[实用新型]一种农田重金属污染在线监测预警与实时处理系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及重金属污染处理技术领域，更具体地，涉及一种农田重金属污染在线监测预警与实时处理系统。

背景技术

近年来，土壤的重金属污染现象变得日益严重，主要是由于工业生产超标违规排放、城镇污水和生活垃圾的随意倾倒、农业生产中的污水灌溉以及农药、化肥的不合理使用等因素，使得重金属污染物通过多种方式进入农业土壤中。而重金属具有难降解、易累积的特点，富集在土壤中的重金属不易随水淋滤，不易被微生物降解，会随着植物根系的吸收作用进入农作物体内，影响作物的生长发育，当累积到一定程度后会引起作物的减产、绝产甚至死亡。更为严重的是，重金属会随着食物链进入人体，与人体的蛋白质、活性酶等结合，使其发生畸变，失去生理活性，从而使人体出现慢性或急性中毒等症状，对人体的健康造成严重危害，土壤重金属污染问题成为当今亟待解决的环境问题。

目前，重金属的检测方法主要有质谱分析法、原子光谱法、紫外-可见分光光度法、电化学分析法等。质谱分析法是用电场和磁场将运动的离子按质核比分离后进行检测的方法。不足之处在于仪器造价高，预处理过程繁琐，仪器自动化实现比较困难。原子光谱法能对样品中的重金属含量进行有效分析，但样品前处理复杂，分析时间长。紫外-可见吸收分光光度法是利用棱镜或光栅等单色器来获得单色光并对待测物质的吸光能力进行测定的方法，该方法的局限性在于谱线重叠引起的干扰性以及操作的繁琐性。电化学检测技术是近年来发展较快的一种方法，电化学分析法的检测限较低，测试灵敏度较高，是一种基本上对环境无污染的绿色技术，受到了国内外研究者的广泛重视。但该方法仪器复杂、操作过程较繁琐，不适用于现场实时快速检测。这些传统的检测方法操作复杂，花费高昂，每次只能检测一种或几种元素含量。

农田中重金属的去除方法主要有淋洗法、电热修复法、投加土壤改良剂、泵出处理法、生物修复法等。淋洗法是利用洗液或者加入可以提高重金属水溶性的化学物质的水将污染物冲到根的外层。淋洗法对于重金属的高度污染治理效果比较好，比较适合于轻质土壤，但其投资大，容易造成土壤的养分流失和地下水污染。电热修复法是对土壤加热，使其升温把有害污染物解析出来并统一收集处理，一般用于处理容易挥发的有害污染物，不足之处是这一修复技术会破坏土壤中的有机质及结构水。投加土壤改良剂的方法治理效果和费用适中，对污染不太严重的土壤适用，但重金属有可能会再度活化。泵出处理法是一种适用于土壤深层或蓄水层污染的就地去污方法，是将处理剂从注入井中注入土壤，使吸附固定在土壤颗粒上的污染物解析下来并随处理液向土体下部迁移，再通过另一端的抽水井将含污染物的处理液抽上来进行处理，但处理过程要消耗大量的水，且有的处理剂本身也会造成污染。另外，泵出处理难以保证污染物和处理剂充分接触，也难以确定处理的完全程度。生物修复法利用生物技术来治理污染的土壤，通过生物来削减净化土壤中的重金属或降低重金属毒性，这一方法易于操作，但生物量低，对金属有选择性，不适于多种金属复合污染的土壤。

目前的重金属检测方法和处理方法是分开进行的，存在花费高昂，操作繁琐，过程复杂等问题，这些操作方法的操作步骤或冗长繁琐，或干扰因素较多，或需要使用比较昂贵的大型分析仪器，而且对操作人员有很高的专业技能要求，大都只能在实验室内完成，不能满足现场、快速在线检测的技术要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种农田重金属污染在线监测预警与实时处理系统，以解决目前重金属的监测及处理方法操作繁琐、过程复杂、检测限低以及难以实现现场在线检测等问题。

根据本实用新型的一个技术方案，提供一种农田重金属污染在线监测预警与实时处理系统，该系统包括重金属在线监测预警设备、重金属实时处理装置和控制处理单元，所述重金属在线监测预警设备与重金属实时处理装置分别与所述控制处理单元连接；

所述重金属在线监测预警设备用于监测土壤的重金属浓度，并根据土壤污染严重程度发出预警信号；

所述控制处理单元用于接收且分析预警信号并发出控制指令，以对各单元模块进行工作调度控制；

所述重金属实时处理装置用于接收控制指令，并对重金属进行吸附处理。

作为上述技术方案的进一步改进方案，所述重金属在线监测预警设备包括依次连接的取样装置、预处理装置、感知单元、变送器、模数转换器和预警装置。

所述取样装置包括钻头、延长杆、刮刀和土壤存储室，所述延长杆上标有刻度，用于对样品的土壤深度进行标定。

所述预处理装置包括研磨器和土壤样品瓶。