CN112453035A - 一种利用养殖蚯蚓修复土壤重金属的生态检测系统及方法 - Google Patents

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CN112453035A CN202011205110.3A CN202011205110A CN112453035A CN 112453035 A CN112453035 A CN 112453035A CN 202011205110 A CN202011205110 A CN 202011205110A CN 112453035 A CN112453035 A CN 112453035A
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Abstract

本发明属于土壤修复技术领域，公开了一种利用养殖蚯蚓修复土壤重金属的生态检测系统及方法，所述利用养殖蚯蚓修复土壤重金属的生态检测系统包括：土壤收集模块、土壤检测模块、重金属含量分析模块、中央控制模块、蚯蚓培养基配制模块、翻耕模块、蚯蚓生活层构建模块、蚯蚓选择模块、蚯蚓清理模块、蚯蚓放养模块、蚯蚓生活层管理模块、蚯蚓收集模块。本发明通过对土壤中重金属的含量的检测实现对蚯蚓投放量的确定，进行土壤中重金属的去除的效果更好；使用厨余垃圾进行蚯蚓培养基的配制，能够实现蚯蚓培养基成本的降低以及对蚯蚓营养的供给；土壤修复完成后进行蚯蚓收集，能够减少蚯蚓过多对土壤的破坏，同时实现蚯蚓二次利用，降低修复成本。

Description

一种利用养殖蚯蚓修复土壤重金属的生态检测系统及方法
技术领域
本发明属于土壤修复技术领域，尤其涉及一种利用养殖蚯蚓修复土壤重金属的生态检测系统及方法。
背景技术
目前，土壤是人类赖以生存的重要自然环境，随着工业的快速发展，土壤的重金属污染问题日益突出，而且往往是几种重金属共存的复合污染，土壤污染修复日益受到重视。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超标制品等人为因素所致。因人类活动导致环境中的重金属含量增加，超出正常范围，直接危害人体健康，并导致环境质量恶化，其中土壤重金属污染具有隐蔽性、长期性和不可逆性，污染物在土壤中移动性差，滞留时间长，不能被微生物降解的特点，经水植物等介质最终将影响人类健康，所以对种重金属污染土壤的修复是至关重要的。
目前有关土壤重金属的修复技术报道主要是对重金属稳定固化的物理或化学方法。但是目前土壤中重金属修复的生物修复方法存在修复效率低，耗时长的弊端。因此，亟需一种新的修复土壤重金属的生态系统及方法。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：目前土壤中重金属修复的生物修复方法存在修复效率低，耗时长的弊端。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种利用养殖蚯蚓修复土壤重金属的生态检测系统及方法。
本发明是这样实现的，一种利用养殖蚯蚓修复土壤重金属的生态检测方法，所述利用养殖蚯蚓修复土壤重金属的生态检测方法包括以下步骤：
