近红外光谱对水中毒死蜱的残留分析

1、近红外光谱对水中毒死蜱的残留分析【摘要】目的建立一种快速高效测定水中毒死蜱含量的方法。方法采用近红外光谱法检测，近红外光谱的检测范围125004000-1，分辨率4-1，扫描次数64次。结果偏最小二乘回归在64475448-1范围内进展分析，检测浓度范围10125ng/l,，预测相关系数为99.59%，预测均方根误差为2.29。结论近红外光谱分析技术可用于农药毒死蜱的残留分析。【关键词】毒死蜱；近红外光谱；偏最小二乘回归毒死蜱hlrpyrifs，是美国陶氏化学公司开发研制出来的一种高效、广谱，中等毒性的有机磷杀虫、杀螨剂，并获得专利(USP3244586)1。毒死蜱能抑制人体胆碱酯酶的活性，蓄

2、积于神经系统后可导致恶心、头晕、甚至神志不清，高浓度暴露可造成呼吸麻木和死亡。毒死蜱在许多国家被广泛应用，反复使用可使毒死蜱经由土壤渗入地下水中，而毒死蜱在水体中较稳定2，消解较慢，农业灌溉区附近的河水中常可检测出毒死蜱3。假如这样的地下水用于饮用，那么有必要对毒死蜱的浓度进展监测。毒死蜱的含量分析常用气相色谱4，HPL5以及G-S6等方法，但传统的分析方法前处理时间长，且需消耗大量的溶剂。本实验采用近红外光谱分析法对水中毒死蜱在近红外区域的特征吸收进展研究，得到其特征吸收的波段范围，并在此根底上采用偏最小二乘算法(PLS)，建立近红外光谱与水中毒死蜱含量的数学模型，从而快速准确测定水中残留毒

3、死蜱的含量。1仪器与试剂1.1仪器BrukerPAFT-NIR(BrukerptisIn.)光谱仪，检测器为InGaAs检测器，光程池1石英池：1光程，光谱采集和分析软件采用PUS5.0。1.2试剂毒死蜱，纯度99.5%中华人民共和国农业部农药检定所。毒死蜱的储藏液为100g/l。2方法2.1样品制备本实验把标准物质毒死蜱溶液稀释后得到的标液作为建模集和验证集样本。将毒死蜱标准溶液准确参加到空白水样中，配制毒死蜱浓度从10125ng/l共48个样品。样品被随机分成29个训练集和19个预测集。2.2近红外光谱的采集近红外光谱的检测范围125004000-1，分辨率4-1，扫描次数64次。测定中使

4、用石英样品池光程1，空池扫描作为背景，每次测量前用样品溶液对石英样品池润洗3次，检测器为InGaAs检测器。2.3数据分析所有的数据分析都是利用atlab6.5软件完成的。3结果3.1波数范围的选择近红外光谱的谱带严重重叠，因此必须采用化学计量学的方法对其进展分析。实验中采用最大最小归一化作为光谱的预处理方法，采用偏最小二乘回归方法进展回归分析。从图1中可以看到在7000-1和5000-1处有两个强烈的吸收峰，这两个峰为水在近红外区域的吸收峰。近红外光谱中化合物中的H,H和NH的伸缩振动出如今50004000-1处，75005448-1处为X-H基团的一级倍频吸收区，但是这两个光谱区的信号都比

5、拟弱，而且很容易被水的强吸收峰掩盖。从图1中我们可以看到，只有64475448-1波段为毒死蜱的特征吸收峰，sbrne7等研究发现含磷基团大约在5421-1处有特征吸收峰，而此区域水根本没有任何的吸收。由于同一基团采用不同的仪器进展分析或者同一基团在不同化合物构造中在近红外光谱中的光谱位置会产生差异，因此本实验中含磷基团的特征峰在5448-1波数处。因此最终选择64475448-1光谱范围进展计算。由于水的强吸收，光程不能太长，否那么，样品的吸收会到达饱和，影响结果的准确性，因此本实验选用了1的比色皿。3.2偏最小二乘(PLS)回归模型的建立偏最小二乘回归用来建立校正模型，在PLS的应用中，我

6、们知道光谱的范围及因子的个数是非常重要的。所使用的因子数是由交互验证方法来决定的，最优的因子数能得到最小的RSEV。因此RSEV是一个非常好的因子数选择指标。图2显示了样本在64475448-1波段因子数与RSEV的函数图。因子数增加到7时，RSEV开场增加。这种增加趋势说明由于引入了与水杨酸钠无关的因子，模型已经产生过拟合，因此选择的最优因子数为6。其它的最优因子数用同样的方法来确定。我们对48个样品采用近红外光谱分析，浓度范围为10125ng/l，最优的RSEV29个样本组成校正集，保证模型具有较宽的浓度范围为2.44，最优的RSEP19个样本作为预测集为2.29。图3a-b为实际浓度和预

7、测浓度。从结果中可以看到，用近红外光谱分析水中农药残留毒死蜱是可行的。转贴于论文联盟.ll.3.3方法学验证3.3.1线性范围将校正集的近红外方法测定结果与真实值作相关性比拟，R=0.9991，说明毒死蜱在浓度为10125ng/l的范围内线性良好。3.3.2准确度预测集的平均回收率为98.69，说明本方法准确度良好。3.3.3精细度将浓度为50ng/l的毒死蜱样品，连续测定5次，计算重复性，RSD为1.48，连续测定5天，计算中间精细度，RSD为2.82。3.3.4耐用性将浓度为50ng/l的毒死蜱样品，进展耐用性检查：不同操作者进展测定，计算RSD为2.20；温度在1530时测定，计算RSD

8、为2.07；说明本模型的耐用性较好。在实际操作过程中，一般保持条件恒定，可使误差更校4结论通过实验可以发现，选择适宜的光谱范围，即如何从全部波数中选对预测最有效的波数范围，可进步建模光谱数据的有效性。同时，因子数的选择对建模也起到决定性的作用，所选择的因子范围应是包含待测成分信息量最大、受背景干扰最小的因子。研究说明，选择适宜的光谱范围和因子数可使数学模型得到更接近实际值的结果。通过近红外光谱对低浓度成分毒死蜱进展定量分析，采用不同的前处理方法，选择特征谱段，以偏最小二乘回归进展分析，水中痕量农药毒死蜱检测浓度范围在10125ng/l时，线性关系良好，为近红外光谱无损测定低浓度成分的含量作了初

9、步探究。【参考文献】1ATSDR(AgenyfrTxiSubstanesandDiseaseRegistry).TxilgialPrfilefrhlrpyrifsP.U.S.DepartentfHealthHuanServies,PubliHealthServie,Atlanta,GA,1997.2DurikS.E.,lletteT.Degradatinfhrpyrifsinhlrineslutins:pathays,kinetis,anddelingJ.EnvirnentalSeieneTehnlgy,2022,40:546.3GruberSJ,unnD.rganphsphateandarbaateinsetiidesinhlinesterase(HE)inhibitininnarp(ypriansarpi)ntaJ.Txil,1998,35:391.4董丽华，董玉莲,固相萃取-气相色谱法测定水中毒死蜱J.分析测试技术与仪器,2022，141：30.5孟春校，三唑磷、毒死蜱混剂的高效液相色谱分析J.浙江化工，2002，16.6李萍,闫永利，王