Abstract

Laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) is used to determine the total nitrogen (TN) and total phosphorus (TP) in soil. Quantitative determinations are conducted using the line intensity of the analyte element and element concentration. Calibration models are obtained using ten samples for TN and seven samples for TP. The rest samples are used to validate the results. Strong linear correlations are obtained from the determined TN and TP concentrations. LIBS is a powerful tool for analyzing soil samples to determine nutrient elements by selecting calibration and validation samples with similar matrix composition.

© 2013 Chinese Optics Letters

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. L. J. Radziemski, Microchem. J. 50, 218 (1994).
  2. D. A. Rusak, B. C. Castle, B. W. Smith, and J. D. Winefordner, Crit. Rev. Anal. Chem. 27, 257 (1997).
  3. A. W. Miziolek, V. Palleschi, and I. Schechter, Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS): Fundamentals and Applications (Cambridge University Press, Cambridge, 2006).
  4. L. J. Radziemsky, Spectrochim. Acta B 57, 1109 (2002).
  5. I. B. Gornushkin, A. Y. Kazakov, N. Omenetto, B. W. Smith, and J. D. Winefordner, Spectrochim. Acta B 59, 401 (2004).
  6. D. A. Cremers and L. J. Radziemski, Handbook of Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (Wiley, Chichester, 2006).
  7. J. P. Singh and S. N. Thakur, Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (Elsevier, Amsterdam, 2007).
  8. D. K. Ottesen and J. C. F.Wang, Appl. Spectrosc. 43, 967 (1989).
  9. Y. Feng, J. Yang, J. Fan, G. Yao, X. Ji, X. Zhang, X. Zheng, and Z. Cui, Appl. Opt. 49, c70 (2010).
  10. G. G. A. de Carvalho, L. C. Nunes, P. F. de Souza, F. J. Krug, T. C. Alegrec, and D. S. Jr, J. Anal. At. Spectrom. 25, 803 (2010).
  11. K. E. Eseller, M. M. Tripathi, F. Yueh, and J. P. Singh, Appl. Opt. 49, c21 (2010).
  12. H. Hakkanen, J. Houni, S. Kaski, and J. Korppi-Tommola, Spectrochim. Acta B 56, 737 (2001).
  13. X. K. Shen, H. Wang, Z. Q. Xie, Y. Gao, H. Ling, and Y. F. Lu, Appl. Opt. 48, c75 (2009).
  14. F. Capitelli, F. Colao, M. R. Provenzano, R. Fantoni, G. Brunetti, and N. Senesi, Geoderma 106, 45 (2002).
  15. T. Hussain, M. A. Gondal, Z. H. Yamani, and M. A. Baig, EnvFe. Monit. Assess. 124, 131 (2007).
  16. Y. Groisman and M. Gaft, Spectrochim. Acta B 65, 744 (2010).
  17. L. C. Nunes, J. W. B. Braga, L. C. Trevizan, P. F. de Souza, G. G. A. de Carvalho, D. S. Junior, R. J. Poppi, and F. J. Krug, J. Anal. At. Spectrom. 25, 1453 (2010).
  18. M. Z. Martin, S. D. Wullschleger, C. T. Garten Jr, and A. V. Palunbo, Appl. Opt. 42, 2072 (2003).
  19. K. K. Ayyalasomayajula, F. Yu-Yueh, J. P. Singh, D. L. McIntyre, and J. Jain, Appl. Opt. 51, B149 (2012).
  20. M. V. Belkov , V. S. Burakov , A. De Giacomo , V. V. Kiris , S. N. Raikov, and N. V. Tarasenko, Spectrochim. Acta B 64, 899 (2009).
  21. R. S. Bricklemyer, D. J. Brown, J. E. Barefield, and S. M. Clegg, Soil Sci. Soc. Am. J. 75, 1006 (2011).

2012 (1)

2011 (1)

R. S. Bricklemyer, D. J. Brown, J. E. Barefield, and S. M. Clegg, Soil Sci. Soc. Am. J. 75, 1006 (2011).

2010 (5)

Y. Groisman and M. Gaft, Spectrochim. Acta B 65, 744 (2010).

L. C. Nunes, J. W. B. Braga, L. C. Trevizan, P. F. de Souza, G. G. A. de Carvalho, D. S. Junior, R. J. Poppi, and F. J. Krug, J. Anal. At. Spectrom. 25, 1453 (2010).