步骤一，通过土壤收集模块利用土壤收集程序进行待修复区域土壤的收集；通过土壤检测模块将收集的土壤置于烘干箱中，设定烘干温度为70-80℃进行1-2h烘干，对烘干土壤进行粉碎，研磨，过80目筛，得到粉末状土壤；称取1g粉末状土壤，加入40ml浓度为0.2mol/L的醋酸和柠檬酸混合溶液中，得到待检测液；将待检测液进行超声浸提处理1-2h；使用0.3um过滤器对浸提处理后的待检测液进行过滤，并使用0.2mol/L醋酸钠缓冲液调节pH值至4.5，实现收集的土壤的浸提处理，得到样本溶液。
步骤二，将样本溶液注入集成微传感器的样本池中，所述集成微传感器的样本池的底部集成微传感器的工作电极、参比电极和对电极；将集成微传感器的电极导线与重金属检测仪连接，利用土壤检测程序采用差分脉冲溶出伏安技术进行电化学检测；将重金属检测仪获得的溶出伏安图和重金属检测结果进行存储和显示。
步骤三，通过重金属含量分析模块将土壤样本划分为训练样本和测试样本，使用光谱仪获取训练样本和测试样本的激光诱导击穿光谱数据；构造基于堆叠式受限玻尔兹曼机深度学习技术的预测模型；将训练样本的激光诱导击穿光谱数据输入预测模型的堆叠式受限玻尔兹曼机构成的神经网络层，并分别对每一层的受限玻尔兹曼机进行无监督训练；将训练样本通过训练完成的堆叠式受限玻尔兹曼机提取的特征以及训练样本的土壤重金属含量输入预测模型的有监督人工神经网络层，对预测模型的有监督人工神经网络层进行有监督的训练；利用重金属含量分析程序将测试样本的激光诱导击穿光谱数据输入预测模型，完成对土壤中重金属含量的分析。
步骤四，通过中央控制模块利用主控机控制所述利用养殖蚯蚓修复土壤重金属的生态检测系统各个模块的正常运行；通过蚯蚓培养基配制模块利用蚯蚓培养基配制程序进行蚯蚓培养基的配制：采集厨余垃圾，用水冲洗，粉碎后干燥、混合均匀，得到厨余垃圾干粉；将厨余垃圾干粉、牛粪、甘蔗渣按照质量比为3:2:1的比例进行混合，得到混合物；将混合物堆放在15-35℃环境中进行发酵，发酵时间为20-30天；发酵结束后，取混合物进行检测，当混合物pH值为7.5～8.0时停止发酵，得到蚯蚓培养基。
步骤五，通过翻耕模块利用翻耕程序在待修复区域铺设蚯蚓培养基，并将蚯蚓培养基翻入土壤中进行混匀；通过蚯蚓生活层构建模块利用蚯蚓生活层构建程序在待修复区域土壤上方进行覆膜，构建蚯蚓生活层。
步骤六，通过蚯蚓选择模块利用蚯蚓选择程序进行养殖蚯蚓的选择；通过蚯蚓清理模块利用蚯蚓清理程序对蚯蚓肠内物质进行清理；通过蚯蚓放养模块利用蚯蚓放养程序依照土壤中重金属含量分析结果进行清理后蚯蚓的放养；通过蚯蚓生活层管理模块利用蚯蚓生活层管理程序对蚯蚓生活层管理的温度、湿度进行管理。
步骤七，通过土壤收集模块利用土壤收集程序进行待修复区域修复后土壤的收集；通过土壤检测模块利用土壤检测程序对收集土壤的重金属含量进行检测；若土壤的重金属含量小于预设值，通过蚯蚓收集模块利用蚯蚓收集程序进行蚯蚓的收集。
进一步，步骤一中，所述通过土壤收集模块利用土壤收集程序进行待修复区域土壤收集的方法，包括：
(1)在待修复区域进行多个采样点的设置，所述采样点包括待修复区域的两个边缘点以及一个中心点；
(2)在采样点深翻土壤，分别将表层土壤、-10cm土壤、-20cm土壤以及-40cm处的土壤进行收集。
进一步，步骤二中，所述采用差分脉冲溶出伏安技术进行电化学检测的检测参数为：
沉积电势-1.2V；沉积时间：60s，扫描起始电位为-1.2V；扫描结束电位为0V；扫描频率：20Hz；扫描脉冲幅度：50mV；扫描脉冲宽度：20mV；扫描振幅：50mV；扫描步进电势：5mV。
进一步，步骤三中，所述构造基于堆叠式受限玻尔兹曼机深度学习技术的预测模型的方法，包括：
(1)设置神经网络结构为四层，前三层由三个受限玻尔兹曼机模型堆叠构成，第四层采用BP网络作为有监督人工神经网络层；
