CN108982380A - 一种农耕土壤重金属监测系统 - Google Patents

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兰安军
易兴松
赵卫权
李威
张凡
杨家芳
吕思思
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    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01N33/24—Earth materials
    • G01N33/245—

Abstract

本发明公开了一种农耕土壤重金属监测系统，包括PLC控制主机、显示器、报警器、分光光度计、土壤酸碱度传感器、温湿度传感器、ASD光谱仪和重金属电化学传感器。本发明结构简单，操作方便，实时反映农耕土壤下土壤作物各种重金属污染物的浓度，通过重金属电化学传感器进行监测，通过PLC控制主机进行信息统计处理控制显示器进行显示，控制报警器在超标时主动发出警报。

Description

一种农耕土壤重金属监测系统
技术领域
本发明涉及一种农耕土壤重金属监测系统。
背景技术
土壤是指陆地表面具有肥力、能够生长植物的疏松表层，其厚度一般在2m左右。土壤不但为植物生长提供机械支撑能力，并能为植物生长发育提供所需要的水、肥、气、热等肥力要素。由于人口急剧增长，工业迅猛发展，固体废物不断向土壤表面堆放和倾倒，有害废水不断向土壤中渗透，大气中的有害气体及飘尘也不断随雨水降落在土壤中，导致了土壤污染。凡是妨碍土壤正常功能，降低作物产量和质量，还通过粮食、蔬菜，水果等间接影响人体健康的物质，都叫做土壤污染物。
人为活动产生的污染物进入土壤并积累到一定程度，引起土壤质量恶化，并进而造成农作物中某些指标超过国家标准的现象，称为土壤污染。污染物进入土壤的途径是多样的，废气中含有的污染物质，特别是颗粒物，在重力作用下沉降到地面进入土壤，废水中携带大量污染物进入土壤，固体废物中的污染物直接进入土壤或其渗出液进入土壤。其中最主要的是污水灌溉带来的土壤污染。农药、化肥的大量使用，造成土壤有机质含量下降，土壤板结，也是土壤污染的来源之一。土壤污染除导致土壤质量下降、农作物产量和品质下降外，更为严重的是土壤对污染物具有富集作用，一些毒性大的污染物，如汞、镉等富集到作物果实中，人或牲畜食用后发生中毒。如我国辽宁沈阳张士灌区由于长期引用工业废水灌溉，导致土壤和稻米中重金属镉含量超标，人畜不能食用。土壤不能再作为耕地，只能改作他用。
传统的土壤污染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。
传统的土壤污染监测系统缺乏对大范围内的空气污染数据进行实时动态采集分析的技术手段，极易错失在污染初期进行及时防治的最佳时期。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种农耕土壤重金属监测系统。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种农耕土壤重金属监测系统，操作具体如下：包括PLC控制主机、显示器、报警器、分光光度计、土壤酸碱度传感器、温湿度传感器、ASD光谱仪和重金属电化学传感器；
所述分光光度计和所述PLC控制主机相连，用于将检测到的采集的土壤样品和农作物样品的重金属含量浓度传递给PLC控制主机；
所述土壤酸碱度传感器和所述PLC控制主机相连，用于将检测到的土壤酸碱度传递给PLC控制主机；
所述温湿度传感器和所述PLC控制主机相连，用于将检测到的土壤温湿度传递给PLC控制主机；
所述ASD光谱仪和所述PLC控制主机相连，用于将采集到的土壤反射光谱信息和作物反射光谱信息传递给PLC控制主机；
所述重金属电化学传感器和所述PLC控制主机相连，用于将监测到的土壤重金属含量信息和作物重金属含量信息传递给PLC控制主机；
所述PLC控制主机还连接有显示器和报警器；用于控制PLC控制主机显示接收到的土壤和农作物的信息，当监测到土壤重金属含量和作物重金属含量浓度大于预设的重金属浓度阈值时，显示器进行显示信息，并控制报警器进行报警。
进一步地，所述PLC控制主机由若干台控制机组成。
进一步地，所述报警器采用声光报警器。
进一步地，所述重金属电化学传感器和PLC控制主机通过重金属信号调理电路相连。
本发明结构简单，操作方便，实时反映农耕土壤下土壤作物各种重金属污染物的浓度，通过重金属电化学传感器进行监测，通过PLC控制主机进行信息统计处理控制显示器进行显示，控制报警器在超标时主动发出警报。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；
图1为本发明的系统框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
如图1所示，本发明一种农耕土壤重金属监测系统包括PLC控制主机、显示器、报警器、分光光度计、土壤酸碱度传感器、温湿度传感器、ASD光谱仪和重金属电化学传感器；
所述分光光度计和所述PLC控制主机相连，用于将检测到的采集的土壤样品和农作物样品的重金属含量浓度传递给PLC控制主机；
所述土壤酸碱度传感器和所述PLC控制主机相连，用于将检测到的土壤酸碱度传递给PLC控制主机；
所述温湿度传感器和所述PLC控制主机相连，用于将检测到的土壤温湿度传递给PLC控制主机；
所述ASD光谱仪和所述PLC控制主机相连，用于将采集到的土壤反射光谱信息和作物反射光谱信息传递给PLC控制主机；
所述重金属电化学传感器和所述PLC控制主机相连，用于将监测到的土壤重金属含量信息和作物重金属含量信息传递给PLC控制主机；
所述PLC控制主机还连接有显示器和报警器；用于控制PLC控制主机显示接收到的土壤和农作物的信息，当监测到土壤重金属含量和作物重金属含量浓度大于预设的重金属浓度阈值时，显示器进行显示信息，并控制报警器进行报警。
所述PLC控制主机由若干台控制机组成。
所述报警器采用声光报警器。
所述重金属电化学传感器和PLC控制主机通过重金属信号调理电路相连。
本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种农耕土壤重金属监测系统，其特征在于：包括PLC控制主机、显示器、报警器、分光光度计、土壤酸碱度传感器、温湿度传感器、ASD光谱仪和重金属电化学传感器；
所述分光光度计和所述PLC控制主机相连，用于将检测到的采集的土壤样品和农作物样品的重金属含量浓度传递给PLC控制主机；
所述土壤酸碱度传感器和所述PLC控制主机相连，用于将检测到的土壤酸碱度传递给PLC控制主机；
所述温湿度传感器和所述PLC控制主机相连，用于将检测到的土壤温湿度传递给PLC控制主机；
所述ASD光谱仪和所述PLC控制主机相连，用于将采集到的土壤反射光谱信息和作物反射光谱信息传递给PLC控制主机；
所述重金属电化学传感器和所述PLC控制主机相连，用于将监测到的土壤重金属含量信息和作物重金属含量信息传递给PLC控制主机；
所述PLC控制主机还连接有显示器和报警器；用于控制PLC控制主机显示接收到的土壤和农作物的信息，当监测到土壤重金属含量和作物重金属含量浓度大于预设的重金属浓度阈值时，显示器进行显示信息，并控制报警器进行报警。
2.如权利要求1所述的一种农耕土壤重金属监测系统，其特征在于：所述PLC控制主机由若干台控制机组成。
3.如权利要求1所述的一种农耕土壤重金属监测系统，其特征在于：所述报警器采用声光报警器。
4.如权利要求1所述的一种农耕土壤重金属监测系统，其特征在于：所述重金属电化学传感器和PLC控制主机通过重金属信号调理电路相连。
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