CN116448988A - 一种工业园区土壤污染监测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种工业园区土壤污染监测系统及方法，其中，系统包括：若干监控子系统、中央控制模块和终端模块；若干所述监控子系统设置在工业园区不同区域，所述监控子系统用于采集土壤污染物指标数据并处理，得到土壤污染数据；所述中央控制模块用于控制所述监控子系统的监测时间节点，所述中央控制模块还用于收集所述土壤污染数据，得到污染数据集；所述终端模块用于对所述污染数据集进行分析评估，得到土壤污染状况，并基于所述土壤污染状况发出预警。本申请实现了快速、精准、灵活的土壤污染监测。同时，该系统和方法也具有操作简便、成本低廉等优点，有着广泛的应用价值和市场前景。
Description
技术领域
本申请属于污染监测技术领域，具体涉及一种工业园区土壤污染监测系统及方法。
背景技术
工业园区是工业企业高度集聚和发展重要载体，目前，工业园区的快速发展给环境带来了一定压力，包括土壤污染等问题，有些工业园区原本被称为区域经济发展的引擎，现在却成了集污纳垢的代名词，园区内的土壤污染，往往也会造成周围环境和水资源的污染。传统的土壤污染监测方式需要耗费大量的人力和物力，成本较高，并且存在一定的误差。因此，对工业园区土壤污染进行自动化实时监测是十分必要的。
发明内容
本申请旨在解决现有技术的不足，提出一种工业园区土壤污染监测系统及方法，基于分布式的工业园区土壤污染监测，可以实现快捷高效的土壤环境监测，有效维护工业园区环境安全和稳定。
为实现上述目的，本申请提供了如下方案：
一种工业园区土壤污染监测系统，包括：若干监控子系统、中央控制模块和终端模块；
若干所述监控子系统设置在工业园区不同区域，所述监控子系统用于采集土壤污染物指标数据并处理，得到土壤污染数据；
所述中央控制模块用于控制所述监控子系统的监测时间节点，所述中央控制模块还用于收集所述土壤污染数据，得到污染数据集；
所述终端模块用于对所述污染数据集进行分析评估，得到土壤污染状况，并基于所述土壤污染状况发出预警。
优选的，所述监控子系统包括：污染物检测装置、第一数据处理装置和第一数据传输装置；
所述污染物检测装置用于采集不同种类污染物的指标数据；
所述第一数据处理装置用于将收集并整合所述指标数据，得到所述土壤污染数据；
所述第一数据传输装置用于将所述土壤污染数据发送至所述中央控制模块。
优选的，所述污染物检测装置包括：土壤采样装置和快速检测装置；
所述土壤采样装置用于采集监测区域内各监测节点的不同深度的土壤样本，并对所述土壤样本进行标注，再将标注后土壤样本送至所述快速检测装置中；
所述快速检测装置用于对所述标注后土壤样本进行指标检测，得到所述指标数据，其中，所述指标数据包括：重金属指标和有机污染物指标。
优选的，所述中央控制模块包括：第二数据处理装置和第二数据传输装置；
所述第二数据处理装置用于对所述土壤污染数据进行整合，得到所述污染数据集，所述第二数据处理装置还用于基于预设时间节点发出控制指令；
所述第二数据传输装置用于将所述污染数据集发送至所述终端模块，所述第二数据传输装置还用于将所述控制指令发送至所述土壤采样装置中。
优选的，所述终端模块包括：第三数据处理装置、预警装置和显示装置；
所述第三数据处理装置用于对所述污染数据集进行分析评估，得到所述土壤污染状况；
所述预警装置用于基于所述土壤污染状况发出预警信号；
所述显示装置用于将所述土壤污染状况进行可视化处理，并基于预警信号发出预警提示。
本申请还提供了一种工业园区土壤污染监测方法，包括以下步骤：
采集土壤污染物指标数据并处理，得到土壤污染数据；
收集所述土壤污染数据，得到污染数据集；
对所述污染数据集进行分析评估，得到土壤污染状况，并基于所述土壤污染状况发出预警。
优选的，得到所述土壤污染数据的方法包括：
采集不同种类污染物的指标数据；
将收集并整合所述指标数据，得到所述土壤污染数据。
优选的，得到所述指标数据的方法包括：
