CN107238688A - 一种湖泊重金属污染检测系统 - Google Patents

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刘祖涵
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Abstract

本发明公开了一种湖泊重金属污染检测系统，包括酸碱度检测单元、水环境检测单元、重金属检测单元、中央处理器、预警单元以及无线通信模块；酸碱度检测单元用于实时检测湖泊中水的酸度和碱度；水环境检测单元用于实时检测湖泊中水的温度、溶氧量以及水的浊度值；重金属检测单元用于实时检测湖泊中汞浓度、镉浓度、铅浓度以及锌浓度；该系统能够对湖泊中的酸碱度、水质环境以及重金属含量进行实时监控并根据不同的安全隐患检测项目进行针对性的及时报警，以帮助工作人员及时准确的检测湖泊的污染情况；该系统整体结构简单，使用方便，同时能实时反映水环境重金属的浓度，并在超标时主动发出警报。

Description

一种湖泊重金属污染检测系统
技术领域
本发明涉及污水检测技术领域，特别涉及一种湖泊重金属污染检测系统。
背景技术
在当今社会，科技飞速发展，很多重金属进入了我们的日常消费产品中来。这些重金属包括：汽车用柴油、荧光灯管、恒温器中的汞、特种玻璃、涂料、农药中的砷和铅等等。
由于这些含有重金属产品的广泛使用，加上消费者对重金属的危害缺少了解而不够重视，很多生产厂家不注意废品回收处理,没有建立完整的处理系统，导致的大量重金属产品在使用中产生了重金属污染，甚至使用后被当作普通的垃圾进行掩埋、冲洗处理，从而加重了重金属的污染程度。更有甚者很多毫无责任感的企业直接将重金属污水排放到江河、湖泊、荒地浅滩……种种迹象表明，地球正在遭受着有史以来最为严重的重金属污染。
重金属污染指由重金属或其化合物造成的环境污染。主要由采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属制品等人为因素所致。如日本的水俣病和痛痛病分别由汞污染和镉污染所引起。其危害程度取决于重金属在环境、食品和生物体中存在的浓度和化学形态。
重金属污染主要表现在水污染中，还有一部分是在大气和固体废物中。重金属一般以天然浓度广泛存在于自然界中，但由于人类对重金属的开采、冶炼、加工及商业制造活动日益增多，造成不少重金属如铅、汞、镉、钴等进入大气、水、土壤中，引起严重的环境污染。以各种化学状态或化学形态存在的重金属，在进入环境或生态系统后就会存留、积累和迁移，造成危害。如随废水排出的重金属，即使浓度小，也可在藻类和底泥中积累，被鱼和贝的体表吸附，产生食物链浓缩，从而造成公害。汽车尾气排放的铅经大气扩散等过程进入环境中，造成目前地表铅的浓度已有显著提高，致使近代人体内铅的吸收量比原始人增加了约100倍，损害了人体健康。
自然界存在着很多重金属，比如锌、镉、铜、铅等，这些重金属同样存在于人体内，是人体的必需元素。但是，凡事都有一个量的问题，任何东西一旦超过正常的量，它必然给环境或人体造成不良影响。而我们常说的重金属污染指的就是因人类活动导致环境中的重金属含量增加，超出正常范围，并导致环境质量恶化。其中铜元素是水中金属元素的一种，是人体必不可少的，但是过量的铜对人体的危害非常大。游离态铜离子对人体的危害要比配合态铜大得多。过量的铜离子对许多水生生物有极大的负作用，缘由是它与蛋白质中的巯基结合，干扰巯基酶的活性，如在珊瑚、水草等生态缸中若有过量的铜离子，将很快使心爱的生物毙命法。铜的污染主要来源于电镀、冶金、化工等行业。为及时、准确地监测水的质量，确保人们获得安全饮用水，我们建立了污染水中铜离子浓度分光光度测定方法。经资料所知，自来水的总铜含量不应超过0.5mg/L,生活用水中总铜的含量不应超过1.0mg/L。
