土壤污染处理方法和设备与流程

本公开涉及环保智能技术领域，具体地，涉及一种土壤污染处理方法和设备。

背景技术：

近20年，我国随着工业化、城市化、农村集约化进程的不断深化，土壤污染问题与日俱增。土壤污染情况的日益恶化以及土壤不可再生的特性成为制约我国继续发展的一大难题，解决土壤污染问题已经成为我国实现可持续发展的迫切需要。

土壤污染是指人类活动产生的环境污染物进入土壤并积累到一定程度，引起土壤环境质量恶化的现象。土壤污染的实质是通过各种途径进入土壤的污染物，其数量和速度超过了土壤自净作用的数量和速度，破坏了自然动态平衡。其后果是导致土壤正常功能失调，土壤质量下降。土壤污染主要有无机污染和有机污染两种，无机污染如汞、铬、铅、铜、锌等重金属和砷、硒等非金属造成的土壤污染，有机污染如酚、有机农药、油类、苯并芘类和洗涤剂类等造成的土壤污染。以上这些污染物主要是由污水、废气、固体废物、农药和化肥带进土壤并积累起来。由于这些污染的隐蔽性、潜伏性、不可逆性及长期性，不仅严重影响了土壤质量，而且又间接污染水和大气，更严重的是通过食物链危害动物和人体健康。

我国土壤环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃地土壤环境问题突出，土壤污染治理迫在眉睫。2014年4月，经过八年的调查，环保部和国土资源部终于将事关国计民生的中国土壤污染初步情况公之于众，数据显示，中国的20多亿亩耕地中，有近五分之一调查点位被证实污染。

而当前的方法和设备都依赖于人工检测、定位取样，对于类似“天津港爆炸”、“常州事件”等突发事件，检测人员无法第一时间进入现场。

技术实现要素：

本公开的目的是提供一种土壤污染处理方法和设备，以实现对环境污染突发事件快速检测及处理和控制污染物。

为了实现上述目的，本公开提供一种土壤污染处理方法，用于土壤污染处理设备，该方法包括：按照指定的运动轨迹运动到目标位置；检测所述目标位置处的土壤环境数据；获取与至少根据所述土壤环境数据确定出的污染诊断结果相对应的污染修复策略；按照所述污染修复策略，在所述目标位置执行污染修复操作。

可选地，在所述按照指定的运动轨迹运动到目标位置的步骤之前，所述方法还包括：接收与所述土壤污染处理设备通信的远程控制装置发送的指定的运动轨迹。

可选地，所述获取与至少根据所述土壤环境数据确定出的污染诊断结果相对应的污染修复策略，包括：至少根据所述土壤环境数据，确定污染诊断结果；按照预设的污染诊断结果与污染修复策略的对应关系，获取与所确定的污染诊断结果相对应的污染修复策略；或者所述获取与至少根据所述土壤环境数据确定出的污染诊断结果相对应的污染修复策略，包括：向与所述土壤污染处理设备通信的远程控制装置发送所述土壤环境数据，以由所述远程控制装置至少根据所述土壤环境数据确定污染诊断结果，并按照预设的污染诊断结果与污染修复策略的对应关系，确定与所确定的污染诊断结果相对应的污染修复策略；接收所述远程控制装置发送的所述污染修复策略。

可选地，所述检测所述目标位置处的土壤环境数据，包括：检测所述目标位置处的大气环境数据；在所述大气环境数据满足预设的数据异常条件时，检测所述目标位置处的土壤环境数据。

可选地，所述方法还包括：采集并向与所述土壤污染处理设备通信的远程控制装置发送以下信息中的至少一者：所述土壤污染处理设备的周围环境图像信息、所述土壤污染处理设备的位置信息、所述目标位置处的地质信息。

本公开还提供一种土壤污染处理设备，该设备包括：运动模块，用于按照指定的运动轨迹运动到目标位置；土壤数据检测模块，用于检测所述目标位置处的土壤环境数据；污染修复模块，用于获取与至少根据所述土壤环境数据确定出的污染诊断结果相对应的污染修复策略，并按照所述污染修复策略，在所述目标位置执行污染修复操作。

可选地，该设备还包括：通信模块，用于与远程控制装置建立通信连接；所述运动模块用于通过所述通信模块接收所述远程控制装置发送的指定的运动轨迹，并按照所述指定的运动轨迹运动到目标位置。