(2)将训练样本的激光诱导击穿光谱数据作为第一层无监督神经网络层的输入，设置隐藏层的输出为100个隐层单元；
(3)将100个隐层单元作为第二层无监督神经网络层的输入；第二层无监督神经网络层的输出作为第三层无监督人工神经网络层的输入；第三层无监督神经网络层的输出作为第四层有监督人工神经网络层的输入。
进一步，步骤六中，所述养殖蚯蚓为赤子爱胜蚯蚓。
进一步，步骤六中，所述通过蚯蚓选择模块利用蚯蚓选择程序进行养殖蚯蚓选择的方法为：选择蚯蚓的体重为300-500mg，且有生殖环带的健康蚯蚓。
进一步，步骤六中，所述通过蚯蚓清理模块利用蚯蚓清理程序对蚯蚓肠内物质进行清理的方法，包括：
(1)将蚯蚓洗净，置于底部铺有吸水纸的周转箱内；
(2)对吸水纸喷水使其浸湿，进行18-24h培养；
(3)将蚯蚓取出洗净、擦干。
本发明的另一目的在于提供一种应用所述的利用养殖蚯蚓修复土壤重金属的生态检测方法的利用养殖蚯蚓修复土壤重金属的生态检测系统，所述利用养殖蚯蚓修复土壤重金属的生态检测系统包括：
土壤收集模块，与中央控制模块连接，用于通过土壤收集程序进行待修复区域土壤的收集；
土壤检测模块，与中央控制模块连接，用于通过土壤检测程序对收集土壤的重金属含量进行检测；
重金属含量分析模块，与中央控制模块连接，用于通过重金属含量分析程序进行土壤中重金属含量的分析；
中央控制模块，与土壤收集模块、土壤检测模块、重金属含量分析模块、蚯蚓培养基配制模块、翻耕模块、蚯蚓生活层构建模块、蚯蚓选择模块、蚯蚓清理模块、蚯蚓放养模块、蚯蚓生活层管理模块、蚯蚓收集模块连接，用于通过主控机控制所述利用养殖蚯蚓修复土壤重金属的生态检测系统各个模块的运行；
蚯蚓培养基配制模块，与中央控制模块连接，用于通过蚯蚓培养基配制程序进行蚯蚓培养基的配制；
翻耕模块，与中央控制模块连接，用于通过翻耕程序在待修复区域铺设蚯蚓培养基，并将蚯蚓培养基翻入土壤中进行混匀；
蚯蚓生活层构建模块，与中央控制模块连接，用于通过蚯蚓生活层构建程序在待修复区域土壤上方进行覆膜，构建蚯蚓生活层；
蚯蚓选择模块，与中央控制模块连接，用于通过蚯蚓选择程序进行养殖蚯蚓的选择；
蚯蚓清理模块，与中央控制模块连接，用于通过蚯蚓清理程序对蚯蚓肠内物质进行清理；
蚯蚓放养模块，与中央控制模块连接，用于通过蚯蚓放养程序依照土壤中重金属含量分析结果进行清理后蚯蚓的放养；
蚯蚓生活层管理模块，与中央控制模块连接，用于通过蚯蚓生活层管理程序对蚯蚓生活层管理的温度、湿度进行管理；
蚯蚓收集模块，与中央控制模块连接，用于通过蚯蚓收集程序进行蚯蚓的收集。
本发明的另一目的在于提供一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施所述利用养殖蚯蚓修复土壤重金属的生态检测方法。
本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，储存有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行所述利用养殖蚯蚓修复土壤重金属的生态检测方法。