本文關(guān)鍵詞： 太赫茲時(shí)域光譜 土壤重金屬 檢測 鉛 偏最小二乘法 遺傳算法　出處：《農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)》2016年S1期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：探索應(yīng)用太赫茲時(shí)域光譜用于農(nóng)田土壤重金屬含量檢測的機(jī)理和可行性,嘗試發(fā)展一種新的檢測方法和手段。研究了樣品制備測量方法,確定了最佳的制備參數(shù)為:聚乙烯樣品盒尺寸為35 mm×3.5 mm×35 mm,中間空隙1.5 mm;壓片法樣品質(zhì)量220 mg,2.5 t壓力;分別制作一定濃度梯度(30~900 mg/kg)的含鉛土壤樣品30組,使用Z-2型太赫茲時(shí)域光譜儀采集相應(yīng)的土壤樣品太赫茲透射光譜數(shù)據(jù),對光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,包括平滑處理、多元散射校正、基線校正,采用全譜-偏最小二乘法、區(qū)間-偏最小二乘法和遺傳算法-偏最小二乘法建立土壤樣品中重金屬元素鉛含量的定標(biāo)模型并對預(yù)測集樣本進(jìn)行預(yù)測。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,采用樣品盒法制作土壤樣品并且基于遺傳算法進(jìn)行特征波段選擇、結(jié)合偏最小二乘法的建模效果最佳,含重金屬鉛的土壤樣本模型的標(biāo)定集和預(yù)測集的相關(guān)系數(shù)分別為0.86和0.81,標(biāo)定均方根誤差和預(yù)測均方根誤差分別為23.55 mg/kg和39.52 mg/kg。本研究通過分析土壤樣品的太赫茲透射光譜吸收系數(shù)與重金屬元素鉛含量的相關(guān)關(guān)系,建立了較好的預(yù)測模型。
[Abstract]:To explore the mechanism and feasibility of using terahertz time-domain spectroscopy (THz) to detect heavy metal content in farmland soil, and to develop a new method and method for the determination of heavy metals in farmland soil. The optimum preparation parameters were determined as follows: the size of polyethylene sample box was 35 mm 脳 3.5 mm 脳 35 mm, the middle void was 1.5 mm; the pressure of the sample was 220 mg / m ~ (2.5 t) by pressing method; and the 30 groups of leaded soil samples with a certain concentration gradient of 30 ~ 900 mg 路kg ~ (-1) were made respectively. The THz transmission spectrum data of soil samples were collected by Z-2 terahertz time-domain spectrometer. The spectral data were preprocessed, including smoothing, multivariate scattering correction, baseline correction, full spectrum partial least square method. Interval-partial least square method and genetic algorithm-partial least squares method are used to establish calibration models of heavy metal lead content in soil samples and to predict the samples of heavy metal elements in soil samples. The method of sample box is used to make soil sample and the characteristic band is selected based on genetic algorithm, and the modeling effect of partial least square method is the best. The correlation coefficients of calibration set and prediction set of soil sample model containing heavy metal lead were 0.86 and 0.81, respectively, and the calibration root mean square error and predicted root mean square error were 23.55 mg/kg and 39.52 mg / kg 路kg respectively. In this study, terahertz permeability of soil samples was analyzed. The correlation between the absorption coefficient of emission spectrum and the lead content of heavy metal elements, A better prediction model is established.
【作者單位】： 北京農(nóng)業(yè)智能裝備技術(shù)研究中心;農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)信息技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;北京農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心;
【基金】：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31301237) 北京市自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(6132009) 北京市農(nóng)林科學(xué)院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項(xiàng)目(KJCXPT2016-04);北京市農(nóng)林科學(xué)院級創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目(JNKYT201604)
【分類號】：X833

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本文編號：1525387