一種土壤環境在線監測系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種土壤環境在線監測系統。所述檢測系統包括檢測模塊和數據處理模塊；檢測模塊包括檢測筒、視頻監測器和行為信號采集裝置；視頻監測器和行為信號采集裝置設置在檢測筒內部；視頻監測器和行為信號采集裝置分別與數據處理模塊連接。本實用新型所述土壤環境在線監測系統，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系統對污染物的自我處理能力；顛覆了傳統的只通過電子傳感器或者實驗室成分分析的方法，單純的檢測土壤成分的土壤檢測方法。
【專利說明】
一種土壤環境在線監測系統
技術領域
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[0001]本實用新型涉及一種土壤環境在線監測系統，屬于土壤環境監測的技術領域。
【背景技術】
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[0002]隨著社會經濟的飛速發展，污染問題隨之出現，其中，土壤污染問題也是越發嚴重，無論是重金屬污染還是有機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，進而威脅人類生存和發展。目前，對土壤生態系統，缺乏有效地監控，不能對土壤環境進行實時的監測和預警，因此，能夠快速有效地監測土壤環境質量顯得越發的重要。
[0003]生物行為變化與周圍環境存在一定的相關關系。生物可以通過行為機制的調節在很大程度上將體內環境和外界環境保持一致。因此，隨著環境內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制調節，短期內維持體內環境穩定，并逐步適應環境，最大限度的避免遭受污染的水環境對自身造成急性損傷。總之，植物可以很好的表征土壤環境變化，土壤動物面對土壤環境壓力具有較大的敏感性。
[0004]現有技術中對土壤環境的檢測都是通過電子傳感器配合控制終端實現或者通過實驗室成分化驗分析的方法實現。例如，中國專利CN204807500U公開了一種土壤監測系統，包括土壤監測模塊、通信模塊、數據管理模塊、預警模塊和報表輸出模塊;可以監控土壤狀況，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，無法對整個土壤環境的生態系統作出檢測和評價;而實際情況中，大多數的土壤污染成分可以通過土壤自身的生態系統而消除。
[0005]現有技術中，針對水生生物已經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。然而針對土壤環境卻缺乏一種快捷，簡便的監測技術。
【實用新型內容】:
[0006]針對現有技術的不足，本實用新型提供一種土壤環境在線監測系統。
[0007]本實用新型的技術方案:
[0008]—種土壤環境在線監測系統，包括檢測模塊和數據處理模塊;檢測模塊包括檢測筒、視頻監測器和行為信號采集裝置;視頻監測器和行為信號采集裝置設置在檢測筒內部；視頻監測器和行為信號采集裝置分別與數據處理模塊連接。
[0009]優選的，視頻監測器和行為信號采集裝置分別設置在檢測筒的頂部和底部。
[0010]優選的，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的磁場或電場信號干擾程度對生物行為信號進行捕捉分析。
[0011]優選的，檢測筒包括筒體、桶蓋、筒底和設置在筒體內的隔離濾網；筒體、桶蓋和隔離濾網圍成的空間為植物生長區；筒體、桶底和隔離濾網圍成的空間為動物生長區。
[0012]進一步優選的，所述筒底和桶蓋分別為濾網筒底和透明桶蓋;透明桶蓋上設置有氣孔。氣孔確保筒體內氣體流通。
[0013]優選的，所述檢測模塊包括多個檢測筒。
[0014]一種利用上述系統進行土壤環境在線監測的方法，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驗組；
[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置不同的受試植物;在不同的監測器內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來衡量土壤環境。
[0019]3)視頻監測受試植物的生長狀態信息；
[0020]通過視頻監測器觀察和記錄受試植物的生長狀態信息；
[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度不斷降低，則相應的土壤樣本有污染且通過土壤自身生態環境無法恢復;如果受試動物的行為信號強度先降后升，則相應的土壤樣本有污染但通過土壤自身生態環境可以恢復;如果受試動物的行為信號強度保持不變，則相應的土壤樣本無污染。動物的行為信號反映了動物的生命狀態，進而反映了土壤的污染狀態。