传统的湖泊环境监测主要以人工采样、实验室仪器分析为主，存在着监测频次低、监测范围小、采样误差大、实时性差的缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种湖泊重金属污染检测系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明提供了一种湖泊重金属污染检测系统，包括酸碱度检测单元、水环境检测单元、重金属检测单元、中央处理器、预警单元以及无线通信模块；所述酸碱度检测单元用于实时检测湖泊中水的酸度和碱度，并将所检测到的酸度和碱度值实时发送给所述中央处理器；所述水环境检测单元用于实时检测湖泊中水的温度、溶氧量以及水的浊度值，并将所检测到的水的温度、溶氧量以及水的浊度值实时发送给所述中央处理器；所述重金属检测单元用于实时检测湖泊中汞浓度、镉浓度、铅浓度以及锌浓度，并将所检测到的汞浓度、镉浓度、铅浓度以及锌浓度信号实时发送给所述中央处理器；所述中央处理器用于实时接收所述酸碱度检测单元所发送的酸度和碱度值并发送给无线通信模块，中央处理器同时将所接收到的酸度和碱度值与设定的酸度和碱度值进行实时对比，若所接收到的酸度和碱度值两者中的一个或者两个出现异常，所述中央处理器向所述预警单元发出酸碱度检测异常报警指令；所述中央处理还用于实时接收所述水环境检测单元所发送的湖泊中水的温度、溶氧量以及水的浊度值并发送给无线通信模块，中央处理器同时将所接收到的湖泊中水的温度、溶氧量以及水的浊度值与标准的湖泊中水的温度、溶氧量以及水的浊度值进行实时对比，若所接收到的湖泊中水的温度、溶氧量以及水的浊度值三者中的一个或者多个出现异常，所述中央处理器向所述预警单元发出水环检测境异常报警指令；所述中央处理器还用于实时接收所述重金属检测单元所发送的湖泊中汞浓度、镉浓度、铅浓度以及锌浓度值并发送给无线通信模块，中央处理器同时将所接收到的湖泊中汞浓度、镉浓度、铅浓度以及锌浓度与标准的湖泊中汞浓度、镉浓度、铅浓度以及锌浓度进行实时对比，若所接收到的湖泊中汞浓度、镉浓度、铅浓度以及锌浓度值四者中的一个或者多个出现异常，所述中央处理器向所述预警单元发出重金属检测异常报警指令；所述预警单元包括第一报警器、第二报警器以及第三报警器；所述第一报警器用于接收所述中央处理器发送来的酸碱度检测异常报警指令并发出第一报警声；所述第二报警器用于接收所述中央处理器发送来的水环检测境异常报警指令并发出第二报警声；所述第三报警器用于接收所述中央处理器发送来的重金属检测异常报警指令并发出第三报警声；所述无线通信模块用于实时接收所述中央处理器发送来的酸度和碱度值并发送给监控中心以及移动客户端；所述无线通信模块还用于实时接收所述中央处理器发送来的湖泊中水的温度、溶氧量以及水的浊度值并发送给监控中心以及移动客户端；所述无线通信模块还用于实时接收所述中央处理器发送来的湖泊中汞浓度、镉浓度、铅浓度以及锌浓度值并发送给监控中心以及移动客户端。
较佳地，所述中央处理器还信号连接有铜浓度检测传感器，所述铜浓度检测传感器用于实时检测湖泊中铜浓度含量。
较佳地，所述中央处理器还信号连接有GPS定位模块，所述GPS定位模块用于将检测到的湖泊的GPS坐标无线传递给监控中心。
较佳地，所述中央处理器还信号连接有显示器，所述显示器用于显示湖泊中各检测指标含量。
较佳地，所述中央处理器还信号连接有应急处理模块，所述应急处理模块用于在检测出湖泊中重金属含量超标时对其进行处理。
较佳地，所述预警单元采用声光报警器。
较佳地，所述中央处理器是MSP430单片机或型号为OMRONCP1E-N20DR-D的PLC控制器。
较佳地，所述无线通信模块是3G无线通信模块、4G无线通信模块或WIFI模块。
本发明和现有技术相比，其优点在于：
本发明提供了一种湖泊重金属污染检测系统，能够对湖泊中的酸碱度、水质环境以及重金属含量进行实时监控并根据不同的安全隐患检测项目进行针对性的及时报警，以帮助工作人员及时准确的检测湖泊的污染情况；该系统整体结构简单，使用方便，同时能实时反映水环境重金属的浓度，并在超标时主动发出警报。
