本發(fā)明涉及土壤重金屬含量檢測，尤其涉及一種土壤中金屬離子遷移模擬測試方法。

背景技術(shù)：

1、隨著工業(yè)化進程的不斷加快和人口的持續(xù)增長，鉛、銅、鋅等重金屬污染已成為全球性的問題。人類對重金屬的開采、冶煉、加工及商業(yè)制造活動的日益增多，由意外泄露非法排放等原因引起的突發(fā)性水質(zhì)重金屬污染事故時有發(fā)生。重金屬具有毒性大，在環(huán)境中不易被代謝，容易被生物富集并有生物放大效應(yīng)等特點，不但會污染水環(huán)境，也會嚴重威脅人類和水生物的生存，有效準確的檢測重金屬濃度尤為重要。

2、據(jù)國家環(huán)保部《全國土壤污染狀況調(diào)查公報》（2014年）顯示，全國土壤污染總超標(biāo)率為16.1%，其中重度污染點位比例為1.1%；全國耕地土壤點位超標(biāo)率為19.4%，僅重金屬鎘的超標(biāo)率就達7%。調(diào)查結(jié)果顯示：在我國土壤污染中，重金屬污染占有相當(dāng)大的比例，且污染嚴重，急需治理。因此弄清重金屬離子在土壤中的運移轉(zhuǎn)化過程對于污染土壤治理的重要性不言而喻。

3、目前，通過現(xiàn)場試驗研究重金屬在土壤中的運移轉(zhuǎn)化過程，不僅操作難度大，費用消耗多，而且試驗周期過長，根本無法滿足現(xiàn)階段對于污染土壤治理的急迫性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在提供一種土壤中金屬離子遷移模擬測試方法，具有實現(xiàn)難度低，成本也相對較低，試樣周期可自由選擇的特點，且模擬遷移結(jié)果能夠為土壤中金屬離子的治理提供有效參考。

2、本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

3、一種土壤中金屬離子遷移模擬測試方法，包括以下步驟：

4、步驟s1，獲取圖像采集設(shè)備拍攝的待評估地區(qū)的地表二維平面圖像，并在所述地表二維平面圖像上劃定取樣邊界線以及取樣點；所述取樣點分布于所述取樣邊界線上以及所述取樣邊界線包圍的區(qū)域內(nèi)；根據(jù)所述取樣點在所述地表二維平面圖像中的像素坐標(biāo)，確定所述取樣點對應(yīng)的經(jīng)緯度坐標(biāo)；

5、步驟s2，根據(jù)所述步驟s1中確定的所述取樣點的經(jīng)緯度坐標(biāo)在待評估地區(qū)進行垂直取樣，同時記錄每個所述取樣點的相對位置信息，并對每個所述取樣點采集的一次土樣進行初始金屬離子濃度檢測；

6、步驟s3，全部所述取樣點采集的所述一次土樣均呈豎向布置狀態(tài)，在確定所述地表二維平面圖像上由所述取樣邊界線構(gòu)成的圖形的幾何中心后，以最接近所述幾何中心的一個所述取樣點采集的所述一次土樣為豎向堆放中心，其余所述取樣點采集的所述一次土樣根據(jù)所述步驟s2中記錄的每個所述取樣點的相對位置信息以及距離所述豎向堆放中心的大小向所述豎向堆放中心靠攏，碼放組合，形成一個無空隙的、底面齊平的模擬試樣，并采用塑料薄膜包裹所述模擬試樣的側(cè)壁；其中，如果相鄰的所述一次土樣靠攏接觸后仍存有空隙，則采用金屬離子種類和濃度已知的相同泥土進行填充；

7、步驟s4，在所述步驟s3中形成的所述模擬試樣的頂部任意位置處滴加預(yù)設(shè)體積的清水或者金屬離子溶液，待達到預(yù)設(shè)模擬時長后，對所述模擬試樣按照所述步驟s3中碼放組合時的位置進行切分，重新分割為與每個所述取樣點采集的所述一次土樣分別對應(yīng)的二次土樣，然后對所述二次土樣進行金屬離子濃度檢測；

8、步驟s5，比較同一所述取樣點采集的所述一次土樣以及對應(yīng)的二次土樣的金屬離子濃度變化，即得到金屬離子遷移模擬測試數(shù)據(jù)。

9、進一步地，所述步驟s1至所述步驟s5重復(fù)執(zhí)行1~5次；其中，重復(fù)執(zhí)行時，所述取樣點重新選擇；或者，部分或者全部后次選擇的所述取樣點位于對應(yīng)的首次選擇的所述取樣點附近。

10、進一步地，所述步驟s1中使用的所述圖像采集設(shè)備為照相機，根據(jù)所述取樣點在所述照相機拍攝的所述地表二維平面圖像中的像素坐標(biāo)，確定所述取樣點對應(yīng)的經(jīng)緯度坐標(biāo)的具體流程為：

