基于tds技术手持农药残留检测仪的价值

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1、基于trHZ-TDS技术的手持农药残留检测仪的价值摘要：太赫兹时域光谱(trHZ-TDS)技术是近年来涌现出来的崭新的光谱测量新技术．本研究提出了一种基于THz·TDS技术农药残留检测方法，并以灭多威和乙氧氟草醚两种农药作为实验介质证明此方法的可行性．应用太赫兹时域光谱系统测得了这两种农药的时域光谱信号，利用基于菲涅尔公武的数据处理模型得到了它们在THz波段的折射率谱和吸收系数谱．从实验结果可以看出手持农药残留检测仪NY-1D，测试两种农药在0．2—2．0THz范围内存在明显的特征吸收峰，且差别很大．经分析认为这些吸收蜂是由分子的集体振动模式以及分子问相互作用引起，它们是

2、农药分子的指纹吸收光谱，可以应用于分子识别中．本研究证明了THz—TDS技术应用于农药残留检测的可行性，表明其在农药残留检测中具有潜在的应用价值。引言现代农业使用农药的量很大，品种繁多，地域分布范围广．农药的大量使用给人类健康和生态环境均造成了非常严重的后果，据不完全统计，每年我国因为农药使用而污染的农田有数万顷，直接造成损失可达几个亿甚至更多．因此，快速准确地进行农药残留检测，控制和指导农药的使用已成为刻不容缓的任务，目前农药残留的测定方法主要有气相色谱法和酶抑制法．气相色谱法结果准确，但是对操作人员要求高，且前处理过程复杂、检测时间长、无法实现在线检测．酶抑制法可应用

3、于有机磷和氨基甲酸酯类农药残留的快速测定，但该方法的灵敏度不高，受环境影响大，容易出现漏检和误检现象啦。寻找新的快速、简便、准确和定性定量的农药残留检测方法是当前亟待解决的问题．手持农药残留检测仪NY-1D：THz时域光谱技术是近年来涌现出来的远红外光谱检测新技术．THz时域光谱系统(THz-TDS)的样品制备简单，能够避免色谱等技术中复杂的前处理过程．THz—TDS系统采用的光电取样探测技术是一种相干探测技术，能直接测量THz电场完整的幅度和相位信息，而不仅仅测量THz电场的强度信息，这样无需借助于Kromers—Kronig关系即可获得样品的吸收系数和折射率；同时电光

4、探测技术还使THz波对黑体辐射(热背景)不敏感，因此系统具有非常高的信噪比(可达10呻)pJ．THz．TDS系统可以实现物质的快速检测，只需几十秒即可得到样品的THz光谱．此外，THz波能量低(ITHz能量约为4．1mev)，对生物分子等来说是一种安全的射线L4．THz波独有的特殊性质，使其在DNA无标记检测J、氨基酸与蛋白质分析[4，8J、农产品品质分析一J以及毒品和爆炸物等危险品的识别¨驯等很多方面都取得了一定进展．然而，到目前为止，太赫兹波技术在农药残留检测方面的应用还处于探索阶段，在这一领域还需要做大量的研究工作，但首要且最关键的是验证THz技术应用于农药残留检测

5、的可行性。本文拟利用THz—TDS系统测量两种农药对THz波的光谱响应，探索THz技术在农药分子识别和残留检测中的可行性．选用灭多威和乙氧氟草醚作为实验样品，利用THz．TDS系统研究了它们在THz波段的光学性质．其中灭多威属于氨基甲酸酯类杀虫剂，是内吸广谱杀虫剂，具有触杀和胃毒作用，具有一定的杀卵效果，而且在对有机磷农药已经产生抗性的害虫的防治中也有较好效果．乙氧氟草醚是一种高效、低毒、低残留、水旱田间用、广谱苗前苗后触杀型除草剂，可广泛用于水稻、大豆、油菜等很多作物中防除多种季节性阔叶杂草和禾本科杂草．这两种农药在使用过程中对土壤和生态环境均造成很大危害和影响，直接或

6、间接地对人的生命健康造成威胁．1实验部分1．1实验装置实验仪器：NY-1D手持农药残留检测仪（托普仪器）见图1技术特点：1.要用于果、蔬、茶、粮食中有机磷和氨基甲酸酯类农药的快速检测。2.具有检测数据存储和上传的功能,可随时储存检验结果,通过通讯接口上传到管理计算机,并可在管理计算机上设置测定仪的参数.如图l所示为实验所用的THz．TDS系统，对系统的详细描述参见文献[4]．实验在室温下(约294K)进行，为减少空气中水分对THz波的吸收并提高信噪比，将THz光路罩在充有氮气的箱体内(图1中虚线框)，箱内相对湿度约为3．0％图1THz-TDS实验装置图农药材料：灭多威和乙

7、氧氟草醚由山东华阳农药集团提供，分别是98％和96％的原药．样品采用粉末压片的方法制备，在真空干燥箱中稍加干燥后用20Mpa的压力将样品压成直径为13ram，厚度约为1．2mm的圆盘形薄片．试片结构均匀，前后表面保持平行，以减少试片与THz波作用过程中多重反射的影响．将样品片置于THz波焦点处测量时域波形，对时域波形作傅里叶变换可以得到其频域谱．2数据处理本文采用Timo出y【113和Dubillaret【121提出的基于菲涅尔公式的数据处理模型处理数据．一般地，物质的复折射率冠(∞)=n(山)一瓜(∞)可以用来描述其宏观光学