[0023]優選的，所述土壤環境在線監測的方法還包括設置對照組的步驟:設置一個空白對照組，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，將實驗組中受試動物的行為強度與空白對照組中受試動物的行為強度進行比較，確定行為信號強度發生變化的實驗組。
[0024]優選的，所述土壤環境在線監測的方法還包括存儲受試植物的生長狀態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行后期大數據分析。
[0025]優選的，受試植物為擬南芥，受試動物為蚯蚓。在實驗室進行培育繁殖，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境。
[0026]蚯蚓是對土壤環境十分敏感，無論是移動還是進食都與土壤密切相關，能夠很好地表征土壤環境質量，在較低污染物的脅迫下，就會產生刺激，甚至表現出較強的毒理學特征。可以利用不同生長時期的蚯蚓，分別放入四個監測器內，監測行為強度變化，評估土壤環境狀況。
[0027]優選的，受試植物的生長狀態信息包括，種子發芽率、葉片顏色、株高、分蘗情況信息和形態變化信息。
[0028]本實用新型的有益效果是:
[0029]1、本實用新型所述土壤環境在線監測系統，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系統對污染物的自我處理能力;顛覆了傳統的只通過電子傳感器或者實驗室成分分析的方法，單純的檢測土壤成分的土壤檢測方法；
[0030]2、本實用新型所述土壤環境在線監測系統，通過分析動、植物的行為與環境質量之間的關系，實時監控土壤環境;利用植物生長指標以及動物的行為指標對土壤環境進行全方位的評估，最終實現土壤環境的定性和半定量分析。
【附圖說明】
[0031 ]圖1是本實用新型所述土壤環境在線監測系統的結構示意圖；
【具體實施方式】
[0032]下面通過實施例并結合附圖對本實用新型做進一步說明，但不限于此。
[0033]如圖1所示。
[0034]實施例1
[0035]一種土壤環境在線監測系統，包括檢測模塊和數據處理模塊;檢測模塊包括檢測筒、視頻監測器I和行為信號采集裝置;視頻監測器I和行為信號采集裝置設置在檢測筒內部;視頻監測器I和行為信號采集裝置分別與數據處理模塊5連接。
[0036]實施例2
[0037]如實施例1所述的土壤環境在線監測系統，其區別在于，視頻監測器I和行為信號采集裝置分別設置在檢測筒的頂部和底部。
[0038]實施例3
[0039]如實施例1所述的土壤環境在線監測系統，其區別在于，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的磁場信號干擾程度對生物行為信號進行捕捉分析。
[0040]實施例4
[0041]如實施例1所述的土壤環境在線監測系統，其區別在于，檢測筒包括筒體6、桶蓋2、筒底4和設置在筒體6內的隔離濾網3;筒體6、桶蓋2和隔離濾網3圍成的空間為植物生長區；筒體6、桶底4和隔離濾網3圍成的空間為動物生長區。
[0042]實施例5
[0043]如實施例4所述的土壤環境在線監測系統，其區別在于，所述筒底4和桶蓋2分別為濾網筒底和透明桶蓋;透明桶蓋上設置有氣孔。氣孔確保筒體6內氣體流通。
[0044]實施例6
[0045]如實施例1所述的土壤環境在線監測系統，其區別在于，所述檢測模塊包括4個檢測筒。
【主權項】
1.一種土壤環境在線監測系統，其特征在于，包括檢測模塊和數據處理模塊;檢測模塊包括檢測筒、視頻監測器和行為信號采集裝置;視頻監測器和行為信號采集裝置設置在檢測筒內部;視頻監測器和行為信號采集裝置分別與數據處理模塊連接。2.根據權利要求1所述的土壤環境在線監測系統，其特征在于，視頻監測器和行為信號采集裝置分別設置在檢測筒的頂部和底部。3.根據權利要求1所述的土壤環境在線監測系統，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.根據權利要求1所述的土壤環境在線監測系統，其特征在于，檢測筒包括筒體、桶蓋、筒底和設置在筒體內的隔離濾網；筒體、桶蓋和隔離濾網圍成的空間為植物生長區；筒體、桶底和隔離濾網圍成的空間為動物生長區。5.根據權利要求4所述的土壤環境在線監測系統，其特征在于，所述筒底和桶蓋分別為濾網筒底和透明桶蓋;透明桶蓋上設置有氣孔。
【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
【發明人】張旭, 楊歡歡, 崔兆杰, 李敏, 劉業業
【申請人】山東大學