利用QCL光譜進行天然和合成土壤基質中DNT的定量測定和hes的檢測具有多種優(yōu)勢酗捌，可以在15 cm的距離上實現(xiàn)hes的遠程檢測涌哲，這為它可以直接用于現(xiàn)場應用提供了證據(jù)。得到的LOD值對于預期的應用是足夠的尚镰。對于含有低反射率成分(如土壤)的基質膛虫，使用漫反射的反向反射模式可以在MIR范圍內進行適當?shù)臋z測。由于高功率qcl在商業(yè)上可用钓猬，對土壤中HEs的遠程檢測現(xiàn)在更加可行。
QCL技術相比其他檢測技術的優(yōu)勢與應用場景
在軍事行動和礦山開挖中大量使用烈性炸藥造成了土壤污染敞曹。由于HEs及其分解產物具有高持久性账月、致突變性澳迫，被列為C類人類致癌物局齿，威脅著人類的健康橄登，因此在過去幾年里抓歼，對HEs的及時檢測研究一直受到相當大的關注。目前用于檢測HEs的方法包括氣相色譜-質譜(GC-MS)谣妻、氣相色譜-化學發(fā)光(GC-CL)、離子遷移率譜法(IMS)卒稳、免疫傳感器蹋半、電泳、熒光充坑、高壓液相色譜(HPLC)、HPLC/質譜法捻爷、光輔助電化學檢測辈灼。然而，在固體干擾材料存在的情況下也榄，這些方法都不能提供原位檢測HEs所需的速度或準確性。
土壤被認為是一個具有挑戰(zhàn)性的有機化合物基質手蝎，會干擾HEs榕莺，這使得檢測土壤中的HEs成為一項艱巨的任務俐芯。雖然遙感已經(jīng)應用于土壤棵介，但所提出的系統(tǒng)是復雜的吧史。同一課題組開展的其他研究還包括利用拉曼和傅里葉變換紅外(FT-IR)光譜對HEs進行表征邮辽、相互作用和檢測。在所有這些情況下吨述，只有通過顯微鏡才能在固體基質中找到炸藥的結晶樣品才能檢測到he岩睁。在實際土壤中進行高選擇性、高靈敏度的he原位檢測尚未見報道捕儒。本研究采用中紅外(MIR)量子級聯(lián)激光(QCL)源，采用一種小型邓夕、便攜刘莹、易于操作的系統(tǒng)，在15 cm距離處分析土壤中的he焚刚。此外，多元分析(MVA)和人工智能(AI)技術被用于量化和檢測土壤樣品中添加有機化合物復雜基質的分析物矿咕。
外腔qcl提供了充足的波長可調性抢肛，為研究具有廣泛吸收特征的威脅化學品以及包括固體在內的生物化合物和微生物提供了依據(jù)。qcl于1994年首次被證實碳柱。這些器件具有多種優(yōu)點捡絮，如室溫工作莲镣、體積小锦援、壽命長剥悟、能耗低灵寺、長期功率穩(wěn)定以及輸出頻率可微調等区岗。此外略板，它們還提供了一個機會，可以設計具有優(yōu)異靈敏度的便攜式遠程測試系統(tǒng)叮称，特別是對MIR范圍內具有低反射率或高吸收率的樣品，例如土壤藐鹤。與MIR范圍內的現(xiàn)有源相比瓤檐，QCL源具有更高的輸出功率，可以進行遙感和分析娱节。其他研究者證實并報道了使用這種方法在高反射基底上快速檢測HEs。這種光譜分析可以實現(xiàn)無接觸和非破壞性的方式肄满。太平洋西北guo家實驗室(Pacific Northwest National Lab)的一項研究表明谴古，在800 ~ 1400 cm?1的光譜指紋窗口中质涛，可以遠程檢測到許多重要的he，包括三硝基甲苯(TNT)掰担、環(huán)三甲基三胺(cyclotrimethylentriinitramine, RDX)和Tetryl。該光譜窗口對應于沉積在涂漆金屬車門上的HE樣品的指紋區(qū)域带饱。其他研究表明毡代，考慮到安全檢查的常規(guī)要求，不同的QCL方法可以快速識別和表征HEs勺疼。
qcl可以為公共安全提供顯著的好處，特別是在機場恢口、鐵路孝宗、公交車站、體育場館和馬拉松場地等場所耕肩。因此利用QCL源實現(xiàn)遙感因妇，對土壤中HEs進行定量和檢測猿诸。根據(jù)固體混合物中一種HE的校準曲線婚被，計算了QCL光譜的檢出限梳虽，利用偏zui小二乘(PLS)多變量算法獲得統(tǒng)計品質圖(FM)址芯，其他FMs也可進行計算。
此外谷炸，采用人工智能方法實現(xiàn)HE檢測。在未來禀挫，基于本研究的結果旬陡，可以開發(fā)兩個主要的應用。首先语婴，所提出的方法可用于檢測普通、非理想砰左、低反射匿醒、真實固體基質上的爆炸物。其次缠导，該方法可用于檢測天然固體基質上的he;例如，它們可以用來在shi界各地受戰(zhàn)爭和沖突影響的地點埋設地雷酬核，既用于軍事目的蜜另，也用于人道主義排雷。
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