[发明专利]一种基于GPS定位的污染土壤修复系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于GPS自动定位的土壤重金属修复系统，包括行走机构，行走机构上依次设有掘进装置、破碎装置、搅拌装置、输液装置、主控制系统和定位导航系统，可实现对污染土壤的自动采样和在线检测，并根据检测结果预先规划好行进路线以及修复处方图，行进过程中由定位导航装置实时获取小车的位置信息，并反馈至主控制系统内与路线图以及修复处方图进行匹配，自动调整小车的运动状态、掘进深度以及施药量，实现不同污染程度的土壤的变量修复。该土壤修复系统集土壤样品采集、土壤修复于一体，且自动化程度高，可减少污染土壤对操作人员的危害，提高效率，该系统可应用于大规模工程，实现各种污染场地的高效、快速修复。

技术领域

本发明属于土壤修复领域，具体涉及一种重金属污染土壤自动化修复系统及方法，尤其涉及一种可自动定位与变量修复的重金属污染土壤原位修复小车及方法。

背景技术

重金属污染已成为备受关注的全球性环境污染问题之一，我国重金属污染也十分严重。农业土地的污染，会造成生产的粮食的污染；农业部环保监测系统曾对全国24省、市320个严重污染区8223万亩土壤调查发现大田类农产品超标面积占污染区农田面积的20％，其中重金属超标占污染土壤和农作物的80％。

土壤重金属污染治理和修复主要从两方面着手：（1）活化作用：增加重金属的溶解性和迁移性，去除重金属；（2）钝化作用：改变重金属在土壤中的存在形态，降低重金属的迁移性和生物有效性。钝化的方法处理重金属污染土壤得到了广泛的应用，其主要原理是将适量重金属稳定化药剂与污染土壤混合均匀，使土壤中的重金属与稳定化药剂发生反应，提高重金属的稳定性，降低重金属的水溶性、扩散性以及生物有效性，从而减轻其危害。现有技术分为原位修复和异位修复，异位修复需要将土壤挖掘并运输到其他地方集中治理，工序复杂且工程投资大、易破坏土壤结构的问题，且易增加对操作者的潜在危害，不适用于大面积污染土壤修复。

原位修复的方法存在药剂与土壤混合不充分，不能深入土壤治理的缺点，且通常使用人工施加的模式，该方式效率低下、劳动强度大、药剂投加量无法控制、药剂投加不均匀、工作不连续，同时实际污染情况不一样，现有技术难以实现变量修复，导致药品浪费，土壤修复效果差。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种自动化程度高的重金属污染土壤原位修复系统，免去土壤运输步骤和填埋步骤，减少人力劳动，同时能实现智能变量修复，根据污染区域的实际情况来规划差别作业，由定位导航系统来引导实施，并能及时反馈修复系统的状态以便调整。土壤受污染程度存在明显的差别是变量施药修复的出发点和依据。

（二）技术方案

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于GPS自动定位的土壤重金属修复装置，包括主控制系统、行走机构、姿态传感器、车架、动作机构、土壤采样器、输液装置、压力传感器和定位导航系统，可预先规划修复装置的采样路线和修复路线图，由导航实施完成污染土壤的采样和检测工作，根据检测结果得出修复处方图，再由定位导航系统引导动作机构和输液装置进行土壤挖掘、破碎、施药、搅拌，从而实现不同污染程度的土壤的变量修复。

所述车架固定在行走机构上方，姿态传感器固定在行走机构或车架上，输液装置、定位导航系统和主控制系统固定在车架上，压力传感器固定在输液装置底端，动作机构、土壤采样器固定于车架底端，所述定位导航系统、

姿态传感器、压力传感器、土壤采样器的输出端分别连接主控制系统的第一至四输入端，所述主控制系统的第一至三输出端分别连接行走机构、动作机构、土壤采样器的输入端，第四输出端连接输液装置的输入端；

所述定位导航系统用于获得第一信号，所述姿态传感器用于获得第二信号，所述压力传感器用于获得第三信号，所述土壤采样器用于获得第四信号，所述主控制系统用于根据所述第一至四信号用于获得第一至五控制信号；