[發明專利]農田土壤重金屬原位檢測及螯合捕集治理裝置及其應用

在審

• 申請號: 201610224383.X
• 申請日: 2016-04-10
• 公開（公告）號: CN107238649A
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發明（設計）人: 潘勝強
• 申請（專利權）人: 深圳多元拓展環?？萍加邢薰?/a>
• 主分類號: G01N27/42
• 分類號: G01N27/42;C02F1/52;C02F101/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.農田土壤重金屬原位檢測及螯合捕集治理裝置，其特征在于：

所述農田土壤重金屬原位檢測及螯合捕集治理一體化裝置由八大部分組成，分別為電源系統、控制系統、輸出系統、泵管系統、濾水系統、檢測系統、螯合系統及重金屬活化劑添加系統；

所述電源系統具備交流電接口和直流電接口，為整體裝置提供電源；

所述控制系統包括傳感器模塊、MCU 模塊及通信模塊，控制裝置采樣、檢測、數據采集、數據分析、數據輸出、交互信號傳輸、泵管系統等系統信號；

所述通信模塊包括有線通信接口、無線通信模塊及GPS模塊；

所述輸出系統通過有線或無線連接移動終端和/或電腦主機，實現控制、數據等通信信號的傳輸功能；

所述泵管系統由連接陶瓷濾池、檢測系統及螯合系統的管、泵、閥門組成，負責裝置內水體傳輸、計量；

所述濾水系統主要由陶瓷濾池、水位計及泵管系統組成，過濾土壤水溶液；所述陶瓷濾池由孔徑10~200μm的陶瓷濾膜鑄成；

所述檢測系統包括三電極體系、電磁攪拌體系、加標體系等，實現現場土壤信息參數的檢測功能；所述三電極體系可根據現場檢測需要選擇針對性電極，可采用不同電極測量重金屬元素、氧化還原電位、pH等現場土壤信息參數；所述加標體系包括標準儲備液池和可精密注射1μL的精密注射泵；

所述螯合系統由重金屬螯合柱管和出水緩沖池組成，負責重金屬離子的螯合捕集；所述螯合柱管內置固體不溶性螯合纖維或螯合樹脂；所述出水緩沖池帶有導管和出水管，導管位于底部，通過計量泵向檢測池泵送螯合處理后水體進行復檢；上部出水管輸出達標水體；

所述重金屬活化劑添加系統由活化劑儲備池和泵管系統組成，連接于出水緩沖池出水管下游。

2.如權利要求1所述農田土壤重金屬原位檢測及螯合捕集治理裝置，其特征在于：所述一體化裝置具有用于過濾土壤水溶液的陶瓷濾池，所述裝置可連接單一陶瓷濾池獨立成系統，也可以加大螯合系統處理規模同時連接多個陶瓷濾池。

3.如權利要求1所述農田土壤重金屬原位檢測及螯合捕集治理裝置，其特征在于：所述一體化裝置采用基于陽極溶出法的檢測系統，具備檢測、稀釋檢測、復檢及加標校驗功能，所述稀釋檢測有效拓寬了一體化裝置的整體測量范圍，所述加標校驗功能有效增加了一體化裝置的數據可靠性。

4.如權利要求1所述農田土壤重金屬原位檢測及螯合捕集治理裝置，其特征在于：所述一體化裝置具有重金屬螯合柱管，柱管內填充重金屬螯合樹脂，所述螯合樹脂功能基包括親水功能基和重金屬螯合功能基，親水功能基可由包括但不限于以下列舉的一種或多種組成，如羥基、羧酸基、磺酸基、硫酸基、磷酸基、氨基、季銨基、酰胺基、醚基、羧酸酯、醛基等；重金屬螯合功能基可由包括但不限于以下列舉的一種或多種組成，如巰基、磺酸基、氨基、氨基羧酸基團、肟類基團（肟基、羥肟基、偕胺肟基等）、冠醚類基團（單環冠醚基、穴醚基、雜環冠醚基團等）、偶氮類基團、水楊酸基、膦酸基、亞膦酸基、吡啶類基團、馬來酸環酞阱類基團、鄰位帶羥基的席夫堿類基團、三唑基基團、三嗪基基團、氨基硫代甲酸基、硫脲基、羥基喹啉基、巰基胺類基團、胍基基團、吡咯啉酮基團、羥氨羰基基團、肼類基團、β-二酮型基團等。

5.如權利要求1所述農田土壤重金屬原位檢測及螯合捕集治理裝置，其特征在于：所述一體化裝置具有人機交互功能，可通過有線或無線移動終端或電腦控制系統整體運行、輸出數據等。

6.如權利要求1所述農田土壤重金屬原位檢測及螯合捕集治理裝置，其特征在于：所述應用方法包括定期添加土壤重金屬活化劑步驟，所述土壤重金屬活化劑為土壤環境中易于自然降解化合物如檸檬酸等，活化劑為液體形態，其主要存在目的為從土壤固相中將重金屬萃取至土壤溶液，其對重金屬螯合能力小于所選擇的固體螯合樹脂對重金屬的螯合能力，活化劑種類視土壤中重金屬種類選擇，活化劑添加量視土壤中各種重金屬濃度確定，添加周期為活化劑在土壤中半衰期的3~5倍，活化劑的添加對土壤生態功能性不產生影響。