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明提供的利用养殖蚯蚓修复土壤重金属的生态检测方法，通过对土壤中重金属的含量的检测实现对蚯蚓投放量的确定，进行土壤中重金属的去除的效果更好；通过重金属含量分析模块利用激光诱导击穿光谱与土壤重金属含量之间的映射关系，结合堆叠式受限玻尔兹曼机深度学习技术来进行土壤重金属含量分析预测，提高了土壤中重金属预测的精度和模型的鲁棒性；使用厨余垃圾进行蚯蚓培养基的配制，能够实现蚯蚓培养基成本的降低以及对蚯蚓营养的供给；通过对蚯蚓生活层的管理能够实现蚯蚓的生长的促进，实现蚯蚓对土壤中重金属的有效修复；在土壤修复完成后进行蚯蚓收集，能够减少蚯蚓过多对土壤的破坏，同时能够实现蚯蚓二次利用，降低修复成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，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是本发明实施例提供的利用养殖蚯蚓修复土壤重金属的生态检测方法的流程图。
图2是本发明实施例提供的利用养殖蚯蚓修复土壤重金属的生态检测系统的结构框图；
图中：1、土壤收集模块；2、土壤检测模块；3、重金属含量分析模块；4、中央控制模块；5、蚯蚓培养基配制模块；6、翻耕模块；7、蚯蚓生活层构建模块；8、蚯蚓选择模块；9、蚯蚓清理模块；10、蚯蚓放养模块；11、蚯蚓生活层管理模块；12、蚯蚓收集模块。
图3是本发明实施例提供的通过土壤检测模块利用土壤检测程序对收集土壤的重金属含量进行检测的方法流程图。
图4是本发明实施例提供的通过重金属含量分析模块利用重金属含量分析程序进行土壤中重金属含量的分析的方法流程图。
图5是本发明实施例提供的通过蚯蚓培养基配制模块利用蚯蚓培养基配制程序进行蚯蚓培养基配制的方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种利用养殖蚯蚓修复土壤重金属的生态检测系统及方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的利用养殖蚯蚓修复土壤重金属的生态检测方法包括以下步骤：
S101，通过土壤收集模块利用土壤收集程序进行待修复区域土壤的收集；通过土壤检测模块利用土壤检测程序对收集土壤的重金属含量进行检测；通过重金属含量分析模块利用重金属含量分析程序进行土壤中重金属含量的分析；
S102，通过中央控制模块利用主控机控制所述利用养殖蚯蚓修复土壤重金属的生态检测系统各个模块的正常运行；通过蚯蚓培养基配制模块利用蚯蚓培养基配制程序进行蚯蚓培养基的配制；
S103，通过翻耕模块利用翻耕程序在待修复区域铺设蚯蚓培养基，并将蚯蚓培养基翻入土壤中进行混匀；通过蚯蚓生活层构建模块利用蚯蚓生活层构建程序在待修复区域土壤上方进行覆膜，构建蚯蚓生活层；
S104，通过蚯蚓选择模块利用蚯蚓选择程序进行养殖蚯蚓的选择；通过蚯蚓清理模块利用蚯蚓清理程序对蚯蚓肠内物质进行清理；通过蚯蚓放养模块利用蚯蚓放养程序依照土壤中重金属含量分析结果进行清理后蚯蚓的放养；
S105，通过蚯蚓生活层管理模块利用蚯蚓生活层管理程序对蚯蚓生活层管理的温度、湿度进行管理；通过土壤收集模块利用土壤收集程序进行待修复区域修复后土壤的收集；
S106，通过土壤检测模块利用土壤检测程序对收集土壤的重金属含量进行检测；若土壤的重金属含量小于预设值，通过蚯蚓收集模块利用蚯蚓收集程序进行蚯蚓的收集。
本发明实施例提供的通过土壤收集模块利用土壤收集程序进行待修复区域土壤收集的方法，包括：
(1)在待修复区域进行多个采样点的设置，所述采样点包括待修复区域的两个边缘点以及一个中心点；
(2)在采样点深翻土壤，分别取表层土壤、-10cm土壤、-20cm土壤以及-40cm土壤进行收集。
