一种基于微塑料检测的污染物监测方法及系统与流程

专利2026-08-20  27


本发明属于污染检测,具体涉及一种基于微塑料检测的污染物监测方法及系统。


背景技术:

1、微塑料是指那些直径小于5毫米的塑料颗粒,它们可以源自各种日常用品,如塑料包装、化妆品和洗衣服物料,随着塑料使用量的不断增加,微塑料污染已成为全球环境污染的重要因素之一,由于其体积小,它们可以出现在水体、土壤、空气甚至食物链中,对生态系统和人类健康构成潜在威胁。

2、水体中容易混合有微塑料,从而对水体造成污染,现有对微塑料污染进行检测多采用荧光标记法进行检测,由于环境因素的影响这些检测方法容易受到外界因素干扰,例如不同水体的盐浓度不同,会影响染料的结合,从而导致检测结果不够准确。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于微塑料检测的污染物监测方法及系统,用以解决上述背景技术中所面临的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现:

3、一种基于微塑料检测的污染物监测方法,所述监测方法包括:

4、步骤一、设定监测站,并定期从监测的水体中获取检测样品;

5、步骤二、对检测样品进行预处理后,采用荧光染料进行对预处理后的检测样品进行染色;

6、步骤三、对染色后的样品通过荧光显微镜进行观察,并获取染色后的染色图像,并对染色图像进行分析处理,得到样品的相关参数信息;

7、步骤四、根据获取的相关参数信息结合环境影响信息进行综合分析,得出样品的污染指数;

8、步骤五、根据污染指数的大小判断水体的污染等级程度。

9、进一步地,所述相关参数信息包括:荧光的强度、荧光的数量以及荧光的面积,所述环境影响信息包括:水体的盐浓度、水体的ph值、荧光染色时所处环境的温度值以及湿度值。

10、进一步地,所述步骤四中污染指数获取的方法为:

11、获取染色图像中的荧光的数量n、染色图像的荧光强度l以及各个荧光的面积si;

12、通过公式得出污染指数k;

13、其中,ms为染色图像的总面积,β为影响系数,为所有染色荧光中荧光面积大于均值面积的荧光数量。

14、进一步地,所述影响系数获取的方法为:

15、获取水体的盐浓度值p、水体的ph值ph以及荧光染色时所处环境的温度值t以及湿度值h;

16、通过公式得出影响系数β;

17、其中,p0为检测时预设的标准水体盐浓度值,ph0为检测时预设的标准水体ph值,t0为检测时预设的标准环境温度值,h0为检测时预设的标准环境湿度值,δp为盐浓度偏差参照值,δph为ph偏差参照值,δt为温度偏差参照值,δh为湿度偏差参照值,α1以及α2为预设的比例系数,且α1+α2=1。

18、进一步地,所述步骤五中根据污染指数的大小判断水体的污染等级程度的方法为:

19、将获得的污染指数k与系统内预设的污染指数评断阈值kx1、kx2进行比较:

20、当k∈(0,kx1)时,判断水体的污染等级为轻度污染;

21、当k∈[kx1,kx2]时,判断水体的污染等级为中度污染;

22、当k∈(kx2,+∞)时,判断水体的污染等级为重度污染。

23、进一步地,所述监测方法还包括根据获取的污染指数大小来判断水体的净化能力是否合格。

24、进一步地,根据获取的污染指数大小来判断水体的净化能力是否合格的方法为:

25、采集一段预设时间δt内的获取的污染指数,根据获取的污染指数情况拟定出污染指数大小随时间变化曲线k(t);

26、通过公式得出净化状况值a;

27、将获得的净化状况值a与预设的净化状况阈值ath进行比较:

28、当a<ath时,则认为净化能力合格;

29、其中,mx为获取的污染指数中污染指数大于污染指数均值的次数,md为获取的污染指数中污染指数小于污染指数均值的次数,k0(t)为系统预设的污染指数随时间变化参照曲线,max(k(t),t1,t2)为预设时间内的最大污染指数值,min(k(t),t1,t2)为预设时间内的最小污染指数值,t1为预设时间的开始值,t2为预设时间的结束值,且δt=t2-t1。

