蔬菜中农药残留检测系统设计参考资料
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- 蔬菜中农药残留检测系统设计参考资料 论文第1章 绪 论 1
1.1农药残留检测的意义 1
1.2农药残留检测技术的现状 2
1.3光电检测技术 4
1.4 农药残留发展趋势 4
第2章 荧光光谱技术检测农药残留的理论分析 5
2.1光电检测系统的基本构成 5
2.2 荧光产生原理 5
2.2.1 荧光的产生 6
2.2.2 荧光的激发光谱和发射光谱 6
2.3 常用的荧光光谱技术检测方法 7
2.3.1 直接测定法 7
2.3.2 间接测定法 8
2.4 影响荧光光谱技术的因素 9
2.5光电探测器件的基本原理 11
2.6硅光电二极管 11
2.6.1硅光电二极管的等效电路 11
2.6.2光电二极管的工作模式 11
第3章 光电检测系统设计 13
3.1光电检测系统基本框图 13
3.2前置放大电路 14
3.2.1基本电路分析 14
3.2.2前置放大电路的设计 14
3.3二级放大电路设计 16
3.4滤波电路设计 18
3.5检测电路硬件设计 19
3.6单片机控制电路 20
3.6.1单片机处理系统的方案设计 20
3.6.2硬件电路设计 21
3.6.3单片机系统接口电路 25
3.7系统供电电压源模块设计 26
3.8软件设计 28
总结 29
致 谢 30
参考文献 31
附录一 32
附录二 35
第1章 绪 论
1.1农药残留检测的意义
人类在长期从事的农业生产实践活动中，积累、发展并丰富了应用化学药品与农作物病、虫、草、鼠害作斗争的经验。这些化学药品就是农药。远在公元以前就开始了对农药的使用，古希腊人为防止生病记载了用硫磺熏蒸杀虫的方法；中国远在3000年前也有用草木灰杀虫、草熏杀蠡虫的记录。随着农业技术的发展，化学农药的种类和用途也在不断增加，是防治病虫草鼠害的主要手段，对农业的产前防治至产后增产有极其重要的作用。在农作物使用农药以后，绝大部分的农药会在大自然的自我修复中或是降解，或是转化；但在农作物及生态环境中，由于缓慢降解、长期累积等原因会有极少量的农药剩余。农田施用农药后，微量的农药、有毒代谢降解物以及杂质仍然滞留于农产品以及生态环境中，这些有毒物质统称为农药残留。长期食用含有残留农药的农作物会影响人体的健康，并且由农药残留引起的环境问题和进出口过程中“绿色壁垒”问题也引起了国际社会的高度重视。为此，农药现在已成为世界上环境污染源之一[1]。
农药是一把双刃剑。一方面，农药能够提高粮食产量，推动农业经济发展，还能为全国乃至世界提供食物供给。据统计，每年我国都会发生病虫害事件，发生的面积约为4亿公顷，防治面积则约为4.5亿公顷，而因施用农药挽回了粮食5800万吨、蔬菜5000万吨、棉花155万吨、油料240万吨、水果600万吨。由此看出对人类的发展，农药有着重大的贡献[2]。另一方面，由于大量而广泛的使用农药，长期摄食带有残留农药的食物会极大的损坏人体健康，如导致身体免疫力下降，可促使人体细胞发生癌变，加重肝脏负担，导致畸形等；还会对环境造成严重污染，如直接污染农作物，恶化环境质量、污染水环境、污染土壤、减少物种、破坏生态平衡等；在经济上也造成重大损失，农药残留问题是重大的公共卫生和政治经济问题，它不仅关系到国民的身体健康和生命安全，还影响到社会的稳定性，同时，在世界经济一体化进程逐渐加速的今天，农药残留问题更是关系到出口贸易和国际关系的大事。农药残留严重威胁着人类健康、生态环境以及经济问题。
农药残留指的是农药使用后残存在生物、农产品以及生态环境中的农药原体、代谢物、降解物和杂质的总称，通常把残存的数量称为残留量。在通常情况下主要是指农药原体的残留量和其代谢物、降解物的残留量，具体大小与多种因素有关。农药残留带来了水、食物以及生态环境各方面的污染，时刻危害着人们的身体健康与生命安全。进入21世纪以来，随着人们生活水平和环保意识的提高，以及进入WTO以后农产品农药含量超标引起的贸易壁垒问题，如何切实有效地控制、监测农药残留已成为人们非常关心的问题，也引起了政府的高度重视。
制定法律法规健全农药残留的检测评价机制，加强对农药的监督和检测工作；改进病虫害的防治方式；开发新的农药替代品；时时关注我国农药残留的污染现状，及时掌握国际上研究农药残留的新动态，尽快的做出应对的方案。
及时检测农药残留的方法和仪器是十分重要的，研究农药残留的检测技术、检测方法和检测设备，是提高检测农药残留的重要措施之一。光电检测技术是一种简单快捷、高灵敏度、较好选择性的方法，能够提供复杂的物质样品中微量及痕量物质分析的手段。快速的检测蔬菜水果中农药残留的含量，从而保护人体健康、保护环境，以及保证我国农产品高质量进入国际市场。
1.2农药残留检测技术的现状
现有的农药残留检测方法主要有气相色谱法、高效液相色谱法、气-质联用(GC-MS)和液-质联用(HPLC-MS)、化学发光法、免疫法等。
（1）气相色谱法(GC)
气相色谱法以惰性气体（一般称为载气，根据监测器不同而采用 N2、H2 、He 、Ar 等）为流动相，是一种化学物理方法。被分离农药无论是液体还是固体，无论是有机物还是无机物，只要这些农药在气相色谱仪所能达到的工作温度下“气化”，而且不易发生分解，原则上均可用气相色谱法。气相色谱法作为一种传统经典的农药残留检测方法，具有较强的分离能力，较高的灵敏度以及应用广泛等优点。目前，农药残留检测70％采用气相色谱法进行。针对样品分析复杂、农药含量低，大多数有机磷农药挥发性高、热稳定性差的特征，想要准确地检测农药含量，就必须用灵敏度高、选择性好的方法来保证，因此，气相色谱法是首选的方法。有机磷农药分析在试剂中比较频繁使用的检测器主要有NPD、FPD和MS。但是气相色谱法不适合用于热不稳定性化合物的检测，并且存在着仪器价格昂贵、样品前处理时间长、技术难度大等缺点。
Steven J. Lehotay等人采用气相色谱、离子阱质谱对水果蔬菜中的144种农药残留量进行了分析[3]；Martijin K. van der Lee等人建立了动物饲料中100种以上农药的气相色谱-飞行时间质谱分析法。李云飞、彭云霞等人采用气相色谱-质谱联用仪对水果蔬菜中12种农药进行定性分析和定量分析。...
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