本发明实施例提供的养殖蚯蚓为赤子爱胜蚯蚓。
本发明实施例提供的通过蚯蚓选择模块利用蚯蚓选择程序进行养殖蚯蚓选择的方法为：选择蚯蚓的体重为300-500mg，且有生殖环带的健康蚯蚓。
本发明实施例提供的通过蚯蚓清理模块利用蚯蚓清理程序对蚯蚓肠内物质进行清理的方法，包括：
(1)将蚯蚓洗净，置于底部铺有吸水纸的周转箱内；
(2)对吸水纸喷水使其浸湿，进行18-24h培养；
(3)将蚯蚓取出洗净、擦干。
如图2所示，本发明实施例提供的利用养殖蚯蚓修复土壤重金属的生态检测系统包括：土壤收集模块1、土壤检测模块2、重金属含量分析模块3、中央控制模块4、蚯蚓培养基配制模块5、翻耕模块6、蚯蚓生活层构建模块7、蚯蚓选择模块8、蚯蚓清理模块9、蚯蚓放养模块10、蚯蚓生活层管理模块11、蚯蚓收集模块12。
土壤收集模块1，与中央控制模块4连接，用于通过土壤收集程序进行待修复区域土壤的收集；
土壤检测模块2，与中央控制模块4连接，用于通过土壤检测程序对收集土壤的重金属含量进行检测；
重金属含量分析模块3，与中央控制模块4连接，用于通过重金属含量分析程序进行土壤中重金属含量的分析；
中央控制模块4，与土壤收集模块1、土壤检测模块2、重金属含量分析模块3、蚯蚓培养基配制模块5、翻耕模块6、蚯蚓生活层构建模块7、蚯蚓选择模块8、蚯蚓清理模块9、蚯蚓放养模块10、蚯蚓生活层管理模块11、蚯蚓收集模块12连接，用于通过主控机控制所述利用养殖蚯蚓修复土壤重金属的生态检测系统各个模块的正常运行；
蚯蚓培养基配制模块5，与中央控制模块4连接，用于通过蚯蚓培养基配制程序进行蚯蚓培养基的配制；
翻耕模块6，与中央控制模块4连接，用于通过翻耕程序在待修复区域铺设蚯蚓培养基，并将蚯蚓培养基翻入土壤中进行混匀；
蚯蚓生活层构建模块7，与中央控制模块4连接，用于通过蚯蚓生活层构建程序在待修复区域土壤上方进行覆膜，构建蚯蚓生活层；
蚯蚓选择模块8，与中央控制模块4连接，用于通过蚯蚓选择程序进行养殖蚯蚓的选择；
蚯蚓清理模块9，与中央控制模块4连接，用于通过蚯蚓清理程序对蚯蚓肠内物质进行清理；
蚯蚓放养模块10，与中央控制模块4连接，用于通过蚯蚓放养程序依照土壤中重金属含量分析结果进行清理后蚯蚓的放养；
蚯蚓生活层管理模块11，与中央控制模块4连接，用于通过蚯蚓生活层管理程序对蚯蚓生活层管理的温度、湿度进行管理；
蚯蚓收集模块12，与中央控制模块4连接，用于通过蚯蚓收集程序进行蚯蚓的收集。
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
本发明实施例提供的利用养殖蚯蚓修复土壤重金属的生态检测方法如图1所示，作为优选实施例，如图3所示，本发明实施例提供的通过土壤检测模块利用土壤检测程序对收集土壤的重金属含量进行检测的方法包括：
S201，进行收集的土壤的浸提处理，得到样本溶液；
S202，将样本溶液注入集成微传感器的样本池中，所述集成微传感器的样本池的底部集成微传感器的工作电极、参比电极和对电极；
S203，将集成微传感器的电极导线与重金属检测仪连接，采用差分脉冲溶出伏安技术进行电化学检测；将重金属检测仪获得的溶出伏安图和重金属检测结果进行存储和显示。
本发明实施例提供的进行收集的土壤的浸提处理的方法，包括：
(1)将收集的土壤置于烘干箱中，设定烘干温度为70-80℃进行1-2h烘干，对烘干土壤进行粉碎，研磨，过80目筛，得到粉末状土壤；
(2)称取1g粉末状土壤，加入40ml浓度为0.2mol/L的醋酸和柠檬酸混合溶液中，得到待检测液；
