基于NIR-PLS的土壤碳含量预测模型研究

以东北小兴安岭林区带岭林业局东方红林场的土壤为研究对象,对120个土壤样品近红外光谱做去噪、Savitzky-Golay平滑和多元散射校正预处理,利用偏最小二乘（PLS）法建立关于土壤碳含量和吸光度之间的定量分析模型,并进行模型校、验证及部分预测集样品碳含量预测.结果表明：主成分数为4时,模型最优.校正模型的决定系数R2和均方根误差（RMSE）分别为0.784和5.752;验证模型的决定系数R2和均方根误差（RMSE）分别为0.621和7.521,预测集样品的实测值和预测值的决定系数R2达到0.735,均方根误差RMSE为7.202,预测标准差SEP为10.356.应用近红外技术可以实现对小兴安岭次生林土壤碳含量的有效预测,为大面积快速测定土壤碳含量提供理论依据与技术支撑,进而为林分土壤碳循环的相关研究提供新的思路.     

风化煤腐植酸增效尿素红外光谱分析

采用碱性混合活化剂处理风化煤,研制腐植酸添加剂,按不同比例添加到尿素熔融液中,采用模拟喷浆造粒的方法,制备3类增效尿素。通过风化煤与添加剂、尿素与增效尿素红外光谱特征对比发现:风化煤经过活化后,碳单键数量降低,碳链缩短,活性腐植酸HA类提取物出现活性官能团,FR类除单键数量减少和碳链缩短外,生成部分胺、酰胺结构;增效剂与尿素在反应过程中,出现了三键和累积双键破坏、稳定性复合物形成、碳链缩短、双键结构增加等变化,但不同类型增效剂对产品红外光谱特征影响存在差异。     

FTIR-NIR研究镉胁迫对构树试管幼苗生长的影响与机理

利用傅里叶转换漫反射红外光谱(FTIR)和近红外光谱(NIR)测定了构树幼苗在不同浓度镉胁迫下叶片的红外光谱,揭示了构树叶片中蛋白质、脂类等有机化合物合成对镉胁迫的生理响应。结果表明,构树幼苗在Cd胁迫下,鲜叶红边位置发生"蓝移"现象,红边蓝移程度与叶绿素含量呈正相关关系。近红外光谱的710 nm波长可作为是否受胁迫的红边位置界限。镉胁迫下构树幼苗的FTIR光谱3010 cm-1、1720 cm-1、1636 cm-1、1468 cm-1、892 cm-1处特征吸收峰强度随胁迫强度增加而增加,揭示了构树试管苗叶片通过合成更多的蛋白质、纤维素、羧酸以及部分酯类有机物来响应镉胁迫。FTIR-NIR光谱分析可用于植物对Cd胁迫的生理学研究,并可作为一种快捷方法应用于植物重金属污染监测。     

华南沿海近江牡蛎体中硫丹残留特征研究

为探讨种植业近年仍在使用的硫丹杀虫剂对沿岸海域的污染状况,以近江牡蛎(Crassostrea rivularis)作指示生物,用气相色谱-微电子捕获检测器测定其软组织中硫丹的含量(按μg·kg-1湿重计),分析硫丹含量的时空分布与组成特征。结果表明,华南沿岸海域牡蛎体中硫丹含量总体呈下降趋势,区域平均值相对高低依次为广东沿岸(2.13μg·kg-1湿重)海南沿岸(1.23μg·kg-1湿重)广西沿岸(0.76μg·kg-1湿重),且在23个观测站间存在不同程度的差异。按牡蛎体中硫丹异构体组成初步推测,近几年华南沿岸地区使用硫丹的可能性依次为广东广西海南岛。共观测样本115份,在检出硫丹的40份样本中,硫丹残留量在1.03~12.2μg·kg-1湿重程度范围内,其中2份略高于欧盟的限量,16份略超过日本的限量,但远低于澳大利亚、加拿大的限量和世界卫生组织评估的人体安全摄取量。     

基于偏最小二乘回归的玉米蛋白质含量鉴定

以10 000～4 000 cm-1波段的近红外光谱响应数据和常规生化方法检测的玉米蛋白质含量为样本数据,先对光谱响应数据进行小波去噪处理,并利用平滑技术对其降维,构建基于以光谱响应数据为输入、蛋白质含量为输出的偏最小二乘回归模型.仿真计算结果表明,利用偏最小二乘回归模型,可以较准确地预测玉米蛋白质含量,结合预测表达式回归系数和变量投影重要性指标VIP得到与蛋白质含量相关性较大的若干波段对应的光谱响应数据,模型在一定程度上揭示了蛋白质含量和光谱响应数据之间的数量关系.     

