建立了激光诱导击穿光谱分析系统。采用标准加入法为定标方法, 制备了5个不同含铜量的水泥样品。根据LIBS谱图, 以213.598 nm和219.958 nm作为分析线。 应用Savitzky-Golary卷积平滑方法对光谱数据进行了预处理, 比较了Guass、Lorentz和Voigt拟合方法对光谱曲线的拟合效果。对测量结果采用一元线性拟合建立了相应的定标曲线, 213.598 nm和219.958 nm定标曲线的校正决定系数分别为0.994 8和0.986 4, 平均相对误差分别为3.20%和5.78%。实验结果表明: 213.598 nm作为分析线的准确度优于219.958 nm分析线, 该方法能够满足水泥中Cu元素定量分析的要求。

利用课题组自主研制的便携式激光诱导击穿光谱测量系统定量分析土壤及固体废弃物中四种重金属元素Pb, Cd, Cr和Cu。 实验采用中心波长为1 064 nm的Nd∶YAG脉冲激光器作为激发光源, 工作频率为3 Hz, 单脉冲能量为100 mJ, 脉冲宽度为6 ns; 以高分辨率、 宽光谱段的中阶梯光栅光谱仪和增强型电荷耦合器件为谱线分离与探测器件, 探测范围为200~500 nm, 分辨率为0.08~0.12 nm。 为了提高光谱强度及检测灵敏度, 通过半球空间约束装置对等离子进行约束, 并采用多芯光纤实现多通道不同角度光谱信号收集, 接收角度为45°。 实验时激光重复频率为2 Hz, 延时为1.5 μs, 门宽为1.05 ms。 文章创新性地将曲线拟合代替直线拟合用于标准加入法定量分析基质未知样品中重金属元素, 有效提高了测量结果的准确性, 尤其是低浓度的土壤样品, 直线拟合无法定量分析重金属含量, 相比而言, 曲线拟合相关系数更高, 测量结果更接近国标方法, 可以满足一级土壤污染的检测。 七个土壤及固体废弃物样品检测的相对误差如下, 直线拟合相对误差分别为: Pb 1.26%~79.38%, Cr -22.44%~82.06%, Cu 15.09%~190.50%, Cd 32.76%~167.96%, 曲线拟合相对误差为分别Pb -4.19%~11.92%, Cr -38.31%~9.26%, Cu -7.24%~26.86%, Cd -10.52%~12.94%, 相对误差平均值为10.47%。

锂是绿色能源和轻质合金的理想材料, 作为一种重要的战略资源而备受各国重视。 锂主要来源于盐湖卤水, 我国盐湖卤水资源丰富, 但主要分布在西部偏远地区, 现场勘探和开采急需便携分析仪器的支持, 然而目前现有实验分析技术均达不到野外现场分析的目标。 近十年来, 基于大气压液体阴极辉光放电光谱仪(SCGD-AES)因无需燃气, 载气等气流条件及真空环境而受到关注。 在前人研究基础上, 自行开发了基于CCD光谱仪检测系统的便携式大气压液体阴极辉光放电光谱仪(简称Li-K分析仪), 仪器长, 宽, 高分别为35, 19和27 cm, 重约为10 kg, 十分有利于便携。选择Li的分析谱线波长为670.78 nm, 以取自西藏两种不同卤水水化学类型样品为研究对象, 建立了卤水中Li的快速分析方法。在最佳工作条件下测得Li的检出限为4 ng·mL-1, 方法的精密度(RSD)＜2%。 研究表明, 不同稀释倍数时, Li的分析结果与ICP-MS分析结果相差较大, 这可能与溶液的基体效应有关, 而采用标准加入法可有效减小基体效应的影响, 获得了与ICP-MS较为一致的分析结果, 可提高分析结果的准确度。 大量实验结果表明, 标准加入法只需2个点即可得到Li准确的分析结果, 大大减少了实验工作量, 为便携式Li-K分析仪在野外现场测定盐湖卤水中的Li奠定了方法学基础。

利用正交设计分别配制含有三种防腐剂、 四种甜味剂的模拟水样, 采用核独立成分分析（KICA）处理模拟水样与加入不同含量标准品的饮料样品的紫外光谱(UV)数据, 得到其中待测添加剂或背景成分的UV轮廓的独立组分(IC)信息, 以IC的系数矩阵进行支持向量回归（SVR）分析, 建立模拟样品中防腐剂与甜味剂的UV-KICA-SVR预测模型。 添加不同含量水平添加剂的碳酸饮料样品, 采用KICA处理其测试得到的UV光谱数据, 得到与添加剂对应的IC信息及量, 加入量与预测量线性回归方程截距即为饮料中添加剂含量。 利用化学计量学“盲源信号分离”方法提取饮料样品中的待测添加剂IC信息与样品基质信息, 利用SVR对解析得到的IC信号回归分析建模, 改进传统单一组分测定的标准加入法, 建立了碳酸饮料样品中防腐剂和甜味剂高通量筛查分析的新方法。 方法用于测定碳酸饮料中山梨酸钾, 苯甲酸钠、 对羟基苯甲酸甲酯钠三种防腐剂与糖精钠、 安赛蜜, 阿斯巴甜和甘草酸铵四种甜味剂含量, 检测限(LOD)为0.2～1.0 mg·L-1, 测定结果与传统的色谱方法相当。

