[发明专利]一种土壤重金属离子浓度自动检测及修复方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种自动检测方法，尤其涉及一种土壤重金属离子浓度自动检测及修复方法，属于自动测量领域。

背景技术

随着工业化进程的不断加快和人口的持续增长，铅、铜、锌等重金属污染已成为全球性的问题。人类对重金属的开采、冶炼、加工及商业制造活动的日益增多，由意外泄露非法排放等原因引起的突发性水质重金属污染事故时有发生。重金属具有毒性大，在环境中不易被代谢，容易被生物富集并有生物放大效应等特点，不但会污染水环境，也会严重威胁人类和水生物的生存，有效准确的检测重金属浓度尤为重要。

农用土壤是受人类活动强烈影响的一类特殊土壤，其环境质量与人们的身体健康密切相关。土壤污染源主要来自工业“三废”和农药、化肥的大量使用，污染物可通过灌溉水进人土壤，也可通过大气污染、空中的颗粒物(含重金属和致癌物质等)干湿沉降造成土壤污染，随着时间的推移，农田表层土壤铅、铜、锌等重金属含量有增加的趋势。由于农作物的吸收作用，重金属元素从土壤中迁移转化到农作物根茎叶及果实中去，从而连带造成农作物的重金属污染，危及人们的健康水平。因此，如何快速而又简便地实现蔬菜生产基地土壤重金属含量的在线测量成为了一个至关重要的现实问题。

例如申请号为“201320688736.3”的一种区域水环境重金属监测系统，该系统包括监测管理系统和经GPRS与之相联的多个监测终端。监测管理系统中心处理器连接数据收发、数据分析处理和数据库管理模块，还连接显示器/用户终端，数据收发模块连接存储各监测终端的GPS、GIS以及相关重金属浓度的数据库。各监测终端的主控模块包括嵌入式处理器及时钟和GPRS子模块，检测模块包括温度传感器和重金属电化学传感器阵列。运行时监测终端所测水环境的温度和重金属浓度发送到监测管理系统存储并显示。数据分析处理模块将其与标准值和历史数据对比，当为污染水质或某种重金属浓度突升则报警。该系统在检测精度和方式上有待进一步提升。

又如申请号为“201410291064.1”的一种二次加样重金属离子浓度测试方法，包括如下步骤：对水样进行预处理；配制重金属离子浓度为Cs的标准样品溶液和电解液；电解槽中加入体积为V0的电解液，电解槽中加入体积为Vx的水样，从电流-电压曲线图a1上得到对应的峰高h1；电解液中加入体积为Vx的水样，从电流-电压曲线图a2上得到对应的峰高h2；电解槽中加入体积为Vs的标准样品，从电流-电压曲线图a3上得到对应的峰高h3；重金属离子浓度采用三点算法计算，得到重金属离子浓度Cx，并且计算平均误差。该发明解决峰高-浓度曲线不过坐标零点的问题，减少峰高-浓度曲线的非线性对测量结果的影响。该发明成本较高，操作复杂，在检测方式上有待进一步提升。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供了一种土壤重金属离子浓度自动检测及修复方法，能够实现对离子浓度的测量、显示和存储，进而达到治污的目的。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种土壤重金属离子浓度自动检测及修复方法，具体包含如下步骤：

步骤1，预设正常重金属离子浓度阈值参数；

步骤2，采用电化学传感器采集离子电极产生的电压信号，进而得出膜电势；

步骤3，根据膜电势的实际值即可得出离子浓度，同时通过显示单元实时显示，具体为：

EM=E0+RTZiFlogai;]]>

其中：其中：E_M为膜电势；R为气体常数；E₀为初始电势，T为绝对温度；F为法拉第常数；Z_i为离子电荷数；a_i为待测离子活度；

步骤4，将步骤3计算出的离子浓度与设定正常重金属浓度阈值进行对比，若超过正常浓度阈值，则控制报警单元发出警报，同时通过给土壤充电流，使土壤里的金属离子等向电极运输，然后对运输的金属离子进行集中收集处理。