土壤作为动植物、微生物以及人类粮食赖以生存的自然环境,其环境质量问题备受全球关注。随着我国社会经济的快速发展,土壤重金属污染问题日益严峻。近年来,我国频繁发生土壤重金属污染事件,不仅对土壤生物以及农产品质量构成严重威胁,还直接危害了人们身体健康,影响社会稳定。重金属是土壤环境问题中一种典型的污染物,主要包括重金属镉、镍、汞、铅、砷等,它们普遍具有分布广、危害严重、隐蔽性强、滞留时间长、移动性差以及不能被微生物降解的特点,所以对土壤重金属含量的检测已经成为环境科学界热门话题。传统物质检测手段普遍存在检测周期长、样品制备复杂、误差偏大等问题,因此急需一种新型技术来快速精准地检测土壤重金属元素成分及含量。本论文采用激光诱导击穿光谱技术（Laser-Induced Breakdown Spectroscopy,简称LIBS）对土壤中的重金属元素进行快速的定性分析和定量分析。LIBS是一种基于原子发射光谱学的物质成分检测和浓度分析的技术,由于其具有分析速度快、所需样品量小、多元素同时检测、灵敏度高以及可远距离分析等特点,使其成为元素检测的重要方法,是土壤分析、冶金采矿工业、航天航空制造业等领域不可或缺的检测技术。本论文的具体内容如下:1.介绍了关于LIBS技术的研究背景、研究现状以及发展方向。2.阐述了LIBS技术的原理,并对LIBS仪器进行了详细地介绍。3.说明了采集土壤样品的具体方案,并对风干、除杂、研磨、过筛等一系列样品处理过程进行了详细地阐述。4.优化了LIBS实验装置的参数,研究分析了激光脉冲累积数、延迟时间和激光能量等参数对土壤样品LIBS测试的影响,通过观察比较特征谱线光强和相对标准偏差随着不同参数的变化而变化,确定本实验的最优参数。5.基于通过LIBS检测得到的实验数据,与美国国家标准与技术研究院（National Institute of Standards and Technology,简称NIST）的数据库进行对比,实现快速的定性分析,并应用主成分回归法建立土壤样品的标准曲线,计算出土壤样品中重金属元素的含量,实现对土壤样品中重金属元素Cd、Ni的定量分析。6.基于通过LIBS检测得到的实验数据,与美国国家标准与技术研究院（National Institute of Standards and Technology,简称NIST）的数据库进行对比,实现快速的定性分析。并用7组国家标准土壤样品数据作为训练集,25组待测土壤样品作为测试集,进行人工神经网络的学习训练。并对实验结果进行分析和研究,实验误差小,可靠性高。7.对全文进行了总结和展望,对LIBS实验以及定量分析过程中出现的问题进行了总结,并提出了具体的改善建议。