11、步驟sa11，建立照相機俯視坐標(biāo)系；

12、步驟sa12，逐一計算所述取樣點的所述像素坐標(biāo)(px,py)在所述照相機俯視坐標(biāo)系下x方向和y方向的距離坐標(biāo)(cx,cy)；

13、步驟sa13，根據(jù)所述距離坐標(biāo)(cx,cy)計算所述像素坐標(biāo)(px,py)在以所照相機為原點的地面坐標(biāo)系下的坐標(biāo)位置(ex,ey)；

14、步驟sa14，根據(jù)所述照相機本身的經(jīng)緯度坐標(biāo)(camera_long,camera_lat)和所述坐標(biāo)位置(ex,ey)計算所述像素坐標(biāo)(px,py)對應(yīng)的經(jīng)緯度坐標(biāo)(ex_long,ex_lat)。

15、進一步地，所述步驟s1中使用的所述圖像采集設(shè)備為航拍無人機，根據(jù)所述取樣點在所述航拍無人機拍攝的所述地表二維平面圖像中的像素坐標(biāo)，確定所述取樣點對應(yīng)的經(jīng)緯度坐標(biāo)的具體流程為：

16、步驟sb11，由所述航拍無人機獲取至少三張連續(xù)的航拍圖像；其中任意一張所述航拍圖像作為劃定所述取樣邊界線以及所述取樣點的所述地表二維平面圖像；

17、步驟sb12，采用sift算法以及所述航拍圖像構(gòu)建像素坐標(biāo)與gps坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型；

18、步驟sb13，逐一獲取所述取樣點的所述像素坐標(biāo)(px,py)，并將所述像素坐標(biāo)(px,py)輸入至所述像素坐標(biāo)與gps坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型內(nèi)進行真實gps坐標(biāo)的計算，輸出所述像素坐標(biāo)(px,py)對應(yīng)的經(jīng)緯度坐標(biāo)(ex_long,ex_lat)。

19、進一步地，所述步驟s2中進行垂直取樣時采用橫截面為多邊形或圓形的取樣管操作。

20、進一步地，所述步驟s2中進行垂直取樣之前，先確定每個所述取樣點的海拔值，并對所述海拔值從高到低進行排序，然后選擇最高的所述海拔值對應(yīng)的所述取樣點作為基準取樣點進行垂直取樣，其余所述取樣點依據(jù)相應(yīng)的所述海拔值以所述基準取樣點為基準進行垂直取樣，保證全部所述取樣點進行垂直取樣時深入地表最下端的位置點大致共面。

21、進一步地，所述步驟s3中對所述一次土樣進行初始金屬離子濃度檢測時包括以下流程：

22、步驟s31，先沿所述基準取樣點采集的所述一次土樣的高度方向?qū)⑺鲆淮瓮翗觿澐謓個采土測試區(qū)，每個采土測試區(qū)的高度相同，然后從每個所述采土測試區(qū)獲取適量土壤進行金屬離子濃度檢測；

23、步驟s32，對于其余所述采樣點采集的所述一次土樣，參照對所述基準取樣點相同的方式，從下至上劃分等高的所述采土測試區(qū)，并獲取適量土壤后進行金屬離子濃度檢測；如果所述一次土樣最上方未能構(gòu)成完整的所述采土測試區(qū)時，則不進行金屬離子濃度檢測，或者仍記作所述采土測試區(qū)，進行金屬離子濃度檢測。

24、進一步地，所述步驟s5中對所述二次土樣進行金屬離子濃度檢測時，參照所述步驟s31和所述步驟s32執(zhí)行。

25、進一步地，所述步驟3中制備的所述模擬試樣先置于溫度25±1℃，濕度40±1%rh環(huán)境中存放1~10d，然后再進行后續(xù)測試。

26、進一步地，所述步驟s4中所述二次土樣完成金屬離子濃度檢測后參照所述步驟s3再次碼放組合后形成二次模擬試樣，然后參照所述步驟s4再次進行金屬離子濃度檢測，最后參照所述步驟5得到金屬離子遷移模擬測試數(shù)據(jù)。

27、本發(fā)明的有益效果是：

28、本發(fā)明提供了一種土壤中金屬離子遷移模擬測試方法，通過特定的取樣方式形成與待評估地區(qū)的地形地貌較為接近的模擬試樣，然后在該模擬試樣上進行金屬離子遷移模擬，最后對比模擬前后的金屬離子濃度變化情況即可得到金屬離子遷移模擬測試數(shù)據(jù)，可用于待評估地區(qū)的土壤的情況。該模擬測試方法實現(xiàn)難度低，成本也相對較低，測試周期可自由選擇，且模擬遷移結(jié)果能夠為土壤中金屬離子的治理提供有效參考。