Y. Feng, J. Yang, J. Fan, G. Yao, X. Ji, X. Zhang, X. Zheng, and Z. Cui, Appl. Opt. 49, c70 (2010).

G. G. A. de Carvalho, L. C. Nunes, P. F. de Souza, F. J. Krug, T. C. Alegrec, and D. S. Jr, J. Anal. At. Spectrom. 25, 803 (2010).

K. E. Eseller, M. M. Tripathi, F. Yueh, and J. P. Singh, Appl. Opt. 49, c21 (2010).

2009 (2)

M. V. Belkov , V. S. Burakov , A. De Giacomo , V. V. Kiris , S. N. Raikov, and N. V. Tarasenko, Spectrochim. Acta B 64, 899 (2009).

X. K. Shen, H. Wang, Z. Q. Xie, Y. Gao, H. Ling, and Y. F. Lu, Appl. Opt. 48, c75 (2009).

2007 (1)

T. Hussain, M. A. Gondal, Z. H. Yamani, and M. A. Baig, EnvFe. Monit. Assess. 124, 131 (2007).

2004 (1)

I. B. Gornushkin, A. Y. Kazakov, N. Omenetto, B. W. Smith, and J. D. Winefordner, Spectrochim. Acta B 59, 401 (2004).

2003 (1)

2002 (2)

L. J. Radziemsky, Spectrochim. Acta B 57, 1109 (2002).

F. Capitelli, F. Colao, M. R. Provenzano, R. Fantoni, G. Brunetti, and N. Senesi, Geoderma 106, 45 (2002).

2001 (1)

H. Hakkanen, J. Houni, S. Kaski, and J. Korppi-Tommola, Spectrochim. Acta B 56, 737 (2001).

1997 (1)

D. A. Rusak, B. C. Castle, B. W. Smith, and J. D. Winefordner, Crit. Rev. Anal. Chem. 27, 257 (1997).

1994 (1)

L. J. Radziemski, Microchem. J. 50, 218 (1994).

1989 (1)

Alegrec, T. C.

G. G. A. de Carvalho, L. C. Nunes, P. F. de Souza, F. J. Krug, T. C. Alegrec, and D. S. Jr, J. Anal. At. Spectrom. 25, 803 (2010).

Ayyalasomayajula, K. K.

Baig, M. A.

T. Hussain, M. A. Gondal, Z. H. Yamani, and M. A. Baig, EnvFe. Monit. Assess. 124, 131 (2007).

Barefield, J. E.

R. S. Bricklemyer, D. J. Brown, J. E. Barefield, and S. M. Clegg, Soil Sci. Soc. Am. J. 75, 1006 (2011).

Belkov, M. V.

M. V. Belkov , V. S. Burakov , A. De Giacomo , V. V. Kiris , S. N. Raikov, and N. V. Tarasenko, Spectrochim. Acta B 64, 899 (2009).

Braga, J. W. B.

L. C. Nunes, J. W. B. Braga, L. C. Trevizan, P. F. de Souza, G. G. A. de Carvalho, D. S. Junior, R. J. Poppi, and F. J. Krug, J. Anal. At. Spectrom. 25, 1453 (2010).

Bricklemyer, R. S.

R. S. Bricklemyer, D. J. Brown, J. E. Barefield, and S. M. Clegg, Soil Sci. Soc. Am. J. 75, 1006 (2011).

Brown, D. J.

R. S. Bricklemyer, D. J. Brown, J. E. Barefield, and S. M. Clegg, Soil Sci. Soc. Am. J. 75, 1006 (2011).

Brunetti, G.

F. Capitelli, F. Colao, M. R. Provenzano, R. Fantoni, G. Brunetti, and N. Senesi, Geoderma 106, 45 (2002).

Burakov, V. S.

M. V. Belkov , V. S. Burakov , A. De Giacomo , V. V. Kiris , S. N. Raikov, and N. V. Tarasenko, Spectrochim. Acta B 64, 899 (2009).

Capitelli, F.