可选地，所述污染修复模块用于至少根据所述土壤环境数据，确定污染诊断结果；按照预设的污染诊断结果与污染修复策略的对应关系，获取与所确定的污染诊断结果相对应的污染修复策略，并按照所述污染修复策略，在所述目标位置执行污染修复操作；或者，所述设备还包括：通信模块，用于与远程控制装置建立通信连接；所述土壤数据检测模块用于通过所述通信模块向所述远程控制装置发送所述土壤环境数据，以由所述远程控制装置至少根据所述土壤环境数据确定污染诊断结果，并按照预设的污染诊断结果与污染修复策略的对应关系，确定与所确定的污染诊断结果相对应的污染修复策略；所述污染修复模块用于通过所述通信模块接收所述远程控制装置发送的所述污染修复策略，并按照所述污染修复策略，在所述目标位置执行污染修复操作。

可选地，该设备还包括：大气环境数据检测模块，用于检测所述目标位置处的大气环境数据；所述土壤数据检测模块用于在所述大气环境数据满足预设的数据异常条件时，检测所述目标位置处的土壤环境数据。

可选地，该设备还包括通信模块，用于与远程控制装置建立通信连接；以及，所述设备还包括以下中的至少一者：摄像头，用于采集所述土壤污染处理设备的周围环境图像信息，并通过所述通信模块向所述远程控制装置发送所述图像信息；定位模块，用于采集所述土壤污染处理设备的位置信息，并通过所述通信模块向所述远程控制装置发送所述位置信息；地质勘探模块，用于采集所述目标位置处的地质信息，并通过所述通信模块向所述远程控制装置发送所述地质信息。

在上述技术方案中，通过使土壤污染处理设备快速运动至污染发生场地并检测土壤环境数据，按照获取的相应污染修复策略在污染发生场地直接进行污染修复，可以同时实现环境污染状况实时监测和原位快速修复，避免污染扩散和对环境的持续损害。本公开的方法和设备可以实现对突发环境污染事件的快速反应，包括及时进入污染场地检测污染状况并对污染场地快速修复处理；此外，还可对于人工不易进入的污染场地进行污染检测和修复。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是根据本发明的一种实施方式的土壤污染处理方法的流程图；

图2是根据本发明的另一实施方式的土壤污染处理方法的流程图；

图3A是根据本发明的另一实施方式的土壤污染处理方法的流程图；

图3B是根据本发明的另一实施方式的土壤污染处理方法的流程图；

图4是根据本发明的一种实施方式的土壤污染处理设备的框图；

图5是根据本发明的另一实施方式的土壤污染处理设备的框图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

根据本发明的一方面，提供了一种土壤污染处理方法。图1示出了根据本公开的实施方式的用于土壤污染处理设备的土壤污染处理方法的流程示意图。如图1所示，该方法可以包括：步骤S110，按照指定的运动轨迹运动到目标位置；步骤S120，检测所述目标位置处的土壤环境数据；步骤S130，获取与至少根据所述土壤环境数据确定出的污染诊断结果相对应的污染修复策略；以及步骤S140，按照所述污染修复策略，在所述目标位置执行污染修复操作。

其中，指定的运动轨迹可以为预先存储在土壤污染处理设备里的运动轨迹。在本公开的另一种实施方式中，土壤污染处理设备可以与远程控制装置进行通信，并且指定的运动轨迹可以为从远程控制装置获取的运动轨迹。所述诊断结果可以为根据所述土壤环境数据确定出的，所述诊断结果还可以为根据目标位置的大气环境数据、图像信息数据和地下水环境数据中的至少一种、以及所述土壤环境数据所确定的，本公开不做特别的限制。另外，该诊断结果可以由土壤污染处理设备自身确定出的，或者可以由远程控制装置来确定，这部分将在下文详细描述。

所述污染修复操作可以包括对污染土壤修复和/或地下水进行修复的步骤，具体地，所述的污染修复操作可以包括：按照所述污染修复策略采用高压旋喷法和/或水力压裂法对土壤或地下水的污染区域施加氧化剂或还原剂，以使土壤或地下水中的污染物转化为无毒或相对毒性较小的物质；和/或，对农田浅层污染土壤，通过机械力喷洒发在所述目标位置向农田污染土壤中添加稳定化药剂，以降低污染物在环境中的迁移、扩散和植物吸收效率。

