[发明专利]一种快速检测土壤中重金属含量及空间分布的方法与装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测土壤中重金属含量的方法及装置，特别涉及一种快速检测土壤中重金属含量及空间分布的方法及装置。 

背景技术

土壤是自然地理要素之一，是植物生长和人类居住的场所，土壤中重金属的污染不仅影响土壤的性质，而且关系到植物、动物甚至人类的健康，而且土壤一旦被重金属污染，就很难彻底消除。在工矿业和农业活动及城市化进程的影响下，土壤重金属不断累积，污染程度加重，危害日趋严重。当前我国以进入环境污染事故的高发期，重金属污染事故时有发生，对人类安全造成了很大危害，所以急需一种可以快速测定土壤重金属污染的方法。 

现有的传统测定土壤重金属含量的方法通常是先到污染地点采集土壤样品，后将土壤样品带回实验室进行相应的前处理与化学分析，此类方法采样分析成本高，浪费大量人力物力，对样品的前处理繁琐且时间长，对样品有破坏性，且针对不同重金属需要采用不同的分析处理方法，实验准确性受人为操作因素影响，实验对检测人员的健康有一定的影响。此外，目前土壤重金属缺乏现场检测技术，而且现场检测结果时常受到各种不同场地条件的影响，精确度不高，某些现场测定土壤重金属浓度的检测方法对重金属的浓度有要求，只能对特定浓度范围内的重金属污染进行测定，超过浓度范围的重金属污染测得的数据不准确，例如激光诱导等离子体光谱技术只在测定含量低于300ppm的元素时较为准确。 

发明内容

本发明的目的是：减化了传统土壤重金属浓度检测过程中复杂的实验操作，降低了对操作人员的专业技能要求，提供一种快速、简捷、经济、对样品不具有破坏性的快速检测土壤中重金属含量及空间分布的方法。 

实现本发明目的的技术方案是：一种快速检测土壤中重金属浓度及空间分布的方法，具有如下步骤： 

A)在待测点所在区域城市范围内运用网格布点法，网格间距30m进行布点，布点 数量≥20，对所布点进行取样，检测各布点的土壤磁学参数，用原子吸收光谱法测定待测点目标重金属浓度值，根据所布点土壤磁学参数与目标重金属浓度值运用SPSS软件进行逐步回归得到目标重金属浓度与磁学参数关系式，提取该关系式系数a、b、c、d、e、f，即为目标重金属浓度的运算公式中的运算参数的具体数值 

B)测定待测点土壤的磁学参数，分别测量：磁化率(χ)、频率磁化率(χ_fd)、非磁滞剩磁磁化率(X_ARM)、饱和等温剩磁(SIRM)、软等温剩磁(IRM_20mT)； 

C)根据步骤B)得到的磁学参数，及步骤A)所得的a、b、c、d、e、f，运算出待测点土壤目标重金属浓度，重金属浓度的运算公式为y＝a+b*X_fd+c*XARM+d*X+e*IRM_20mT+f*SIRM； 

D)确定待测点地理坐标及海拔高度； 

E)将步骤C得到的重金属浓度值与步骤D)确定的待测区域的地形及土地利用电子地图相结合，运用GIS系统生成可视化的土壤重金属含量空间分布图。 

上述的快速检测土壤中重金属浓度及空间分布的方法，所述目标重金属为Al，Ti，Se，Ga，Li，V，Cu，Cd，Co，As，Sb，Mo，Sn，Au，Fe，Ag，Sc，Ba，Bi，Pb，Zn，Ni，Cr，Hg，Mn，Be，Pt，Pd中一种。 

上述的快速检测土壤中重金属浓度及空间分布的方法，所述步骤B)采用磁化率仪测定磁化率(X)和频率磁化率(Xfd)；采用交变退磁仪测定非磁滞剩磁磁化率(X_ARM)；脉冲磁化仪测定饱和等温剩磁(SIRM)；旋转磁力仪测定软等温剩磁(IRM_20mT)。 

上述的快速检测土壤中重金属浓度及空间分布的方法，所述步骤C)采用北斗卫星导航系统(BDS)测定待测点的地理坐标和海拔高度。 

一种实现上述方法的快速检测土壤中重金属浓度及空间分布的方法装置，其组成为：磁学参数测量装置，BDS导航系统，计算模块及数显操作屏，GIS可视化系统；所述磁学参数测量装置为便携式磁化率仪、交变退磁仪、脉冲磁化仪、旋转磁力仪中一个或多个；所述磁学参数测量装置及BDS导航系统输出端连接计算模块的输入端，计算模块输出端连接GIS可视化系统输入端。