附图说明
图1为本发明提供的系统框图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
如图1所示，本发明实施例提供了一种湖泊重金属污染检测系统，包括酸碱度检测单元、水环境检测单元、重金属检测单元、中央处理器、预警单元以及无线通信模块；所述酸碱度检测单元用于实时检测湖泊中水的酸度和碱度，并将所检测到的酸度和碱度值实时发送给所述中央处理器；所述水环境检测单元用于实时检测湖泊中水的温度、溶氧量以及水的浊度值，并将所检测到的水的温度、溶氧量以及水的浊度值实时发送给所述中央处理器；所述重金属检测单元用于实时检测湖泊中汞浓度、镉浓度、铅浓度以及锌浓度，并将所检测到的汞浓度、镉浓度、铅浓度以及锌浓度信号实时发送给所述中央处理器；所述中央处理器用于实时接收所述酸碱度检测单元所发送的酸度和碱度值并发送给无线通信模块，中央处理器同时将所接收到的酸度和碱度值与设定的酸度和碱度值进行实时对比，若所接收到的酸度和碱度值两者中的一个或者两个出现异常，所述中央处理器向所述预警单元发出酸碱度检测异常报警指令；所述中央处理还用于实时接收所述水环境检测单元所发送的湖泊中水的温度、溶氧量以及水的浊度值并发送给无线通信模块，中央处理器同时将所接收到的湖泊中水的温度、溶氧量以及水的浊度值与标准的湖泊中水的温度、溶氧量以及水的浊度值进行实时对比，若所接收到的湖泊中水的温度、溶氧量以及水的浊度值三者中的一个或者多个出现异常，所述中央处理器向所述预警单元发出水环检测境异常报警指令；所述中央处理器还用于实时接收所述重金属检测单元所发送的湖泊中汞浓度、镉浓度、铅浓度以及锌浓度值并发送给无线通信模块，中央处理器同时将所接收到的湖泊中汞浓度、镉浓度、铅浓度以及锌浓度与标准的湖泊中汞浓度、镉浓度、铅浓度以及锌浓度进行实时对比，若所接收到的湖泊中汞浓度、镉浓度、铅浓度以及锌浓度值四者中的一个或者多个出现异常，所述中央处理器向所述预警单元发出重金属检测异常报警指令；所述预警单元包括第一报警器、第二报警器以及第三报警器；所述第一报警器用于接收所述中央处理器发送来的酸碱度检测异常报警指令并发出第一报警声；所述第二报警器用于接收所述中央处理器发送来的水环检测境异常报警指令并发出第二报警声；所述第三报警器用于接收所述中央处理器发送来的重金属检测异常报警指令并发出第三报警声；所述无线通信模块用于实时接收所述中央处理器发送来的酸度和碱度值并发送给监控中心以及移动客户端；所述无线通信模块还用于实时接收所述中央处理器发送来的湖泊中水的温度、溶氧量以及水的浊度值并发送给监控中心以及移动客户端；所述无线通信模块还用于实时接收所述中央处理器发送来的湖泊中汞浓度、镉浓度、铅浓度以及锌浓度值并发送给监控中心以及移动客户端。
在本发明实施例中，所述中央处理器还信号连接有铜浓度检测传感器，所述铜浓度检测传感器用于实时检测湖泊中铜浓度含量；所述中央处理器还信号连接有GPS定位模块，所述GPS定位模块用于将检测到的湖泊的GPS坐标无线传递给监控中心；所述中央处理器还信号连接有显示器，所述显示器用于显示湖泊中各检测指标含量；所述中央处理器还信号连接有应急处理模块，所述应急处理模块用于在检测出湖泊中重金属含量超标时对其进行处理；所述预警单元采用声光报警器；所述中央处理器是MSP430单片机或型号为OMRONCP1E-N20DR-D的PLC控制器；所述无线通信模块是3G无线通信模块、4G无线通信模块或WIFI模块。
综上所述，本发明实施例提供的一种湖泊重金属污染检测系统，能够对湖泊中的酸碱度、水质环境以及重金属含量进行实时监控并根据不同的安全隐患检测项目进行针对性的及时报警，以帮助工作人员及时准确的检测湖泊的污染情况；该系统整体结构简单，使用方便，同时能实时反映水环境重金属的浓度，并在超标时主动发出警报。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种湖泊重金属污染检测系统，其特征在于，包括酸碱度检测单元、水环境检测单元、重金属检测单元、中央处理器、预警单元以及无线通信模块；