F. Capitelli, F. Colao, M. R. Provenzano, R. Fantoni, G. Brunetti, and N. Senesi, Geoderma 106, 45 (2002).

Carvalho, G. G. A. de

G. G. A. de Carvalho, L. C. Nunes, P. F. de Souza, F. J. Krug, T. C. Alegrec, and D. S. Jr, J. Anal. At. Spectrom. 25, 803 (2010).

L. C. Nunes, J. W. B. Braga, L. C. Trevizan, P. F. de Souza, G. G. A. de Carvalho, D. S. Junior, R. J. Poppi, and F. J. Krug, J. Anal. At. Spectrom. 25, 1453 (2010).

Castle, B. C.

D. A. Rusak, B. C. Castle, B. W. Smith, and J. D. Winefordner, Crit. Rev. Anal. Chem. 27, 257 (1997).

Clegg, S. M.

R. S. Bricklemyer, D. J. Brown, J. E. Barefield, and S. M. Clegg, Soil Sci. Soc. Am. J. 75, 1006 (2011).

Colao, F.

F. Capitelli, F. Colao, M. R. Provenzano, R. Fantoni, G. Brunetti, and N. Senesi, Geoderma 106, 45 (2002).

Cui, Z.

Eseller, K. E.

F.Wang, J. C.

Fan, J.

Fantoni, R.

F. Capitelli, F. Colao, M. R. Provenzano, R. Fantoni, G. Brunetti, and N. Senesi, Geoderma 106, 45 (2002).

Feng, Y.

Gaft, M.

Y. Groisman and M. Gaft, Spectrochim. Acta B 65, 744 (2010).

Gao, Y.

X. K. Shen, H. Wang, Z. Q. Xie, Y. Gao, H. Ling, and Y. F. Lu, Appl. Opt. 48, c75 (2009).

Giacomo, A. De

M. V. Belkov , V. S. Burakov , A. De Giacomo , V. V. Kiris , S. N. Raikov, and N. V. Tarasenko, Spectrochim. Acta B 64, 899 (2009).

Gondal, M. A.

T. Hussain, M. A. Gondal, Z. H. Yamani, and M. A. Baig, EnvFe. Monit. Assess. 124, 131 (2007).

Gornushkin, I. B.

I. B. Gornushkin, A. Y. Kazakov, N. Omenetto, B. W. Smith, and J. D. Winefordner, Spectrochim. Acta B 59, 401 (2004).

Groisman, Y.

Y. Groisman and M. Gaft, Spectrochim. Acta B 65, 744 (2010).

Hakkanen, H.

H. Hakkanen, J. Houni, S. Kaski, and J. Korppi-Tommola, Spectrochim. Acta B 56, 737 (2001).

Houni, J.

H. Hakkanen, J. Houni, S. Kaski, and J. Korppi-Tommola, Spectrochim. Acta B 56, 737 (2001).

Hussain, T.

T. Hussain, M. A. Gondal, Z. H. Yamani, and M. A. Baig, EnvFe. Monit. Assess. 124, 131 (2007).

Jain, J.

Ji, X.

Jr, C. T. Garten

Jr, D. S.

G. G. A. de Carvalho, L. C. Nunes, P. F. de Souza, F. J. Krug, T. C. Alegrec, and D. S. Jr, J. Anal. At. Spectrom. 25, 803 (2010).

Junior, D. S.

L. C. Nunes, J. W. B. Braga, L. C. Trevizan, P. F. de Souza, G. G. A. de Carvalho, D. S. Junior, R. J. Poppi, and F. J. Krug, J. Anal. At. Spectrom. 25, 1453 (2010).

Kaski, S.

H. Hakkanen, J. Houni, S. Kaski, and J. Korppi-Tommola, Spectrochim. Acta B 56, 737 (2001).

Kazakov, A. Y.

I. B. Gornushkin, A. Y. Kazakov, N. Omenetto, B. W. Smith, and J. D. Winefordner, Spectrochim. Acta B 59, 401 (2004).

Kiris, V. V.

M. V. Belkov , V. S. Burakov , A. De Giacomo , V. V. Kiris , S. N. Raikov, and N. V. Tarasenko, Spectrochim. Acta B 64, 899 (2009).