图2示出了根据本公开的另一实施方式的土壤污染处理方法的流程图。如图2所示，在所述按照指定的运动轨迹运动到目标位置的步骤之前，该方法还可以包括：在步骤S210中，接收与所述土壤污染处理设备通信的远程控制装置发送的指定的运动轨迹。其中，所述远程控制装置可以包括服务器、监控机等。在这种情况下，可以在远程对土壤污染处理设备的运动轨迹进行控制，并可以根据检测到的所述土壤环境数据对土壤污染处理设备的运动轨迹进行相应调整，以提高对目标区域污染状况监控的灵活性和准确度，并提高了对目标区域进行污染修复的有效性和覆盖范围。

图3A和图3B示出了根据本公开的另一实施方式的土壤污染处理方法的流程图。如图3A所示，所述获取与至少根据所述土壤环境数据确定出的污染诊断结果相对应的污染修复策略，包括：在步骤S131中，至少根据所述土壤环境数据，确定污染诊断结果；在步骤S132中，按照预设的污染诊断结果与污染修复策略的对应关系，获取与所确定的污染诊断结果相对应的污染修复策略。也就是说，在这一实施方式中，污染诊断结果由土壤污染处理设备来确定。

或者，如图3B所示，所述获取与至少根据所述土壤环境数据确定出的污染诊断结果相对应的污染修复策略，包括：在步骤S133中，向与所述土壤污染处理设备通信的远程控制装置发送所述土壤环境数据，以由所述远程控制装置至少根据所述土壤环境数据确定污染诊断结果，并按照预设的污染诊断结果与污染修复策略的对应关系，确定与所确定的污染诊断结果相对应的污染修复策略；在步骤S134中，接收所述远程控制装置发送的所述污染修复策略。

根据本公开，所述检测所述目标位置处的土壤环境数据，可以包括：检测所述目标位置处的大气环境数据；在所述大气环境数据满足预设的数据异常条件时，检测所述目标位置处的土壤环境数据。在上述实施方式中，可以通过检测目标位置处的大气环境数据并检测该大气环境数据是否满足预设的数据异常条件，从而初步判断目标位置处的土壤是否有可能被污染，如果判断该目标位置处的土壤可能被污染，再检测土壤数据，以便进行后续的精确诊断。如果判断该目标位置处的土壤未被污染，可以不必检测土壤数据，从而避免无用的检测及诊断操作，提高检测和修复效率。

其中，所述大气环境数据可以包括污染气体浓度和可吸入颗粒浓度，具体地，污染气体浓度可以包括SO₂、NO₂、O₃、CO、H₂S、NH₃、HF等气体的浓度。

所述预设的数据异常条件表示目标位置的当前大气环境数据不正常，例如，在本公开的一种实施方式中，预设的数据异常条件可以包括上述所有的污染气体浓度以及可吸入颗粒物浓度全部超过各自对应的阈值；在本公开的另一种实施方式中，预设的数据异常条件还可以包括上述所有的污染气体浓度以及可吸入颗粒物浓度中的一半以上超过各自对应的阈值；在本公开的另一种实施方式中，预设的数据异常条件还可以包括上述所有的污染气体浓度以及可吸入颗粒物浓度中的任意一种的数值超过其对应的阈值，且超出值高于50％。在本公开的另一种实施方式中，预设的数据异常条件还可以包括根据上述所有的污染气体浓度以及可吸入颗粒物浓度计算的大气环境污染值超过大气环境污染阈值，其中所述大气环境污染值可以为上述所有的污染气体浓度以及可吸入颗粒物浓度与各自对应的阈值的差值的平方和。

根据本公开的另一实施方式，所述土壤污染处理方法还可以包括：采集并向与所述土壤污染处理设备通信的远程控制装置发送以下信息中的至少一者：所述土壤污染处理设备的周围环境图像信息、所述土壤污染处理设备的位置信息、所述目标位置处的地质信息，以便于从远程控制装置获取上述信息并结合上述信息帮助判断目标位置的污染状况和环境状况，以及时调整该土壤污染处理设备的运动轨迹和/或污染修复策略。

根据本发明的另一方面，提供了一种土壤污染处理设备。图4示出了根据本公开的实施方式的土壤污染处理设备的框图。如图4所示，该设备包括：运动模块10，用于按照指定的运动轨迹运动到目标位置；土壤数据检测模块20，用于检测所述目标位置处的土壤环境数据；污染修复模块30，用于获取与至少根据所述土壤环境数据确定出的污染诊断结果相对应的污染修复策略，并按照所述污染修复策略，在所述目标位置执行污染修复操作。