基于荧光光谱检测不同环境牛奶中维生素B_2含量研究

利用荧光光谱检测技术,对维生素B2纯溶液及牛奶荧光光谱特性进行了详细的对比研究,解释了荧光光谱产生的原因以及对应的荧光团。牛奶在300~610nm波段内有较强的荧光光谱,其中500~600nm波段内是维生素B2产生的。分析了不同环境对牛奶中维生素B2含量的影响,结果发现,牛奶中维生素B2在酸性环境下较稳定;在碱性条件下不稳定,易被分解破坏;对光敏感,对温度不敏感。因此,牛奶要避光保存。     

Phyllosticta capitalensis粉末菌剂对孔雀石绿染料的 吸附动力学分析

将富含多糖的内源真菌Phyllosticta capitalensis的粉末菌剂作为生物吸附剂,对孔雀石绿染料废水进行吸附处理.分别考察了粉末剂量、孔径大小、染料的初始浓度、pH值、背景离子强度和金属离子等因素对P.capitalensis粉末菌剂吸附孔雀石绿染液的影响.通过对实验数据进行吸附动力学和等温吸附模型的拟合,以及对吸附前后的吸附剂进行红外光谱扫描,探究P.capitalensis粉末菌剂对孔雀石绿染料的吸附机理.结果表明:粉末菌剂的最大单位吸附量为19.61 mg·g-1.当pH=6时吸附效果更佳,且在一定范围内粉末菌剂的粒径越大,染料浓度越高,吸附效果越好.而较高的离子强度与金属离子对P.capitalensis粉末菌剂吸附孔雀石绿溶液则起一定的抑制作用.动力学和等温吸附模型拟合分析表明该实验吸附过程符合准二级动力学吸附模型与Koble-Corrigan等温吸附模型,说明该吸附过程属于多层化学吸附,红外光谱扫描结果表明是粉末菌剂中的多糖羟基和羰基与染料发生反应.     

近红外光谱在乳制品成分快速检测方面的应用研究

阐述了近红外光谱技术的基本原理及特点、主要光谱预处理方法、定量定性分析方法及国内近红外光谱技术在牛奶及乳制品中的最新研究进展,对目前研究中存在的问题进行了分析,对以后的发展进行了展望,并提出了一些建议.     

畜禽粪便热解气体的红外光谱分析

为了解畜禽粪便热解过程析出气体的主要成分以及气体析出规律,该文在30℃/min的升温速率条件下进行了猪粪、牛粪、羊粪和鸡粪的热解试验,利用傅里叶变换红外光谱（FTIR）技术对热解过程中气体产物的排放特性进行了分析。试验结果表明,畜禽粪便气体产物主要在250～500℃析出,其主要成分为H2O,CO,CO2和CH4等,其中H2O、CO和CO2的析出峰为双峰,H2O和CO2均在350℃附近形成最大析出峰,H2O约在150℃形成第1个析出峰,CO2约在710℃附近形成的第2个析出峰,CO在350℃处形成第一个析出峰,其最大析出峰形成于710℃处左右,CH4析出特性为一单峰,在530℃附近形成最大峰值。该文研究结果为热解反应器的设计和优化提供参考。     

基于可见-近红外光谱技术的蜜源快速识别方法

蜂蜜蜜源决定了蜂蜜的药用价值。为了实现快速无损识别蜂蜜蜜源,提出了基于可见-近红外光谱技术结合机器学习的方法来实现蜂蜜蜜源的快速无损识别。该研究采集来自4个蜜源共232份蜂蜜样本光谱数据,随机选取其中212个样本用来构建分类器,剩余20个样本进行分类器泛化学习能力的检验评估。光谱数据预处理采用基线校正,数据标准化和平滑消除干扰和噪声。基于一对多分类规则,采用主成分分析结合贝叶斯线性判别构造线性多分类器,并就分类效果和泛化学习能力与前向神经网络器构成的非线性分类器进行比较。结果表明：基于主成分分析结合贝叶斯线性判别构造的多分类器分类正确率为91.95%,前向神经网络的分类正确率为100%。该研究也表明应用可见-近红外技术对蜂蜜蜜源进行快速分类是可行的。