Korppi-Tommola, J.

H. Hakkanen, J. Houni, S. Kaski, and J. Korppi-Tommola, Spectrochim. Acta B 56, 737 (2001).

Krug, F. J.

G. G. A. de Carvalho, L. C. Nunes, P. F. de Souza, F. J. Krug, T. C. Alegrec, and D. S. Jr, J. Anal. At. Spectrom. 25, 803 (2010).

L. C. Nunes, J. W. B. Braga, L. C. Trevizan, P. F. de Souza, G. G. A. de Carvalho, D. S. Junior, R. J. Poppi, and F. J. Krug, J. Anal. At. Spectrom. 25, 1453 (2010).

Ling, H.

X. K. Shen, H. Wang, Z. Q. Xie, Y. Gao, H. Ling, and Y. F. Lu, Appl. Opt. 48, c75 (2009).

Lu, Y. F.

X. K. Shen, H. Wang, Z. Q. Xie, Y. Gao, H. Ling, and Y. F. Lu, Appl. Opt. 48, c75 (2009).

Martin, M. Z.

McIntyre, D. L.

Nunes, L. C.

L. C. Nunes, J. W. B. Braga, L. C. Trevizan, P. F. de Souza, G. G. A. de Carvalho, D. S. Junior, R. J. Poppi, and F. J. Krug, J. Anal. At. Spectrom. 25, 1453 (2010).

G. G. A. de Carvalho, L. C. Nunes, P. F. de Souza, F. J. Krug, T. C. Alegrec, and D. S. Jr, J. Anal. At. Spectrom. 25, 803 (2010).

Omenetto, N.

I. B. Gornushkin, A. Y. Kazakov, N. Omenetto, B. W. Smith, and J. D. Winefordner, Spectrochim. Acta B 59, 401 (2004).

Ottesen, D. K.

Palunbo, A. V.

Poppi, R. J.

L. C. Nunes, J. W. B. Braga, L. C. Trevizan, P. F. de Souza, G. G. A. de Carvalho, D. S. Junior, R. J. Poppi, and F. J. Krug, J. Anal. At. Spectrom. 25, 1453 (2010).

Provenzano, M. R.

F. Capitelli, F. Colao, M. R. Provenzano, R. Fantoni, G. Brunetti, and N. Senesi, Geoderma 106, 45 (2002).

Radziemski, L. J.

L. J. Radziemski, Microchem. J. 50, 218 (1994).

Radziemsky, L. J.

L. J. Radziemsky, Spectrochim. Acta B 57, 1109 (2002).

Raikov, S. N.

M. V. Belkov , V. S. Burakov , A. De Giacomo , V. V. Kiris , S. N. Raikov, and N. V. Tarasenko, Spectrochim. Acta B 64, 899 (2009).

Rusak, D. A.

D. A. Rusak, B. C. Castle, B. W. Smith, and J. D. Winefordner, Crit. Rev. Anal. Chem. 27, 257 (1997).

Senesi, N.

F. Capitelli, F. Colao, M. R. Provenzano, R. Fantoni, G. Brunetti, and N. Senesi, Geoderma 106, 45 (2002).

Shen, X. K.

X. K. Shen, H. Wang, Z. Q. Xie, Y. Gao, H. Ling, and Y. F. Lu, Appl. Opt. 48, c75 (2009).

Singh, J. P.

Smith, B. W.

I. B. Gornushkin, A. Y. Kazakov, N. Omenetto, B. W. Smith, and J. D. Winefordner, Spectrochim. Acta B 59, 401 (2004).

D. A. Rusak, B. C. Castle, B. W. Smith, and J. D. Winefordner, Crit. Rev. Anal. Chem. 27, 257 (1997).

Souza, P. F. de

G. G. A. de Carvalho, L. C. Nunes, P. F. de Souza, F. J. Krug, T. C. Alegrec, and D. S. Jr, J. Anal. At. Spectrom. 25, 803 (2010).

L. C. Nunes, J. W. B. Braga, L. C. Trevizan, P. F. de Souza, G. G. A. de Carvalho, D. S. Junior, R. J. Poppi, and F. J. Krug, J. Anal. At. Spectrom. 25, 1453 (2010).

Tarasenko, N. V.

