一種土壤環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種土壤環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)。所述檢測系統(tǒng)包括檢測模塊和數(shù)據(jù)處理模塊；檢測模塊包括檢測筒、視頻監(jiān)測器和行為信號采集裝置；視頻監(jiān)測器和行為信號采集裝置設(shè)置在檢測筒內(nèi)部；視頻監(jiān)測器和行為信號采集裝置分別與數(shù)據(jù)處理模塊連接。本實(shí)用新型所述土壤環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)，通過受試動物的行為信號直觀的反映土壤污染情況，同時還能檢測土壤自身生態(tài)系統(tǒng)對污染物的自我處理能力；顛覆了傳統(tǒng)的只通過電子傳感器或者實(shí)驗(yàn)室成分分析的方法，單純的檢測土壤成分的土壤檢測方法。
【專利說明】
一種土壤環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
:
[0001]本實(shí)用新型涉及一種土壤環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)，屬于土壤環(huán)境監(jiān)測的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
:
[0002]隨著社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，污染問題隨之出現(xiàn)，其中，土壤污染問題也是越發(fā)嚴(yán)重，無論是重金屬污染還是有機(jī)污染物污染都會對土壤中的動植物造成影響，并沿食物鏈傳遞，進(jìn)而威脅人類生存和發(fā)展。目前，對土壤生態(tài)系統(tǒng)，缺乏有效地監(jiān)控，不能對土壤環(huán)境進(jìn)行實(shí)時的監(jiān)測和預(yù)警，因此，能夠快速有效地監(jiān)測土壤環(huán)境質(zhì)量顯得越發(fā)的重要。
[0003]生物行為變化與周圍環(huán)境存在一定的相關(guān)關(guān)系。生物可以通過行為機(jī)制的調(diào)節(jié)在很大程度上將體內(nèi)環(huán)境和外界環(huán)境保持一致。因此，隨著環(huán)境內(nèi)某些影響因子變化或影響力的升高，土壤動物通過自身行為機(jī)制調(diào)節(jié)，短期內(nèi)維持體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，并逐步適應(yīng)環(huán)境，最大限度的避免遭受污染的水環(huán)境對自身造成急性損傷?？傊参锟梢院芎玫谋碚魍寥拉h(huán)境變化，土壤動物面對土壤環(huán)境壓力具有較大的敏感性。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中對土壤環(huán)境的檢測都是通過電子傳感器配合控制終端實(shí)現(xiàn)或者通過實(shí)驗(yàn)室成分化驗(yàn)分析的方法實(shí)現(xiàn)。例如，中國專利CN204807500U公開了一種土壤監(jiān)測系統(tǒng)，包括土壤監(jiān)測模塊、通信模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、預(yù)警模塊和報(bào)表輸出模塊;可以監(jiān)控土壤狀況，方便土壤信息管理。電子傳感器的土壤檢測只是對土壤成分的單一檢測，無法對整個土壤環(huán)境的生態(tài)系統(tǒng)作出檢測和評價;而實(shí)際情況中，大多數(shù)的土壤污染成分可以通過土壤自身的生態(tài)系統(tǒng)而消除。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中，針對水生生物已經(jīng)有較為成熟的行為信號采集裝置一利用電場變化的方式采集行為信號，并在線分析的生物傳感器。然而針對土壤環(huán)境卻缺乏一種快捷，簡便的監(jiān)測技術(shù)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】:
[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種土壤環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)。
[0007]本實(shí)用新型的技術(shù)方案:
[0008]—種土壤環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括檢測模塊和數(shù)據(jù)處理模塊;檢測模塊包括檢測筒、視頻監(jiān)測器和行為信號采集裝置;視頻監(jiān)測器和行為信號采集裝置設(shè)置在檢測筒內(nèi)部；視頻監(jiān)測器和行為信號采集裝置分別與數(shù)據(jù)處理模塊連接。
