[发明专利]一种基于太赫兹光谱的定性检测茶叶中农药残留的方法

说明书

本发明公开了一种基于太赫兹光谱的定性检测茶叶中农药残留的方法，包括以下步骤：(1)样品的制备：取干燥的茶叶样品粉碎成粉末后制成薄片；(2)光谱测量：通过太赫兹时域光谱仪测量所述步骤(1)制备的样品的时域光谱，并对时域光谱做傅里叶变换计算，得到样品的吸收系数光谱，然后对吸收系数光谱进行小波去噪和基线校正；(3)定性检测：将主成分分析和密度峰聚类算法结合，对经过小波去噪和基线校正后的样品太赫兹光谱进行分析，获得茶叶中农药残留的定性检测结果。本发明的方法无需对样品进行数据集划分和人工标注，减少了人工干预，有利于实现自动检测。

技术领域

本发明涉及农作物中农药的检测方法，更具体地说，涉及一种基于太赫兹光谱的定性检测茶叶中农药残留的方法。

背景技术

农药是用于防治危害农作物病虫害、杂草以及其他有害生物的药物总称。在二战之前，用于农业生产的农药分为两大类：一类是含砷或是含硫、铅、铜等的无机物，另一类是除虫菊酯、尼古丁等从植物中得到的有机物。二战期间，人工合成有机农药得到了快速的发展，并迅速普及使用。截止至目前，人工合成有机农药多达1000多种，它们被用在杀虫、杀菌和除草等方面。随着现代农业技术的发展，农药在农业生产中发挥着非常重要的作用。以谷物作物为例，据统计，全球每年因病虫害而造成的谷物生产损失高达20％-30％。此外，与不进行病虫害防治相比，使用农药对病虫害进行防治的农作物产量普遍提高。在对农作物进行优质品种培育和栽培方法改良等实践时，也离不开农药的辅助。然而，由于农药的大规模使用，农药残留的问题也随之出现。

早在2004年9月，联合国粮食及农业组织曾发出警告，发展中国家在农业生产中普遍存在过量使用农药的现象，由此产生的农药残留问题对人类和环境造成巨大的威胁。特别是在亚洲、拉丁美洲、中东、非洲和东欧，这些地区农药残留情况尤为突出。目前，我国是全球第一农药消费国，平均每亩用药约1公斤，远高于发达国家的农药施用量。为了防止农药残留对公众的健康造成危害，世界贸易组织各成员国通过秘书处发出涉及农药管理措施和限量标准的通报超过950余项。与此同时，我国也相继出台了一系列的法律法规，如《中华人民共和国食品安全法》、《中华人民共和国农产品质量安全法》、《中华人民共和国农药管理条例》等。2014年农业部与卫生部联合发布了食品安全国家标准GB2763-2014。这一国家标准在2016年被废除，取而代之的是更为严格的食品安全国家标准GB2763-2016。《中华人民共和国食品安全法》也于2015年经过修订后，重新颁布实施。

色谱分析法是常用的农药残留检测方法，它可以达到很低的检测下限和获得很高的检测精度。但是，这类方法对待检测样品的预处理工作复杂，需要操作人员具有熟练的操作技能，无法进行快速检测。太赫兹辐射是一种在自然界广泛存在的电磁辐射。通常所说的太赫兹辐射频率在0.1THz-10THz，其在电磁波谱中位于红外和微波之间。研究发现，很多的分子，特别是有机分子，它们的转动和振动的光谱都落在在太赫兹波段，这一波段却包含有大量的光谱特征。因此，使用太赫兹辐射可以实现对物质成分检测，进而应用在物质鉴别和食品安全等场合。