Zeitschrift für Fernerkundung und GIS

Abstrakt

Eine Machbarkeitsstudie von NIR-Spektren zur Identifizierung von Schwermetallverunreinigungen in Reis rund um verlassene Absetzbecken: Eine Fallstudie im Landkreis Guiyang in Südchina

Ren Hongyan, Zhuang Dafang, Yang Junxing und Yu Xinfang

Der Schutz der Bevölkerung vor Schwermetallkontamination ist ein wichtiges Anliegen der öffentlichen Gesundheit und ein großes nationales Umweltproblem in China. Ziel dieser Studie ist es, die Durchführbarkeit der Nahinfrarot-Spektraltechnik (NIR) zur Ermittlung der Schwermetallkonzentration (HMC) in Grobrei zu untersuchen. 28 Reisproben wurden von Ackerland rund um vier Absetzbecken im südchinesischen Kreis Guiyang gesammelt und anschließend durch ein 2 mm großes Kunststoffsieb gesiebt, um im Labor spektrale Messungen durchzuführen und Protein, Blei (Pb) und Kupfer (Cu) zu bestimmen. Vor der Konstruktion der PLSR-Modelle (Partial Least Square Regression) zur Vorhersage der Schwermetallkonzentration wurden alle Spektraldaten mit einigen Methoden behandelt, darunter Logarithmus (Log), Basiskorrektur (BC), Standardnormalvariable (SNV), Mehrfachstreukorrektur (MSC), erste Ableitungen (FD) und Kontinuumsentfernung (CR). Hinsichtlich der Anreicherungskoeffizienten (EC) war im Reis ein hoher Bleigehalt (17,05) akkumuliert. Die Beziehung zwischen Reis und Protein (P=0,77, r<0,01) ist signifikanter als die von Cu (P=0,67, r<0,01). Der Proteingehalt wurde vom MSC-PLSR-Modell mit einem höheren Determinationskoeffizienten (R2=0,51) und einem niedrigeren mittleren quadratischen Fehler (RMSE=0,17 %) gut vorhergesagt. MSC-PLSR-Modelle wurden jeweils für Pb (R2=0,49, RMSE=2,01 mg/kg) und Cu (R2=0,29, RMSE=0,75 mg/kg) erstellt. Es ist möglich, den Pb- und Cu-Gehalt in Reis mithilfe der NIR-Spektraltechnik zu bestimmen. Aufgrund der begrenzten Probenanzahl und der Partikelgrößenunterbrechung sollten jedoch weitere Untersuchungen zur Anwendung der Spektraltechnik zur Unterscheidung anderer Schwermetalle in Nutzpflanzen durchgeführt werden.