[0009]優(yōu)選的，視頻監(jiān)測器和行為信號采集裝置分別設(shè)置在檢測筒的頂部和底部。
[0010]優(yōu)選的，行為信號采集裝置為電場生物傳感器或磁場生物傳感器。電場或磁場生物傳感器(E/M Fields B1sensor)能通過對一定范圍內(nèi)的磁場或電場信號干擾程度對生物行為信號進(jìn)行捕捉分析。
[0011]優(yōu)選的，檢測筒包括筒體、桶蓋、筒底和設(shè)置在筒體內(nèi)的隔離濾網(wǎng)；筒體、桶蓋和隔離濾網(wǎng)圍成的空間為植物生長區(qū)；筒體、桶底和隔離濾網(wǎng)圍成的空間為動物生長區(qū)。
[0012]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述筒底和桶蓋分別為濾網(wǎng)筒底和透明桶蓋;透明桶蓋上設(shè)置有氣孔。氣孔確保筒體內(nèi)氣體流通。
[0013]優(yōu)選的，所述檢測模塊包括多個檢測筒。
[0014]一種利用上述系統(tǒng)進(jìn)行土壤環(huán)境在線監(jiān)測的方法，包括步驟如下:
[0015]I)裝入土壤樣本；
[0016]將待檢測的不同的土壤樣本裝入不同的筒體中得到多個實(shí)驗(yàn)組；
[0017]2)選擇受試植物和受試動物；
[0018]將受試植物植入筒體中的土壤樣本，受試動物放入筒體中的土壤樣本;不同的筒體中分別設(shè)置不同的受試植物;在不同的監(jiān)測器內(nèi)放入不同生長期的受試植物，利用不同時期受試植物的生長狀態(tài)來衡量土壤環(huán)境。
[0019]3)視頻監(jiān)測受試植物的生長狀態(tài)信息；
[0020]通過視頻監(jiān)測器觀察和記錄受試植物的生長狀態(tài)信息；
[0021]4)受試動物行為彳目號米集；
[0022]行為信號采集裝置采集受試動物的行為信號信息；如果受試動物的行為信號強(qiáng)度不斷降低，則相應(yīng)的土壤樣本有污染且通過土壤自身生態(tài)環(huán)境無法恢復(fù);如果受試動物的行為信號強(qiáng)度先降后升，則相應(yīng)的土壤樣本有污染但通過土壤自身生態(tài)環(huán)境可以恢復(fù);如果受試動物的行為信號強(qiáng)度保持不變，則相應(yīng)的土壤樣本無污染。動物的行為信號反映了動物的生命狀態(tài)，進(jìn)而反映了土壤的污染狀態(tài)。
[0023]優(yōu)選的，所述土壤環(huán)境在線監(jiān)測的方法還包括設(shè)置對照組的步驟:設(shè)置一個空白對照組，空白對照組為裝有無污染土壤的筒體。空白對照組用來得到受試動物的行為信號的參考值，將實(shí)驗(yàn)組中受試動物的行為強(qiáng)度與空白對照組中受試動物的行為強(qiáng)度進(jìn)行比較，確定行為信號強(qiáng)度發(fā)生變化的實(shí)驗(yàn)組。
[0024]優(yōu)選的，所述土壤環(huán)境在線監(jiān)測的方法還包括存儲受試植物的生長狀態(tài)信息和受試動物的行為信號信息的步驟。利用存儲的信息可進(jìn)行后期大數(shù)據(jù)分析。
[0025]優(yōu)選的，受試植物為擬南芥，受試動物為蚯蚓。在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行培育繁殖，擬南芥作為一種模式生物有較好的研究價值，能夠很好地表征土壤環(huán)境。
[0026]蚯蚓是對土壤環(huán)境十分敏感，無論是移動還是進(jìn)食都與土壤密切相關(guān)，能夠很好地表征土壤環(huán)境質(zhì)量，在較低污染物的脅迫下，就會產(chǎn)生刺激，甚至表現(xiàn)出較強(qiáng)的毒理學(xué)特征。可以利用不同生長時期的蚯蚓，分別放入四個監(jiān)測器內(nèi)，監(jiān)測行為強(qiáng)度變化，評估土壤環(huán)境狀況。
[0027]優(yōu)選的，受試植物的生長狀態(tài)信息包括，種子發(fā)芽率、葉片顏色、株高、分蘗情況信息和形態(tài)變化信息。
[0028]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0029]1、本實(shí)用新型所述土壤環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)，通過受試動物的行為信號直觀的反映土壤污染情況，同時還能檢測土壤自身生態(tài)系統(tǒng)對污染物的自我處理能力;顛覆了傳統(tǒng)的只通過電子傳感器或者實(shí)驗(yàn)室成分分析的方法，單純的檢測土壤成分的土壤檢測方法；
[0030]2、本實(shí)用新型所述土壤環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)，通過分析動、植物的行為與環(huán)境質(zhì)量之間的關(guān)系，實(shí)時監(jiān)控土壤環(huán)境;利用植物生長指標(biāo)以及動物的行為指標(biāo)對土壤環(huán)境進(jìn)行全方位的評估，最終實(shí)現(xiàn)土壤環(huán)境的定性和半定量分析。