二噁烷具有潜在致癌性,可作为表面活性剂的副产物进入化妆品中。当其在化妆品中含量大于100 ppm时将对消费者（特别是儿童）造成很大的威胁。通过以金纳米棒作为表面增强拉曼散射（SERS）基底的方法,成功地检测了儿童化妆品中二噁烷的含量,测得一种儿童沐浴露中的二噁烷含量为7.0 ppm。研究表明,此方法具有简单、快速的优点,可用于其它种类的化妆品（包括儿童化妆品）中二噁烷含量的检测,也有望用于化妆品中其余微量物质以及微生物的检测。

气溶胶化学组成复杂,对硫酸盐含量进行定量分析时,基体干扰不明确,标准加入法具有可以消除基质效应的特点,而红外光谱具有测量速度快,操作简单等优势,因此实验利用标准加入法与红外光谱相结合的方法对气溶胶中 SO42－的含量进行测量.在 SO42－的标准加入量为 0～0.3636 mg·mL－1范围内时,标准加入量与吸光度值之间线性关系良好,相关系数为 0.974,回归方程为 A＝0.4720 m.利用差谱技术对回归方程系数进行了验证实验,准确率为 98.5%,同时对已知 SO42－含量的气溶胶加标样品进行回收率实验,平均回收率为 99.56%.实验结果说明此方法有效的消除了基质效应对 SO42－定量分析的影响,为以后快速、实时测量气溶胶中硫酸盐含量建立了基础.

采用ICP-AES法同时测定工业铬酸钠溶液中微量Al, Ca, Fe, Mg, Si杂质元素。针对测定过程中存在的基体干扰、谱线干扰等问题, 通过实验确定了铬酸钠中微量的Al, Ca, Fe, Mg, Si的分析测试谱线: Al 167.079 nm, Ca 393.366 nm, Fe 259.940 nm, Mg 279.533 nm, Si 251.61 nm。实验用优级纯HCl将待测溶液调为酸性, 消除工业铬酸钠溶液酸度不稳定引起的测定误差, 采用标准加入法消除基体干扰, 探讨了Al, Ca, Fe, Mg, Si等五种微量组分检测方法标准曲线线性相关性、检出限、精密度以及回收率等分析指标, 详细研究了在选定分析谱线下, 标准加入法对铬酸钠溶液中Al, Ca, Fe, Mg, Si等微量杂质含量测定结果的准确性的影响。结果表明标准曲线呈线性关系(R2=0.998 8～0.999 6之间), 五种元素检出限在(0.013 4～0.028 0)mg·L-1之间, 11次测量标准偏差小于5.86%, 回收率在97.30%～107.50%之间。实验建立的分析方法的检出限、精密度、准确度均能满足分析测试要求;方法实用性强, 已经成功用于离子膜电解法中铬酸钠原料液微量离子检测;利用铬酸钠、重铬酸钠和重铬酸酐与溶液酸度的关系, 实验建立的分析方法还可拓展于重铬酸钠及铬酐甚至其他六价铬产品中Al, Ca, Fe, Mg, Si杂质离子的检测, 同时也可以扩展到上述样品中其他杂质元素的测定。

利用激光诱导击穿光谱结合标准加入法定量分析了铅蓄电池厂含铅污泥中重金属铅元素含量, 标准加入法有效避免了外标法与内标法制作标准曲线时基质不同对LIBS检测结果的影响, 且样品处理过程简单。实验采用中心波长为1 064 nm的Nd∶YAG脉冲激光器作为激发光源, 以高分辨率、宽光谱段的中阶梯光栅光谱仪和增强型电荷耦合器件为谱线分离与探测器件, 选取铅的PbⅠ: 405.78 nm特征谱线作为分析线, 以FeⅠ: 404.58 nm特征谱线作为内标线进行结果计算。预实验确定较佳的实验条件后(激光脉冲能量: 128.5 mJ, 延时: 2.5 μs, 门宽: 3 μs), 对铅蓄电池厂的未知铅泥样品中铅元素进行定量分析, 结果表明加入铅在0~25 000 mg·kg-1范围内谱线不会产生自吸收, PbⅠ: 405.78 nm信号强度与铅加入量呈很好的线性关系, 由此确定合适的铅加入量为0~25 000 mg·kg-1。在此基础上配制四个样品, 基质均为铅蓄电池厂含铅污泥, 加入铅浓度分别为5 000, 10 000, 15 000, 20 000 mg·kg-1, 每个样品设置三个平行样, 验证实验重复性及可靠性, 并与ICP-MS检测结果对比, 结果直线外推误差为-14.8%。12个样品单次计算结果误差介于为-24.6%~17.6%之间, 含铅量平均值为43 069 mg·kg-1, 相对误差为-2.44%。