M. V. Belkov , V. S. Burakov , A. De Giacomo , V. V. Kiris , S. N. Raikov, and N. V. Tarasenko, Spectrochim. Acta B 64, 899 (2009).

Trevizan, L. C.

L. C. Nunes, J. W. B. Braga, L. C. Trevizan, P. F. de Souza, G. G. A. de Carvalho, D. S. Junior, R. J. Poppi, and F. J. Krug, J. Anal. At. Spectrom. 25, 1453 (2010).

Tripathi, M. M.

Wang, H.

X. K. Shen, H. Wang, Z. Q. Xie, Y. Gao, H. Ling, and Y. F. Lu, Appl. Opt. 48, c75 (2009).

Winefordner, J. D.

I. B. Gornushkin, A. Y. Kazakov, N. Omenetto, B. W. Smith, and J. D. Winefordner, Spectrochim. Acta B 59, 401 (2004).

D. A. Rusak, B. C. Castle, B. W. Smith, and J. D. Winefordner, Crit. Rev. Anal. Chem. 27, 257 (1997).

Wullschleger, S. D.

Xie, Z. Q.

X. K. Shen, H. Wang, Z. Q. Xie, Y. Gao, H. Ling, and Y. F. Lu, Appl. Opt. 48, c75 (2009).

Yamani, Z. H.

T. Hussain, M. A. Gondal, Z. H. Yamani, and M. A. Baig, EnvFe. Monit. Assess. 124, 131 (2007).

Yang, J.

Yao, G.

Yueh, F.

Yu-Yueh, F.

Zhang, X.

Zheng, X.

Appl. Opt. (5)

Appl. Spectrosc. (1)

Crit. Rev. Anal. Chem. (1)

D. A. Rusak, B. C. Castle, B. W. Smith, and J. D. Winefordner, Crit. Rev. Anal. Chem. 27, 257 (1997).

EnvFe. Monit. Assess. (1)

T. Hussain, M. A. Gondal, Z. H. Yamani, and M. A. Baig, EnvFe. Monit. Assess. 124, 131 (2007).

Geoderma (1)

F. Capitelli, F. Colao, M. R. Provenzano, R. Fantoni, G. Brunetti, and N. Senesi, Geoderma 106, 45 (2002).

J. Anal. At. Spectrom. (2)

G. G. A. de Carvalho, L. C. Nunes, P. F. de Souza, F. J. Krug, T. C. Alegrec, and D. S. Jr, J. Anal. At. Spectrom. 25, 803 (2010).

L. C. Nunes, J. W. B. Braga, L. C. Trevizan, P. F. de Souza, G. G. A. de Carvalho, D. S. Junior, R. J. Poppi, and F. J. Krug, J. Anal. At. Spectrom. 25, 1453 (2010).

Microchem. J. (1)

L. J. Radziemski, Microchem. J. 50, 218 (1994).

Soil Sci. Soc. Am. J. (1)

R. S. Bricklemyer, D. J. Brown, J. E. Barefield, and S. M. Clegg, Soil Sci. Soc. Am. J. 75, 1006 (2011).

Spectrochim. Acta B (5)

M. V. Belkov , V. S. Burakov , A. De Giacomo , V. V. Kiris , S. N. Raikov, and N. V. Tarasenko, Spectrochim. Acta B 64, 899 (2009).

L. J. Radziemsky, Spectrochim. Acta B 57, 1109 (2002).

I. B. Gornushkin, A. Y. Kazakov, N. Omenetto, B. W. Smith, and J. D. Winefordner, Spectrochim. Acta B 59, 401 (2004).

H. Hakkanen, J. Houni, S. Kaski, and J. Korppi-Tommola, Spectrochim. Acta B 56, 737 (2001).

Y. Groisman and M. Gaft, Spectrochim. Acta B 65, 744 (2010).

Other (3)

D. A. Cremers and L. J. Radziemski, Handbook of Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (Wiley, Chichester, 2006).

J. P. Singh and S. N. Thakur, Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (Elsevier, Amsterdam, 2007).

A. W. Miziolek, V. Palleschi, and I. Schechter, Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS): Fundamentals and Applications (Cambridge University Press, Cambridge, 2006).

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.