(3)将待检测液进行超声浸提处理1-2h；
(4)使用0.3um过滤器对浸提处理后的待检测液进行过滤，并使用0.2mol/L醋酸钠缓冲液调节pH值至4.5，得到样本溶液。
本发明实施例提供的采用差分脉冲溶出伏安技术进行电化学检测的检测参数为：沉积电势-1.2V；沉积时间：60s，扫描起始电位为-1.2V；扫描结束电位为0V；扫描频率：20Hz；扫描脉冲幅度：50mV；扫描脉冲宽度：20mV；扫描振幅：50mV；扫描步进电势：5mV。
实施例2
本发明实施例提供的利用养殖蚯蚓修复土壤重金属的生态检测方法如图1所示，作为优选实施例，如图4所示，本发明实施例提供的通过重金属含量分析模块利用重金属含量分析程序进行土壤中重金属含量的分析的方法包括：
S301，通过重金属含量分析模块将土壤样本划分为训练样本和测试样本，使用光谱仪获取训练样本和测试样本的激光诱导击穿光谱数据；构造基于堆叠式受限玻尔兹曼机深度学习技术的预测模型；
S302，将训练样本的激光诱导击穿光谱数据输入预测模型的堆叠式受限玻尔兹曼机构成的神经网络层，分别对每一层的受限玻尔兹曼机进行无监督训练；
S303，将训练样本通过训练完成的堆叠式受限玻尔兹曼机提取的特征以及训练样本的土壤重金属含量输入预测模型的有监督人工神经网络层，对预测模型的有监督人工神经网络层进行有监督的训练；
S304，利用重金属含量分析程序将测试样本的激光诱导击穿光谱数据输入预测模型，完成对土壤中重金属含量的分析。
本发明实施例提供的构造基于堆叠式受限玻尔兹曼机深度学习技术的预测模型的方法，包括：
(1)设置神经网络结构为四层，前三层由三个受限玻尔兹曼机模型堆叠构成，第四层采用BP网络作为有监督人工神经网络层；
(2)将训练样本的激光诱导击穿光谱数据作为第一层无监督神经网络层的输入，设置隐藏层的输出为100个隐层单元；
(3)将100个隐层单元作为第二层无监督神经网络层的输入；第二层无监督神经网络层的输出作为第三层无监督人工神经网络层的输入；第三层无监督神经网络层的输出作为第四层有监督人工神经网络层的输入。
实施例3
本发明实施例提供的利用养殖蚯蚓修复土壤重金属的生态检测方法如图1所示，作为优选实施例，如图5所示，本发明实施例提供的过蚯蚓培养基配制模块利用蚯蚓培养基配制程序进行蚯蚓培养基配制的方法包括：
S401，采集厨余垃圾，用水冲洗，粉碎后干燥、混合均匀，得到厨余垃圾干粉；
S402，将厨余垃圾干粉、牛粪、甘蔗渣按照质量比为3:2:1的比例进行混合，得到混合物；
S403，将混合物堆放在15-35℃环境中进行发酵，发酵时间为20-30天；
S404，发酵结束后，取混合物进行检测，当混合物pH值为7.5～8.0时停止发酵，得到蚯蚓培养基。
以上所述，仅为本发明较优的具体的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种利用养殖蚯蚓修复土壤重金属的生态检测方法，其特征在于，所述利用养殖蚯蚓修复土壤重金属的生态检测方法包括以下步骤：
步骤一，通过土壤收集模块利用土壤收集程序进行待修复区域土壤的收集；通过土壤检测模块将收集的土壤置于烘干箱中，设定烘干温度为70-80℃进行1-2h烘干，对烘干土壤进行粉碎，研磨，过80目筛，得到粉末状土壤；称取1g粉末状土壤，加入40ml浓度为0.2mol/L的醋酸和柠檬酸混合溶液中，得到待检测液；将待检测液进行超声浸提处理1-2h；使用0.3um过滤器对浸提处理后的待检测液进行过滤，并使用0.2mol/L醋酸钠缓冲液调节pH值至4.5，实现收集的土壤的浸提处理，得到样本溶液；
