激光诱导击穿光谱(Laser-induced breakdown soectroscopy,LIBS)技术,是一种利用高能量密度脉冲激光,轰击样品产生等离子体,通过采集在等离子体冷却时各种不同元素原子或者离子发射的光谱,来进行元素成分定性和定量分析的一种发射光谱技术。LIBS技术具有实时、快速、可远程非接触、无需样品准备、可多成分同时检测等优点,在医药、考古学、生物技术、工业在线测量等领域有着广泛的应用价值,所以LIBS技术在其出现后的几十年中得到越来越多的关注和发展。LIBS可适用于包括固体、液体、气体环境中的成分检测。然而在将LIBS技术运用到水环境中去探测时,遇到了较大的困难,比如光谱信号强度低,稳定性差,等离子体快速淬灭等,影响了其检测灵敏度。为此,本文分别采用了双脉冲LIBS检测手段和固体吸收基底的方法,就如何提高水体中LIBS信号的强度、以及水体中重金属元素检测灵敏度等开展研究。根据LIBS技术在液体中的金属成分检测中所遇到的问题,本文运用波长1064nm的两个脉冲Nd:YAG激光器组成的共线型双脉冲LIBS系统,研究了双脉冲LIBS技术在液体环境中的应用,以其提高检测灵敏度。首先利用了固体铝合金做样品,得到微量元素Si、Cu、Mn、Cr的光谱强度比总能量相同的单脉冲实验有了9-17倍的增强,Si、Cu、Mn、Cr的检测极限达到3-171mg/L,其中微量金属元素的检测限为1-10ppm量级,证明双脉冲LIBS在固体元素检测中比单脉冲LIBS有很大的优势。然后将双脉冲LIBS系统运用于静态溶液中的重金属检测,并改进了光谱聚焦装置和采集系统。通过研究不同激光能量配比、以及不同的双脉冲时间间隔情况下的谱线强度和信噪比的变化,优化检测参数,获得了水体中Cu的定标曲线,得到2mg/L的最低检测极限,优于传统LIBS技术,和目前文献存在的其他方法直接检测液体的结果达到相同的水平。本文还研究了使用固体基底来吸收溶液中的重金属离子,再利用传统LIBS检测的方法,来提高水体中LIBS的检测灵敏度。利用A4打印纸作为吸收基底富集溶液中的重金属元素,得到溶液中较强较稳定的元素Cr和Pb光谱信号。详细分析了Cr和Pb元素的光谱数据,研究了打印纸浸泡时间和光谱强度的关系,得到Cr和Pb的检测极限达到10ppb量级,比传统的LIBS直接液体检测有了2-3个数量级的性能提升,证明了该方法的可靠性。最后总结了以上工作,为进一步的工作做出了展望。