蔬菜表面农药残留可见-近红外光谱探测与分类识别研究.pdfVIP

第32卷 ，第5期 光 谱 学 与 光 谱 分 析 Vo1．32，No．5，pp1230—1233 2012年 5月 Spectroscopy andSpectralAnalysis May，2012 蔬菜表面农药残留可见一近红外光谱探测与分类识别研究 陈 蕊，张 骏 ，李晓龙 烟台大学光电信息学院，山东 烟台 264005 摘 要 利用在600~1100nm波段范围内可见一近红外反射光谱分析技术 ，对常见的高残留农药在绿色植 物活体上的无损检测进行了研究。首先将采集到的漫反射光谱数据进行小波变换提取光谱特征，然后再利 用主成分分析方法进一步对光谱特征进行分析，最后把这些光谱的前两个主成分得分作为神经网络的输入 信息，建立_『多神经元的神经网络感知器。对农药残 留检测的结果表明，该方法可有效甄别农药残 留和种 类，识别得到较好的分类效果 。总之，该研究为蔬菜和瓜果表面的农药残留快速无损检测和识别提供了一条 新途径 。 关键词 农药残留；可见一近红外光谱；小波分析；主成分分析 ；神经网络感知器 中图分类号：0433；0438 文献标识码：A DOI：10．3964／j．issn．1000—0593f2012)05—1230—04 引 言 1 实验部分 随着农业生产的迅猛发展，农药在蔬菜等农作物病虫害 1．1 农药样品 的综合防治中具有 叮替代的作用。但是，近些年来 ，由于 选择了4种农药作为研究 目标：氯氰菊酯、辛硫磷乳油、 农药大量和不合理的使用，蔬菜中农药残留对人体健康的危 乐果乳油和敌敌畏，这些农药均是 目前普遍使用的高效、低 害屡次发生，由于使用高毒农药或禁用农药引起的中毒事件 毒农药，具有一定的代表性。 也频繁发生，蔬菜的农药残留问题引起了政府和科研部门越 (1)氯氰菊酯 ：有效成分含量为4．5 ，采用纯净水配制 来越多的重视。尤其是我国加入rWTO后，农药残留不仅 成 1：20的溶剂。 制约着我网人民的乍活质量 ，而且影响了我国蔬菜的出口， (2)辛硫磷乳油：有效成分含量为45％，采用纯净水配 从而多方 白【i制约着我困农业生态效益及经济效益的提高，因 制成 1：20的溶剂。 此建立一套简便、快速、灵敏的蔬菜表面农药残留的检测方 (3)乐果乳油：有效成分含量为 40 ，采用纯净水配制 法势存必行。 成 1：20的溶剂。 日前，对农药残 留检测的现行方法大都耗时长、速度 (4)敌敌畏：有效成分含量为80 ，采用纯净水配制成 慢 ，检测费用高，而且是破坏性的检测。基于近红外一可见光 l：20的溶剂 。 谱分析的尤损检测具有快速、简便、绿色、在线检测等特点， 1．2 绿叶样品 用于农药残留尢l损检测有很大的实用价值。根据各地蔬菜市 在野外选取同一种类的绿色植物活体长势相似的若干绿 场的农药检测结果显示，农药污染较为严重 的有白菜，芹 叶，作为试验样品，实验前将全部实验样品用棉签蘸涂清水 菜、韭菜、油菜等叶菜类蔬菜 1]。本工作采用近红外一可见光 清洗表面污垢残留，待表面 自然干燥后，将样品随机分成 4 漫反射光纤传感技术，选取野外未经任何农药污染的绿色植 份 ，每份4O个样品，分别进行以下操作(均匀涂抹只针对全 物活体的叶子为载体，以常用农药为研究对象，开展了近红 部样品的叶子的下半部分 ；上半部分不做任何处理，用于作 外 可见光谱技术的蔬菜中的农药残留的快速检测识别方法 为参考背景)。 的探索性研究，为实现对蔬菜表面农药残留的无损快速检测 (1)第一份样品均匀涂抹 1：20浓