采集监测区域内各监测节点的不同深度的土壤样本，并对所述土壤样本进行标注；
对所述标注后土壤样本进行指标检测，得到所述指标数据，其中，所述指标数据包括：重金属指标和有机污染物指标。
与现有技术相比，本申请的有益效果为：
本申请实现了快速、精准、灵活的土壤污染监测。同时，该系统和方法也具有操作简便、成本低廉等优点，有着广泛的应用价值和市场前景。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面对实施例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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例的系统结构示意图；
图2为本申请实施例的方法流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。
实施例一
在本实施例中，如图1所示，一种工业园区土壤污染监测系统，包括：若干监控子系统、中央控制模块和终端模块；
若干监控子系统设置在工业园区不同区域，监控子系统用于采集土壤污染物指标数据并处理，得到土壤污染数据。在本实施例中，若干监控子系统可以按照工业园区中功能区划进行布置，比如：可以在工业原料入口周围、工业废物出口周围布置多个监测节点，在生活区周围可以少量布置监测节点，每个监测节点中设置一个监控子系统。
监控子系统包括：污染物检测装置、第一数据处理装置和第一数据传输装置；污染物检测装置用于采集不同种类污染物的指标数据；第一数据处理装置用于将收集并整合指标数据，得到土壤污染数据；数据传输装置用于将土壤污染数据发送至中央控制模块。其中，污染物检测装置包括：土壤采样装置和快速检测装置；土壤采样装置用于采集监测区域内各监测节点的不同深度的土壤样本，并对土壤样本进行标注，再将标注后土壤样本送至快速检测装置中，本实施例中，在完成土壤样本的采样后，首先按照监测节点对样本进行初步标注，明确样本的来源区域，再基于采样时的深度对初步标注后的样本进一步标注，明确样本的空间位置。快速检测装置用于对标注后土壤样本进行指标检测，得到指标数据，其中，指标数据包括：重金属指标和有机污染物指标。本实施例中，快速检测装置可以使用土壤现场监测传感器和气相色谱仪；土壤现场监测传感器用于检测土壤样本的重金属种类和浓度，即重金属指标，气相色谱仪用于检测土壤样本的有机污染物种类和浓度，即有机污染物指标。
进一步的，第一数据处理装置可选用STM32单片机，用来将重金属指标和有机污染物指标进行初步的筛选，去除明显错误的数据，再将处理后的数据进行整合，得到土壤污染数据。第一数据传输装置可选用无线通讯装置，用于将土壤污染数据传输至中央控制模块中。
中央控制模块用于控制监控子系统的监测时间节点，中央控制模块还用于收集土壤污染数据，得到污染数据集。
中央控制模块包括：第二数据处理装置和第二数据传输装置；第二数据处理装置用于对土壤污染数据进行整合，得到污染数据集，第二数据处理装置还用于基于预设时间节点发出控制指令；第二数据传输装置用于将污染数据集发送至终端模块，第二数据传输装置还用于将控制指令发送至土壤采样装置中。
在本实施例中，第二数据处理装置可选用上位机装置，具体整合过程为：建立各监测节点的土壤污染数据和监测装置的标注映射关系，根据建立的映射关系，采用样本聚类方法对各个监测装置采集的土壤污染数据进行整合，得到污染数据集。另一方面，上位机还可以按照预设的时间节点自动控制监测模块进行土壤样本采集和检测。第二数据传输装置可选用无线通讯装置，用于将污染数据集传输至终端模块。
终端模块用于对污染数据集进行分析评估，得到土壤污染状况，并基于土壤污染状况发出预警。
终端模块包括：第三数据处理装置、预警装置和显示装置；第三数据处理装置用于对污染数据集进行分析评估，得到土壤污染状况；预警装置用于基于土壤污染状况发出预警信号；显示装置用于将土壤污染状况进行可视化处理，并基于预警信号发出预警提示。
