重金屬污染是我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)所面臨的一個嚴峻挑戰(zhàn)。作物作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié),是人類食物主要來源。一方面重金屬對作物產(chǎn)生毒害作用,影響其生長代謝;另一方面重金屬可經(jīng)過食物鏈進入人體,對人體的免疫系統(tǒng)和代謝系統(tǒng)造成干擾,引發(fā)基因突變、畸形和癌癥等嚴重疾病。農(nóng)田作物信息快速獲取是精準農(nóng)業(yè)重要內(nèi)容,快速獲取重金屬污染信息有利于監(jiān)測農(nóng)田污染情況,保證食品安全。作物重金屬傳統(tǒng)檢測方法通常需要大量的化學(xué)試劑、耗時費力,無法實現(xiàn)田間快速檢測。激光誘導(dǎo)擊穿光譜（LIBS）技術(shù)作為一種新型原子發(fā)射光譜技術(shù),具有樣品預(yù)處理簡單、檢測分析速度快、多元素同時分析等特點,能實現(xiàn)作物元素含量綠色分析。本研究以水稻為對象,圍繞作物重金屬含量快速檢測和提高LIBS技術(shù)測量精度和穩(wěn)定性等問題,結(jié)合數(shù)據(jù)預(yù)處理方法和建模方法,研究了水稻重金屬鉻不同脅迫時間和脅迫程度的快速診斷方法,建立了判別分析模型;采用樣品水分效應(yīng)去除方法、不同激光波長和雙脈沖信號增強技術(shù),構(gòu)建了水稻葉片鉻含量定量檢測模型,實現(xiàn)了水稻葉片鉻含量分布可視化,為作物重金屬脅迫程度快速診斷、作物重金屬含量快速檢測和防治調(diào)控、重金屬轉(zhuǎn)運機制研究提供了理論基礎(chǔ)和技... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：151 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
主要英文縮寫表
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 常用檢測技術(shù)
    1.3 LIBS技術(shù)簡介
        1.3.1 基本原理
        1.3.2 技術(shù)優(yōu)勢
        1.3.3 研究現(xiàn)狀
    1.4 LIBS技術(shù)作物重金屬檢測主要問題
    1.5 本研究的內(nèi)容和技術(shù)路線
    1.6 本章小結(jié)
第二章 材料與方法
    2.1 實驗材料
    2.2 實驗儀器
        2.2.1 激光器
        2.2.2 光譜儀
        2.2.4 樣品臺
        2.2.5 光路系統(tǒng)
        2.2.6 數(shù)字延時發(fā)生器
        2.2.7 附屬配件
    2.3 光譜預(yù)處理方法
        2.3.1 數(shù)據(jù)歸一化
        2.3.2 異常光譜剔除
        2.3.3 光譜平均
    2.4 光譜建模方法
        2.4.1 單變量建模方法
        2.4.2 多變量建模方法
    2.5 主要評價指標
    2.6 數(shù)據(jù)處理軟件
    2.7 本章小結(jié)
第三章 水稻重金屬脅迫程度快速診斷方法研究
    3.1 引言
    3.2 試驗設(shè)計與試驗樣本制備
        3.2.1 水稻樣本栽培
        3.2.2 水稻樣本制備
        3.2.3 光譜數(shù)據(jù)采集
    3.3 LIBS光譜預(yù)處理
        3.3.1 數(shù)據(jù)歸一化
        3.3.2 異常光譜剔除
        3.3.3 光譜平均
        3.3.4 樣本集劃分
    3.4 光譜特征分析
    3.5 水稻重金屬脅迫程度快速診斷方法
        3.5.1 PCA定性分析
        3.5.2 基于全譜的水稻重金屬脅迫程度快速診斷
        3.5.3 基于特征波長的水稻重金屬脅迫程度快速診斷
    3.6 本章小結(jié)
第四章 基于水分效應(yīng)去除的水稻鉻定量檢測方法研究
    4.1 引言
    4.2 試驗設(shè)計與方法
        4.2.1 水稻樣本栽培
        4.2.2 水稻樣本制備
        4.2.3 樣本含水率檢測
        4.2.4 光譜數(shù)據(jù)采集
        4.2.5 鉻參考值獲取
        4.2.6 光譜數(shù)據(jù)分析
        4.2.7 理論基礎(chǔ)
    4.3 水分效應(yīng)對信號影響研究
        4.3.1 水分效應(yīng)對光譜特征影響
        4.3.2 水分效應(yīng)對光譜穩(wěn)定性影響
        4.3.3 水分效應(yīng)對等離子體特性影響
    4.4 水分和LIBS光譜相關(guān)性研究
    4.5 水稻重金屬鉻定量檢測方法
    4.6 本章小結(jié)
第五章 基于532 nm和1064 nm波長的水稻鉻定量檢測方法研究
    5.1 引言
    5.2 試驗設(shè)計與試驗樣本制備
        5.2.1 水稻樣本栽培
        5.2.2 水稻樣本制備
        5.2.3 光譜數(shù)據(jù)采集
        5.2.4 鉻參考值獲取
        5.2.5 光譜數(shù)據(jù)分析
    5.3 光譜特性分析
    5.4 延時時間對譜線信號影響
    5.5 激光能量對譜線信號影響
    5.6 透鏡到樣本距離對譜線信號影響
    5.7 基于不同激光波長的水稻鉻定量檢測方法
    5.8 本章小結(jié)
第六章 基于雙脈沖信號增強技術(shù)的水稻鉻定量檢測方法研究
    6.1 引言
    6.2 試驗設(shè)計與試驗樣本制備
        6.2.1 水稻樣本栽培
        6.2.2 水稻樣本制備
        6.2.3 光譜數(shù)據(jù)采集
        6.2.4 鉻參考值獲取
        6.2.5 光譜數(shù)據(jù)分析
    6.3 基于共線雙脈沖信號增強技術(shù)的水稻重金屬鉻定量分析
        6.3.1 不同脈沖間隔時間的增強效果研究
        6.3.2 不同激光能量比值的增強效果研究
        6.3.3 單雙脈沖對譜線特征增強效果研究
        6.3.4 基于單雙脈沖的水稻鉻定量檢測方法
    6.4 基于正交雙脈沖信號增強技術(shù)的水稻鉻定量檢測方法
        6.4.1 不同脈沖間隔時間的增強效果研究
        6.4.2 不同激光能量比值的增強效果研究
        6.4.3 單雙脈沖對譜線特征增強效果研究
        6.4.4 基于單雙脈沖的水稻鉻定量檢測方法
    6.5 基于正交雙脈沖信號增強技術(shù)的水稻鉻可視化技術(shù)研究
    6.6 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論與展望
    7.1 主要結(jié)論
    7.2 主要創(chuàng)新點
    7.3 進一步展望
參考文獻
作者簡介



本文編號：2923155