30、一种基于微塑料检测的污染物监测系统,所述系统通过上述的一种基于微塑料检测的污染物监测方法所执行,所述系统包括:

31、数据采集模块,所述数据采集模块用于获取水体中采集的检测样品;

32、样品处理模块,所述样品处理模块用于对采集的检测样品进行预处理以及荧光染色;

33、图像采集处理模块,所述图像采集处理模块用于获取染色后的染色图像,并对染色图像进行分析处理,得到样品的相关参数信息;

34、数据分析模块,所述数据分析模块用于根据获取的相关参数信息结合环境影响信息进行综合分析,得出样品的污染指数,并根据污染指数情况判断污染等级程度。

35、本发明的有益效果:

36、本发明通过定期获取监测水体中的检测样品,并对检测样品进行荧光染色后再根据其图像进行分析处理,得到样品的荧光强度、数量以及面积等参数信息,再结合监测区域的环境影响信息例如水体的盐浓度、水体的ph值、荧光染色时所处环境的温度值以及湿度值进行综合分析,得出采集的检测样品的污染指数,从而结合污染指数的大小来判断水体的污染等级程度,这样可以在检测时剔除环境的因素对监测结果的影响,这样得到的数据更加的准确,更加利于对水体污染情况的判断。

37、本发明可以根据预设时间内的污染指数变化情况来分析水体的污染净化能力,当净化能力不足时,可以及时的人工介入,来保证生态环境的平衡。

38、当然,实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。



技术特征:

1.一种基于微塑料检测的污染物监测方法,其特征在于,所述监测方法包括:

2.根据权利要求1所述的一种基于微塑料检测的污染物监测方法,其特征在于,所述相关参数信息包括:荧光的强度、荧光的数量以及荧光的面积,所述环境影响信息包括:水体的盐浓度、水体的ph值、荧光染色时所处环境的温度值以及湿度值。

3.根据权利要求2所述的一种基于微塑料检测的污染物监测方法,其特征在于,所述步骤四中污染指数获取的方法为:

4.根据权利要求3所述的一种基于微塑料检测的污染物监测方法,其特征在于,所述影响系数获取的方法为:

5.根据权利要求3所述的一种基于微塑料检测的污染物监测方法,其特征在于,所述步骤五中根据污染指数的大小判断水体的污染等级程度的方法为:

6.根据权利要求3所述的一种基于微塑料检测的污染物监测方法,其特征在于,所述监测方法还包括根据获取的污染指数大小来判断水体的净化能力是否合格。

7.根据权利要求6所述的一种基于微塑料检测的污染物监测方法,其特征在于,根据获取的污染指数大小来判断水体的净化能力是否合格的方法为:

8.一种基于微塑料检测的污染物监测系统,其特征在于,所述系统通过权利要求1-7任一项所述的基于微塑料检测的污染物监测方法所执行,所述系统包括:


技术总结
本发明公开了一种基于微塑料检测的污染物监测方法及系统,属于污染检测技术领域,包括步骤一、定期从监测的水体中获取检测样品;步骤二、对检测样品进行预处理后,采用荧光染料进行对预处理后的检测样品进行染色;步骤三、对染色后的样品通过荧光显微镜进行观察,并获取染色后的染色图像,并对染色图像进行分析处理,得到样品的相关参数信息;步骤四、根据获取的相关参数信息结合环境影响信息进行综合分析,得出样品的污染指数;步骤五、根据污染指数的大小判断水体的污染等级程度。本发明可以根据预设时间内的污染指数变化情况来分析水体的污染净化能力,当净化能力不足时,可以及时的人工介入,来保证生态环境的平衡。

技术研发人员:于棋,杨梦迪,韩东晖,汪光,丁平,王威,赵文博,林诗颖,齐耀辉,陈中颖
受保护的技术使用者:生态环境部华南环境科学研究所(生态环境部生态环境应急研究所)
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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