步骤二，将样本溶液注入集成微传感器的样本池中，所述集成微传感器的样本池的底部集成微传感器的工作电极、参比电极和对电极；将集成微传感器的电极导线与重金属检测仪连接，利用土壤检测程序采用差分脉冲溶出伏安技术进行电化学检测；将重金属检测仪获得的溶出伏安图和重金属检测结果进行存储和显示；
步骤三，通过重金属含量分析模块将土壤样本划分为训练样本和测试样本，使用光谱仪获取训练样本和测试样本的激光诱导击穿光谱数据；构造基于堆叠式受限玻尔兹曼机深度学习技术的预测模型；将训练样本的激光诱导击穿光谱数据输入预测模型的堆叠式受限玻尔兹曼机构成的神经网络层，并分别对每一层的受限玻尔兹曼机进行无监督训练；将训练样本通过训练完成的堆叠式受限玻尔兹曼机提取的特征以及训练样本的土壤重金属含量输入预测模型的有监督人工神经网络层，对预测模型的有监督人工神经网络层进行有监督的训练；利用重金属含量分析程序将测试样本的激光诱导击穿光谱数据输入预测模型，完成对土壤中重金属含量的分析；
步骤四，通过中央控制模块利用主控机控制所述利用养殖蚯蚓修复土壤重金属的生态检测系统各个模块的正常运行；通过蚯蚓培养基配制模块利用蚯蚓培养基配制程序进行蚯蚓培养基的配制：采集厨余垃圾，用水冲洗，粉碎后干燥、混合均匀，得到厨余垃圾干粉；将厨余垃圾干粉、牛粪、甘蔗渣按照质量比为3:2:1的比例进行混合，得到混合物；将混合物堆放在15-35℃环境中进行发酵，发酵时间为20-30天；发酵结束后，取混合物进行检测，当混合物pH值为7.5～8.0时停止发酵，得到蚯蚓培养基；
步骤五，通过翻耕模块利用翻耕程序在待修复区域铺设蚯蚓培养基，并将蚯蚓培养基翻入土壤中进行混匀；通过蚯蚓生活层构建模块利用蚯蚓生活层构建程序在待修复区域土壤上方进行覆膜，构建蚯蚓生活层；
步骤六，通过蚯蚓选择模块利用蚯蚓选择程序进行养殖蚯蚓的选择；通过蚯蚓清理模块利用蚯蚓清理程序对蚯蚓肠内物质进行清理；通过蚯蚓放养模块利用蚯蚓放养程序依照土壤中重金属含量分析结果进行清理后蚯蚓的放养；通过蚯蚓生活层管理模块利用蚯蚓生活层管理程序对蚯蚓生活层管理的温度、湿度进行管理；
步骤七，通过土壤收集模块利用土壤收集程序进行待修复区域修复后土壤的收集；通过土壤检测模块利用土壤检测程序对收集土壤的重金属含量进行检测；若土壤的重金属含量小于预设值，通过蚯蚓收集模块利用蚯蚓收集程序进行蚯蚓的收集。
2.如权利要求1所述利用养殖蚯蚓修复土壤重金属的生态检测方法，其特征在于，步骤一中，所述通过土壤收集模块利用土壤收集程序进行待修复区域土壤收集的方法，包括：
(1)在待修复区域进行多个采样点的设置，所述采样点包括待修复区域的两个边缘点以及一个中心点；
(2)在采样点深翻土壤，分别将表层土壤、-10cm土壤、-20cm土壤以及-40cm处的土壤进行收集。
3.如权利要求1所述利用养殖蚯蚓修复土壤重金属的生态检测方法，其特征在于，步骤二中，所述采用差分脉冲溶出伏安技术进行电化学检测的检测参数为：
沉积电势-1.2V；沉积时间：60s，扫描起始电位为-1.2V；扫描结束电位为0V；扫描频率：20Hz；扫描脉冲幅度：50mV；扫描脉冲宽度：20mV；扫描振幅：50mV；扫描步进电势：5mV。
4.如权利要求1所述利用养殖蚯蚓修复土壤重金属的生态检测方法，其特征在于，步骤三中，所述构造基于堆叠式受限玻尔兹曼机深度学习技术的预测模型的方法，包括：
