[发明专利]土壤重金属污染快速定量检测方法

说明书

本发明涉及地球物理勘探技术领域，公开了一种土壤重金属污染快速定量检测技术，利用被重金属污染的土壤层与未被污染土壤层二者间磁导率等参数的差异，通过在地面进行方波脉冲激发地下重金属污染土壤层，检测污染土壤层产生的电磁感应二次场，并根据这一随时间衰减变化的感应二次场曲线特征，计算提取出被重金属污染土壤程度信息，本发明的土壤重金属污染快速定量检测方法具有检测灵敏度高、成本低、周期短、无损检测、检测范围大、能够进行大区域整体检测的有益效果。

技术领域

本发明涉及电磁检测技术领域，尤其涉及一种土壤重金属污染快速定量检测方法。

背景技术

目前对土壤重金属污染检测方法，多采用开挖土壤层获取样本的直接化验分析和测定土壤电阻率等间接检测方法。虽然这些方法检测精度较高，但成本高、周期长、工作量大，检测范围有限难以进行大区域整体检测。例如：中国专利申请公告号CN106645319A，申请公布日2017年5月10日，发明创造名称为一种基于集成微传感器的土壤重金属检测方法及系统，包括包括集成微传感器和重金属检测仪，其不足之处在于，该装置的首先对土壤样本进行浸提处理，并将过滤后的土壤浸提液注入传感器样本池，然后采用差分脉冲溶出伏安技术对土壤中的铅、镉重金属进行定量和定性检测，配合重金属快速检测仪使用，实现土壤中铅、镉的快速实时检测，该方法成本高、周期长，检测范围有限难以进行大区域整体检测。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的成本高、周期长，检测范围有限难以进行大区域整体检测的不足，提供了一种成本低、周期短、检测范围大、无损检测、能够进行大区域整体检测土壤重金属污染快速定量检测方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

土壤重金属污染快速定量检测方法，包括地面放置发射线圈T和接收线圈R，包括以下步骤：

S1：将交变电流I₁＝I₀e^iωt通入发射线圈T中，则在周围产生一次交变磁场H₁＝H₀e^iωt；

S2：假定埋于地下重金属污染源为一实心圆柱，则在其中形成的感应电动势：

其中M为发射线圈与重金属污染源的互感系数；

S3：假定埋于地下重金属污染源为由电阻(R)和电感(L)组成的闭合回路，那么在该闭合回路的感应电流I₂为：

感应电流I₂在周围空间产生的感应二次场H₂：

式中G为几何因子，令变换则得

再把上式改写成：令则可把上式改写成拉普拉斯变换式：

S4：设发射时间为t的单个方波脉冲函数：

则有B₀(t)＝1-U(t-t₀)，式中U(t-t₀)为单位阶跃函数：

则有拉氏变换为：

S5：根据拉氏变换的褶积性质则有：

式中为拉氏逆变换符号，即