[发明专利]土壤重金属能谱范围确定方法及装置

说明书

本发明公开一种土壤重金属能谱范围确定方法及装置，所确定出的土壤重金属能谱范围能够提高土壤重金属的X射线荧光光谱分析过程中建立的模型的预测性能。所述方法包括：S1、利用X射线荧光光谱仪对土壤样品进行检测，得到所述土壤样品的X射线荧光光谱，其中，所述土壤样品的多种重金属的含量值已标定；S2、引入二维相关光谱技术，以所述土壤样品中所述多种重金属的含量值的变化为外扰，利用所述土壤样品的X射线荧光光谱作二维相关同步光谱图，根据所述二维相关同步光谱图的特征峰位置的响应强度和相关系数大小确定所述多种重金属的能谱范围。

技术领域

本发明涉及农业与环境领域，具体涉及一种土壤重金属能谱范围确定方法及装置。

背景技术

近年来，工业“三废”的排放、化学农药及化肥的不合理使用等导致土壤重金属污染现象频频出现，严重影响到生态环境的平衡发展和农作物的正常生长。重金属在土壤中迁移范围小，很难被微生物分解，会随着食物链进入人体内，对人类的身体健康造成威胁。因此，快速检测土壤重金属含量，及时反馈重金属污染信息对于农业生产种植非常重要。

土壤重金属检测方法有原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、电感耦合等离子质谱法、电感耦合等离子体发射光谱法等，但这些检测方法需要进行强酸消解前处理，且检测时间长，会产生二次污染。X射线荧光光谱分析是土壤重金属检测的一项具有发展前景与潜力的检测技术，且具有多元素同时分析，分析速度快和成本低的优点，适合于大样品量的现场检测，广泛应用于土壤重金属污染分析中。

土壤重金属的X射线荧光光谱分析最重要的是预测模型的建立，而预测模型建立中能量谱范围的选择非常重要，这种方法也称为变量选择。变量选择的方法有无信息变量消除法、遗传算法、连续投影算法、相关系数法、逐步回归法等。现有的变量选择方法主要是针对得到的一维光谱信息结合测定指标进行有效光谱信息的提取，简化模型和提高预测性能。上述变量选择方法对谱峰之间的相关性、分子内部与分子间的相互作用分析不到位，因此光谱中的重叠峰和小峰很难被识别，这就导致对表征测定指标的特征能谱范围确定不精准。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种土壤重金属能谱范围确定方法及装置。

一方面，本发明实施例提出一种土壤重金属能谱范围确定方法，包括：

S1、利用X射线荧光光谱仪对土壤样品进行检测，得到所述土壤样品的X射线荧光光谱，其中，所述土壤样品的多种重金属的含量值已标定；

S2、以所述土壤样品中所述多种重金属的含量值的变化为外扰，利用所述土壤样品的X射线荧光光谱作二维相关同步光谱图，根据所述二维相关同步光谱图的特征峰位置的响应强度和相关系数大小确定所述多种重金属的能谱范围。

另一方面，本发明实施例提出一种土壤重金属能谱范围确定装置，包括：

检测单元，用于利用X射线荧光光谱仪对土壤样品进行检测，得到所述土壤样品的X射线荧光光谱，其中，所述土壤样品的多种重金属的含量值已标定；

确定单元，用于以所述土壤样品中所述多种重金属的含量值的变化为外扰，利用所述土壤样品的X射线荧光光谱作二维相关同步光谱图，根据所述二维相关同步光谱图的特征峰位置的响应强度和相关系数大小确定所述多种重金属的能谱范围。