(1)设置神经网络结构为四层，前三层由三个受限玻尔兹曼机模型堆叠构成，第四层采用BP网络作为有监督人工神经网络层；
(2)将训练样本的激光诱导击穿光谱数据作为第一层无监督神经网络层的输入，设置隐藏层的输出为100个隐层单元；
(3)将100个隐层单元作为第二层无监督神经网络层的输入；第二层无监督神经网络层的输出作为第三层无监督人工神经网络层的输入；第三层无监督神经网络层的输出作为第四层有监督人工神经网络层的输入。
5.如权利要求1所述利用养殖蚯蚓修复土壤重金属的生态检测方法，其特征在于，步骤六中，所述养殖蚯蚓为赤子爱胜蚯蚓。
6.如权利要求1所述利用养殖蚯蚓修复土壤重金属的生态检测方法，其特征在于，步骤六中，所述通过蚯蚓选择模块利用蚯蚓选择程序进行养殖蚯蚓选择的方法为：选择蚯蚓的体重为300-500mg，且有生殖环带的健康蚯蚓。
7.如权利要求1所述利用养殖蚯蚓修复土壤重金属的生态检测方法，其特征在于，步骤六中，所述通过蚯蚓清理模块利用蚯蚓清理程序对蚯蚓肠内物质进行清理的方法，包括：
(1)将蚯蚓洗净，置于底部铺有吸水纸的周转箱内；
(2)对吸水纸喷水使其浸湿，进行18-24h培养；
(3)将蚯蚓取出洗净、擦干。
8.一种应用如权利要求1～7任意一项所述的利用养殖蚯蚓修复土壤重金属的生态检测方法的利用养殖蚯蚓修复土壤重金属的生态检测系统，其特征在于，所述利用养殖蚯蚓修复土壤重金属的生态检测系统包括：
土壤收集模块，与中央控制模块连接，用于通过土壤收集程序进行待修复区域土壤的收集；
土壤检测模块，与中央控制模块连接，用于通过土壤检测程序对收集土壤的重金属含量进行检测；
重金属含量分析模块，与中央控制模块连接，用于通过重金属含量分析程序进行土壤中重金属含量的分析；
中央控制模块，与土壤收集模块、土壤检测模块、重金属含量分析模块、蚯蚓培养基配制模块、翻耕模块、蚯蚓生活层构建模块、蚯蚓选择模块、蚯蚓清理模块、蚯蚓放养模块、蚯蚓生活层管理模块、蚯蚓收集模块连接，用于通过主控机控制所述利用养殖蚯蚓修复土壤重金属的生态检测系统各个模块的运行；
蚯蚓培养基配制模块，与中央控制模块连接，用于通过蚯蚓培养基配制程序进行蚯蚓培养基的配制；
翻耕模块，与中央控制模块连接，用于通过翻耕程序在待修复区域铺设蚯蚓培养基，并将蚯蚓培养基翻入土壤中进行混匀；
蚯蚓生活层构建模块，与中央控制模块连接，用于通过蚯蚓生活层构建程序在待修复区域土壤上方进行覆膜，构建蚯蚓生活层；
蚯蚓选择模块，与中央控制模块连接，用于通过蚯蚓选择程序进行养殖蚯蚓的选择；
蚯蚓清理模块，与中央控制模块连接，用于通过蚯蚓清理程序对蚯蚓肠内物质进行清理；
蚯蚓放养模块，与中央控制模块连接，用于通过蚯蚓放养程序依照土壤中重金属含量分析结果进行清理后蚯蚓的放养；
蚯蚓生活层管理模块，与中央控制模块连接，用于通过蚯蚓生活层管理程序对蚯蚓生活层管理的温度、湿度进行管理；
蚯蚓收集模块，与中央控制模块连接，用于通过蚯蚓收集程序进行蚯蚓的收集。
9.一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施如权利要求1～7任意一项所述利用养殖蚯蚓修复土壤重金属的生态检测方法。
10.一种计算机可读存储介质，储存有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1～7任意一项所述利用养殖蚯蚓修复土壤重金属的生态检测方法。
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