[發明專利]一種富營養化灘涂沉積物生境修復信息處理系統及方法

有效

• 申請號: 201910658854.1
• 申請日: 2019-07-22
• 公開（公告）號: CN110412244B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 羅叢強;王素欽;毛亮
• 申請（專利權）人: 湖南文理學院
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01N15/06;B09C1/10
• 代理公司: 重慶市信立達專利代理事務所(普通合伙) 50230
• 代理人: 陳炳萍

1.一種富營養化灘涂沉積物生境修復信息處理方法，其特征在于，所述富營養化灘涂沉積物生境修復信息處理方法包括：

第一步，利用檢測設備檢測灘涂沉積物成分；利用實驗設備檢測灘涂沉淀物中的污染物；利用粒度檢測設備檢測灘涂沉積物粒度數據；

第二步，利用數據處理程序對檢測的富營養化灘涂沉積物粒度數據進行處理；

第三步，利用抽樣設備抽取沉淀物；利用篩選器將灘涂沉積物中分離、篩選獲得的反硝化菌株的菌液加入至富集培養液中，收集菌液；

第四步，利用加熱器將海藻酸鈉與海水混合，加熱溶解后立即加入淀粉、皂土、沸石粉和貝殼砂，充分攪拌混勻，冷卻至室溫，得到固定液；

第五步，將菌液和固定液混勻，磁力攪拌快速地滴入氯化鈣溶液中，得到圓形或橢圓形膠粒，并施用于沉積物中進行修復；同時對灘涂沉積物翻耕40厘米并壓沙3厘米；向灘涂沉積物中投放外援微生物、酶或培養基質；

第六步，利用顯示器顯示檢測的灘涂沉積物成分、沉淀物中的污染物、灘涂沉積物粒度數據圖像；

所述顯示檢測的灘涂沉積物成分、沉淀物中的污染物、灘涂沉積物粒度數據方法包括：

旋轉切割灘涂沉積物成分、沉淀物中的污染物、灘涂沉積物粒度數據圖像I，得到包含折邊的小圖；

實際拍攝的折角圖像I中，折角開口向上，折角90度左右，左右折邊與豎直方向的夾角45度左右，折角頂點V位于圖像I中心附近，位于灘涂沉積物成分、沉淀物中的污染物、灘涂沉積物粒度數據圖像I的右側上方鋼板折邊為L₁，左側上方折邊為L₂；

順時針旋轉灘涂沉積物成分、沉淀物中的污染物、灘涂沉積物粒度數據圖像α＝45度得到圖像I′，計算頂點V旋轉后的頂點V′；

延頂點V′向上取長條形小圖S₂包含折邊L₂′，延頂點V′向右取長條形小圖S₁，將圖S₁轉置并進行垂直翻轉得到圖S₁′，使得折邊L₁′在圖S₁′中接近豎直方向，折角的外側邊緣位于左側；

對于圖像S₁′檢測邊緣點，并進行第一次篩選；

分別使用t*t大小的水平與垂直方向梯度模板與圖像S₁′進行卷積，篩選出水平梯度大于一定閾值T_G，垂直梯度小于一定閾值T′_G的邊緣點集合P₀；

圖像I中的折邊內部灰度均值g偏高g∈[g1，g2]，背景灰度均值g偏低g∈[g3，g4]，由于圖像S′₁中折邊L′₁處于豎直位置，故L′₁左側邊緣E_L的左邊是背景，E_L的右邊是折邊內部，根據邊緣點左、右側的灰度均值g進一步篩選邊緣點，得到左側邊緣E_L的邊緣點集合P_L0，同理得到右側邊緣E_R的邊緣點集合P_R0；

所述富營養化灘涂沉積物生境修復信息處理方法的污染物檢測方法如下：

(1)從待檢測的水體中對沉積物進行采樣，將采樣后的沉積物用破碎設備進行破碎，過濾，獲得待檢測樣本；

(2)將待檢測樣本進行攪拌，加入一定質量濃度的氯化鈉溶液進行混合；

(3)向步驟(2)中混合后的待檢測樣本加入吸附劑，進行攪拌，使其混合均勻；

(4)向步驟(3)中混合后的待檢測樣本中不斷加入蒸餾水進行沖洗；

(5)向步驟(4)中沖洗后的待檢測樣本中加入氧化鋁-硅膠，并攪拌均勻，靜置一段時間；

(6)將步驟(5)中靜置后的待檢測樣本進行吸附，萃取，即可獲得沉積物中是否存在有機污染物；

所述富營養化灘涂沉積物生境修復信息處理方法的粒度數據處理方法如下：

1)通過數據處理程序獲取待處理的沉積物粒度數據和站位數據；沉積物粒度數據包括：粒徑值；所述站位數據包括：站點位置信息；進行站位匹配，以將所述站點位置信息賦給所述沉積物粒度數據；計算所述沉積物粒度數據的粒級百分含量之和；根據所述粒級百分含量之和區分有效數據和無效數據；按等比校正所述有效數據至粒級百分含量100％，并刪除所述無效數據；

2)根據所述沉積物粒度數據通過算法模型計算得到沉積物的粒度參數數據和組分百分含量；所述算法模型使用的算法為圖解法或矩法；所述粒度參數數據包括平均粒徑、中值粒徑、分選系數、偏態和峰態中的至少一種；

3)根據所述組分百分含量通過預先設定的命名方法對沉積物進行定名；

所述富營養化灘涂沉積物生境修復的系統包括：

沉淀物成分檢測模塊，與中央控制模塊連接，用于通過檢測設備檢測灘涂沉積物成分；

污染物檢測模塊，與中央控制模塊連接，用于通過實驗設備檢測灘涂沉淀物中的污染物；

沉淀物粒度檢測模塊，與中央控制模塊連接，用于通過粒度檢測設備檢測灘涂沉積物粒度數據；

中央控制模塊，與沉淀物成分檢測模塊、污染物檢測模塊、沉淀物粒度檢測模塊、粒度數據處理模塊、抽樣模塊、篩選模塊、加熱溶解模塊、修復模塊、顯示模塊連接，用于通過單片機控制各個模塊正常工作；

粒度數據處理模塊，與中央控制模塊連接，用于通過數據處理程序對檢測的富營養化灘涂沉積物粒度數據進行處理；

抽樣模塊，與中央控制模塊連接，用于通過抽樣設備抽取沉淀物；

篩選模塊，與中央控制模塊連接，用于通過篩選器將灘涂沉積物中分離、篩選獲得的反硝化菌株的菌液加入至富集培養液中，收集菌液；

加熱溶解模塊，與中央控制模塊連接，用于通過加熱器將海藻酸鈉與海水混合，加熱溶解后立即加入淀粉、皂土、沸石粉和貝殼砂，充分攪拌混勻，冷卻至室溫，得到固定液；

修復模塊，與中央控制模塊連接，用于將菌液和固定液混勻，磁力攪拌快速地滴入氯化鈣溶液中，得到圓形或橢圓形膠粒，并施用于沉積物中進行修復；

顯示模塊，與中央控制模塊連接，用于通過顯示器顯示檢測的灘涂沉積物成分、沉淀物中的污染物、灘涂沉積物粒度數據。

2.一種應用權利要求1所述富營養化灘涂沉積物生境修復信息處理方法的信息數據處理終端。