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基于THz波谱分析技术的农药检测机理和方法研究

闫战科  
【摘要】: 食品安全是关系国计民生的一个重大课题,农药残留是食品安全领域的突出问题,发展可靠的农药检测技术的是解决该问题的一个的重要保障。本论文研究基于传统的农药检测机理以及实用技术,在此基础上尝试发展快速、高效、简便的农药检测方法,以波谱分析技术作为手段之一。近年来近红外与红外波谱分析技术得到快速发展,在检测分析中也逐渐得到应用。THz频段是一个非常具有科学价值但研究起步较晚的崭新的电磁辐射区域,在成像、安全检测、医学诊断、环境科学、信息通信及基础物理研究领域有着广阔的研究和应用价值。THz波谱和成像技术作为一种新型检测技术能够获得传统检测方法无法获得的信息。基于一部分物质在THz波段的特异性,通过得到物质的THz光谱并从中提取出有用的光学信息,就可以定性或定量地分析物质的性质。 本论文研究以太赫兹检测技术为手段,以常见农药为研究对象,以探索农药的THz波谱检测机理和方法为主要研究内容,利用THz波谱分析技术、红外光谱分析技术和化学计量学分析方法,开展了农产品/食品品质与安全信息的快速无损检测机理和方法研究,探讨了THz波谱技术用于农药成分定性定量分析的理论依据,并在此基础上建立鉴别和鉴定的光谱分析模型。研究了液体农药样品(包括拟除虫菊酯类、有机磷农药、和有机氯类农药)在太赫兹波段光谱特征,光谱参数提取方法与光谱模型检测方法。提出了较详细的实验方案、太赫兹波谱数据处理方法和定性、定量检测方法。证明了实验农药液体样品在太赫兹波段的光学特性与其溶质有关,样本浓度与波谱吸收成线性关系,可以作为农药检测的理论依据。主要创新有:1、建立了基于THz光谱检测技术的农产品/食品农药液体样品的光谱检测实验方法;2、建立了基于THz光谱检测技术的农药成分定性、定量分析光谱检测模型。3、研究了农药THz波谱的校正、预处理、特征信息提取与建模算法,提出合适的光谱识别和处理算法。4、为THz光谱检测技术在农业和食品领域的初步应用提出理论和实验依据。


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