在本实施例中，第三数据处理装置可选用云服务器，具体评估过程为：基于土壤污染标准构建污染等级评价表，通过对污染数据集进行拆解，得到每个监测节点的土壤污染数据，再基于污染等级评价表和每个监测节点的土壤污染数据进行对比，得到每个监测节点的土壤污染状况。其中，污染等级包括：无预警等级、低预警等级、较低预警等级、中预警等级、高预警等级、较高预警等级及巨高预警等级；单个节点土壤污染预警等级评价：首先确定该点所有土壤样本中污染物[a1,a2,...,an]的预警等级Li，然后汇总合集L＝{L1,L2,...,Ln}并排序，取最高预警等级作为该节点的土壤污染预警等级，按照相同方法，确定园区内所有监测节点的土壤污染预警等级，并整合得到整体的土壤污染状况。预警装置通过提取土壤污染状况中每个监测节点的团污染预警等级，发出相应的预警信号。显示装置将土壤污染状况按照表格形式进行可视化处理，并基于预警信号向工作人员发出提示。
实施例二
在本实施例中，如图2所示，一种工业园区土壤污染监测方法，包括以下步骤：
S1.采集土壤污染物指标数据并处理，得到土壤污染数据。
获得土壤污染数据的方法包括：采集不同种类污染物的指标数据；将收集并整合所述指标数据，得到所述土壤污染数据。
得到指标数据的方法包括：采集监测区域内各监测节点的不同深度的土壤样本，并对所述土壤样本进行标注，再将标注后土壤样本送至所述快速检测装置中；对所述标注后土壤样本进行指标检测，得到所述指标数据，其中，所述指标数据包括：重金属指标和有机污染物指标。
S2.收集土壤污染数据，得到污染数据集。
采集监测区域内各监测节点的不同深度的土壤样本，首先按照监测节点对样本进行初步标注，明确样本的来源区域，再基于采样时的深度对初步标注后的样本进一步标注，明确样本的空间位置，再对标注后土壤样本采集不同种类污染物的指标数据，其中，指标数据包括：重金属指标和有机污染物指标。进一步的，将重金属指标和有机污染物指标进行初步的筛选，去除明显错误的数据，再将处理后的数据进行整合，得到土壤污染数据。
S3.对污染数据集进行分析评估，得到土壤污染状况，并基于土壤污染状况发出预警。
在本实施例中，具体评估过程为：基于土壤污染标准构建污染等级评价表，通过对污染数据集进行拆解，得到每个监测节点的土壤污染数据，再基于污染等级评价表和每个监测节点的土壤污染数据进行对比，得到每个监测节点的土壤污染状况。其中，污染等级包括：无预警等级、低预警等级、较低预警等级、中预警等级、高预警等级、较高预警等级及巨高预警等级；单个节点土壤污染预警等级评价：首先确定该点所有土壤样本中污染物[a1,a2,...,an]的预警等级Li，然后汇总合集L＝{L1,L2,...,Ln}并排序，取最高预警等级作为该节点的土壤污染预警等级，按照相同方法，确定园区内所有监测节点的土壤污染预警等级，并整合得到整体的土壤污染状况。
将土壤污染状况按照表格形式进行可视化处理，提取土壤污染状况中每个监测节点的团污染预警等级，发出相应的预警信号，并基于预警信号向工作人员发出提示。
以上所述的实施例仅是对本申请优选方式进行的描述，并非对本申请的范围进行限定，在不脱离本申请设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本申请的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本申请权利要求书确定的保护范围内。
Claims (8)
1.一种工业园区土壤污染监测系统，其特征在于，包括：若干监控子系统、中央控制模块和终端模块；
若干所述监控子系统设置在工业园区不同区域，所述监控子系统用于采集土壤污染物指标数据并处理，得到土壤污染数据；
所述中央控制模块用于控制所述监控子系统的监测时间节点，所述中央控制模块还用于收集所述土壤污染数据，得到污染数据集；
所述终端模块用于对所述污染数据集进行分析评估，得到土壤污染状况，并基于所述土壤污染状况发出预警。