【附圖說明】
[0031 ]圖1是本實(shí)用新型所述土壤環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面通過實(shí)施例并結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明，但不限于此。
[0033]如圖1所示。
[0034]實(shí)施例1
[0035]一種土壤環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括檢測模塊和數(shù)據(jù)處理模塊;檢測模塊包括檢測筒、視頻監(jiān)測器I和行為信號采集裝置;視頻監(jiān)測器I和行為信號采集裝置設(shè)置在檢測筒內(nèi)部;視頻監(jiān)測器I和行為信號采集裝置分別與數(shù)據(jù)處理模塊5連接。
[0036]實(shí)施例2
[0037]如實(shí)施例1所述的土壤環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)，其區(qū)別在于，視頻監(jiān)測器I和行為信號采集裝置分別設(shè)置在檢測筒的頂部和底部。
[0038]實(shí)施例3
[0039]如實(shí)施例1所述的土壤環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)，其區(qū)別在于，行為信號采集裝置為磁場生物傳感器。磁場生物傳感器(E/M Fields B1sensor)能通過對一定范圍內(nèi)的磁場信號干擾程度對生物行為信號進(jìn)行捕捉分析。
[0040]實(shí)施例4
[0041]如實(shí)施例1所述的土壤環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)，其區(qū)別在于，檢測筒包括筒體6、桶蓋2、筒底4和設(shè)置在筒體6內(nèi)的隔離濾網(wǎng)3;筒體6、桶蓋2和隔離濾網(wǎng)3圍成的空間為植物生長區(qū)；筒體6、桶底4和隔離濾網(wǎng)3圍成的空間為動物生長區(qū)。
[0042]實(shí)施例5
[0043]如實(shí)施例4所述的土壤環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)，其區(qū)別在于，所述筒底4和桶蓋2分別為濾網(wǎng)筒底和透明桶蓋;透明桶蓋上設(shè)置有氣孔。氣孔確保筒體6內(nèi)氣體流通。
[0044]實(shí)施例6
[0045]如實(shí)施例1所述的土壤環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)，其區(qū)別在于，所述檢測模塊包括4個檢測筒。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種土壤環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括檢測模塊和數(shù)據(jù)處理模塊;檢測模塊包括檢測筒、視頻監(jiān)測器和行為信號采集裝置;視頻監(jiān)測器和行為信號采集裝置設(shè)置在檢測筒內(nèi)部;視頻監(jiān)測器和行為信號采集裝置分別與數(shù)據(jù)處理模塊連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，視頻監(jiān)測器和行為信號采集裝置分別設(shè)置在檢測筒的頂部和底部。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，行為信號采集裝置為電場生物傳感器或磁場生物傳感器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，檢測筒包括筒體、桶蓋、筒底和設(shè)置在筒體內(nèi)的隔離濾網(wǎng)；筒體、桶蓋和隔離濾網(wǎng)圍成的空間為植物生長區(qū)；筒體、桶底和隔離濾網(wǎng)圍成的空間為動物生長區(qū)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的土壤環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述筒底和桶蓋分別為濾網(wǎng)筒底和透明桶蓋;透明桶蓋上設(shè)置有氣孔。
【文檔編號】G01N33/24GK205679609SQ201620571338
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月12日 公開號201620571338.7, CN 201620571338, CN 205679609 U, CN 205679609U, CN-U-205679609, CN201620571338, CN201620571338.7, CN205679609 U, CN205679609U
【發(fā)明人】張旭, 楊歡歡, 崔兆杰, 李敏, 劉業(yè)業(yè)
【申請人】山東大學(xué)