所述酸碱度检测单元用于实时检测湖泊中水的酸度和碱度，并将所检测到的酸度和碱度值实时发送给所述中央处理器；
所述水环境检测单元用于实时检测湖泊中水的温度、溶氧量以及水的浊度值，并将所检测到的水的温度、溶氧量以及水的浊度值实时发送给所述中央处理器；
所述重金属检测单元用于实时检测湖泊中汞浓度、镉浓度、铅浓度以及锌浓度，并将所检测到的汞浓度、镉浓度、铅浓度以及锌浓度信号实时发送给所述中央处理器；
所述中央处理器用于实时接收所述酸碱度检测单元所发送的酸度和碱度值并发送给无线通信模块，中央处理器同时将所接收到的酸度和碱度值与设定的酸度和碱度值进行实时对比，若所接收到的酸度和碱度值两者中的一个或者两个出现异常，所述中央处理器向所述预警单元发出酸碱度检测异常报警指令；
所述中央处理还用于实时接收所述水环境检测单元所发送的湖泊中水的温度、溶氧量以及水的浊度值并发送给无线通信模块，中央处理器同时将所接收到的湖泊中水的温度、溶氧量以及水的浊度值与标准的湖泊中水的温度、溶氧量以及水的浊度值进行实时对比，若所接收到的湖泊中水的温度、溶氧量以及水的浊度值三者中的一个或者多个出现异常，所述中央处理器向所述预警单元发出水环检测境异常报警指令；
所述中央处理器还用于实时接收所述重金属检测单元所发送的湖泊中汞浓度、镉浓度、铅浓度以及锌浓度值并发送给无线通信模块，中央处理器同时将所接收到的湖泊中汞浓度、镉浓度、铅浓度以及锌浓度与标准的湖泊中汞浓度、镉浓度、铅浓度以及锌浓度进行实时对比，若所接收到的湖泊中汞浓度、镉浓度、铅浓度以及锌浓度值四者中的一个或者多个出现异常，所述中央处理器向所述预警单元发出重金属检测异常报警指令；
所述预警单元包括第一报警器、第二报警器以及第三报警器；所述第一报警器用于接收所述中央处理器发送来的酸碱度检测异常报警指令并发出第一报警声；所述第二报警器用于接收所述中央处理器发送来的水环检测境异常报警指令并发出第二报警声；所述第三报警器用于接收所述中央处理器发送来的重金属检测异常报警指令并发出第三报警声；
所述无线通信模块用于实时接收所述中央处理器发送来的酸度和碱度值并发送给监控中心以及移动客户端；所述无线通信模块还用于实时接收所述中央处理器发送来的湖泊中水的温度、溶氧量以及水的浊度值并发送给监控中心以及移动客户端；所述无线通信模块还用于实时接收所述中央处理器发送来的湖泊中汞浓度、镉浓度、铅浓度以及锌浓度值并发送给监控中心以及移动客户端。
2.如权利要求1所述的一种湖泊重金属污染检测系统，其特征在于，所述中央处理器还信号连接有铜浓度检测传感器，所述铜浓度检测传感器用于实时检测湖泊中铜浓度含量。
3.如权利要求1所述的一种湖泊重金属污染检测系统，其特征在于，所述中央处理器还信号连接有GPS定位模块，所述GPS定位模块用于将检测到的湖泊的GPS坐标无线传递给监控中心。
4.如权利要求1所述的一种湖泊重金属污染检测系统，其特征在于，所述中央处理器还信号连接有显示器，所述显示器用于显示湖泊中各检测指标含量。
5.如权利要求1所述的一种湖泊重金属污染检测系统，其特征在于，所述中央处理器还信号连接有应急处理模块，所述应急处理模块用于在检测出湖泊中重金属含量超标时对其进行处理。
6.如权利要求1所述的一种湖泊重金属污染检测系统，其特征在于，所述预警单元采用声光报警器。
7.如权利要求1所述的一种湖泊重金属污染检测系统，其特征在于，所述中央处理器是MSP430单片机或型号为OMRON CP1E-N20DR-D的PLC控制器。
8.如权利要求1所述的一种湖泊重金属污染检测系统，其特征在于，所述无线通信模块是3G无线通信模块、4G无线通信模块或WIFI模块。
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