2.根据权利要求1所述一种工业园区土壤污染监测系统，其特征在于，所述监控子系统包括：污染物检测装置、第一数据处理装置和第一数据传输装置；
所述污染物检测装置用于采集不同种类污染物的指标数据；
所述第一数据处理装置用于将收集并整合所述指标数据，得到所述土壤污染数据；
所述第一数据传输装置用于将所述土壤污染数据发送至所述中央控制模块。
3.根据权利要求2所述一种工业园区土壤污染监测系统，其特征在于，所述污染物检测装置包括：土壤采样装置和快速检测装置；
所述土壤采样装置用于采集监测区域内各监测节点的不同深度的土壤样本，并对所述土壤样本进行标注，再将标注后土壤样本送至所述快速检测装置中；
所述快速检测装置用于对所述标注后土壤样本进行指标检测，得到所述指标数据，其中，所述指标数据包括：重金属指标和有机污染物指标。
4.根据权利要求3所述一种工业园区土壤污染监测系统，其特征在于，所述中央控制模块包括：第二数据处理装置和第二数据传输装置；
所述第二数据处理装置用于对所述土壤污染数据进行整合，得到所述污染数据集，所述第二数据处理装置还用于基于预设时间节点发出控制指令；
所述第二数据传输装置用于将所述污染数据集发送至所述终端模块，所述第二数据传输装置还用于将所述控制指令发送至所述土壤采样装置中。
5.根据权利要求1所述一种工业园区土壤污染监测系统，其特征在于，所述终端模块包括：第三数据处理装置、预警装置和显示装置；
所述第三数据处理装置用于对所述污染数据集进行分析评估，得到所述土壤污染状况；
所述预警装置用于基于所述土壤污染状况发出预警信号；
所述显示装置用于将所述土壤污染状况进行可视化处理，并基于预警信号发出预警提示。
6.一种工业园区土壤污染监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
采集土壤污染物指标数据并处理，得到土壤污染数据；
收集所述土壤污染数据，得到污染数据集；
对所述污染数据集进行分析评估，得到土壤污染状况，并基于所述土壤污染状况发出预警。
7.根据权利要求6所述一种工业园区土壤污染监测方法，其特征在于，得到所述土壤污染数据的方法包括：
采集不同种类污染物的指标数据；
将收集并整合所述指标数据，得到所述土壤污染数据。
8.根据权利要求7所述一种工业园区土壤污染监测方法，其特征在于，得到所述指标数据的方法包括：
采集监测区域内各监测节点的不同深度的土壤样本，并对所述土壤样本进行标注；
对所述标注后土壤样本进行指标检测，得到所述指标数据，其中，所述指标数据包括：重金属指标和有机污染物指标。
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| CN202310539975.0A CN116448988A (zh) | 2023-05-15 | 2023-05-15 | 一种工业园区土壤污染监测系统及方法 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN113780820A (zh) * | 2021-09-13 | 2021-12-10 | 宝航环境修复有限公司 | 一种土壤污染风险管控用土壤表层生态构建方法及装置 |
| CN118393111A (zh) * | 2024-04-25 | 2024-07-26 | 山东济宁丰泽农业科技有限公司 | 一种土壤污染状况采样监测数据分析方法 |
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2023
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| CN118393111B (zh) * | 2024-04-25 | 2024-10-01 | 山东济宁丰泽农业科技有限公司 | 一种土壤污染状况采样监测数据分析方法 |
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