其中，所述土壤数据检测模块20可以包括气体电化学传感器、土壤深层柱状采样器、光离子化监测器和X射线荧光光谱仪中的至少一种。

所述土壤深层柱状采样器可以用于采集污染场地的土壤样本，为了适应污染场地的各种复杂地形状况，进一步优选地，所述的土壤深层柱状采样器可配置为可采集0～1m深度内各类型土样，并优选具备破碎20mm以下厚度混凝土的能力。

所述电化学传感器可以用于对大气中的污染气体浓度进行监测，可以包括SO₂传感器、NO₂传感器、O₃传感器、CO传感器、H₂S传感器、NH₃传感器以及HF传感器中的至少一种。

所述光离子化监测器可以用于检测土壤样品、水体和/或空气中的有机污染物含量；所述X射线荧光光谱仪可以用于对土壤样品及空气中的可吸入颗粒物的成分进行分析检测，所述土壤样品及空气中的可吸入颗粒物的成分优选为常规重金属元素的含量。

所述污染修复模块30可以包括污染土壤修复设备和/或地下水修复设备，具体地，可以包括高压旋喷组件、水力压裂组件以及机械力喷洒组件中的至少一种。上述污染土壤修复设备和/或地下水修复设备可以用于按照所述污染修复策略进行污染修复操作，所述的污染修复操作可以包括：对土壤或地下水的污染区域施加氧化剂或还原剂，以使土壤或地下水中的污染物转化为无毒或相对毒性较小的物质；和/或，对农田浅层污染土壤，通过机械力在所述目标位置向农田污染土壤中添加稳定化药剂，以降低污染物在环境中的迁移、扩散和植物吸收效率。

本公开的土壤污染处理设备还可以包括动力模块，例如可以包括蓄电池组，用于为该土壤污染处理设备供电。

图5示出了根据本公开的另一实施方式的土壤污染处理设备的框图。如图5所示，该设备还包括：通信模块40，用于与远程控制装置50建立通信连接；所述运动模块10用于通过所述通信模块40接收所述远程控制装置50发送的指定的运动轨迹，并按照所述指定的运动轨迹运动到目标位置。其中，所述通信模块40可以为有线通信模块或无线通信模块，优选为无线通信模块，例如GPRS模块。在这种情况下，可以在远程对土壤污染处理设备进行实施监测和控制，使远程控制装置50远离污染发生的目标区域，从而避免远程控制装置50和监控人员与污染物的接触。

根据本公开，所述污染修复模块30可以用于至少根据所述土壤环境数据，确定污染诊断结果；按照预设的污染诊断结果与污染修复策略的对应关系，获取与所确定的污染诊断结果相对应的污染修复策略，并按照所述污染修复策略，在所述目标位置执行污染修复操作；

在根据本公开的另一种实施方式中，所述设备还可以包括：通信模块40，用于与远程控制装置50建立通信连接；所述土壤数据检测模块20用于通过所述通信模块40向所述远程控制装置50发送所述土壤环境数据，以由所述远程控制装置50至少根据所述土壤环境数据确定污染诊断结果，并按照预设的污染诊断结果与污染修复策略的对应关系，确定与所确定的污染诊断结果相对应的污染修复策略；所述污染修复模块30用于通过所述通信模块40接收所述远程控制装置50发送的所述污染修复策略，并按照所述污染修复策略，在所述目标位置执行污染修复操作。

在根据本公开的另一实施方式中，所述土壤污染处理设备还可以包括：大气环境数据检测模块，用于检测所述目标位置处的大气环境数据；所述土壤数据检测模块20用于在所述大气环境数据满足预设的数据异常条件时，检测所述目标位置处的土壤环境数据。在这一实施方式中，可以通过大气环境数据检测模块检测目标位置处的大气环境数据并判断是否满足预设的数据异常条件，从而初步判断目标位置处的土壤是否有可能被污染，如果判断该目标位置处的土壤可能被污染，再检测土壤数据，以便进行后续的精确诊断，如果判断该目标位置处的土壤未被污染，可以不必检测土壤数据，从而避免无用的检测及诊断操作，提高检测和修复效率。

在根据本公开的另一实施方式中，该设备还可以包括通信模块40，用于与远程控制装置50建立通信连接；以及，所述设备还可以包括以下中的至少一者：摄像头，用于采集所述土壤污染处理设备的周围环境图像信息，并通过所述通信模块40向所述远程控制装置50发送所述图像信息；定位模块，用于采集所述土壤污染处理设备的位置信息，并通过所述通信模块40向所述远程控制装置50发送所述位置信息；地质勘探模块，用于采集所述目标位置处的地质信息，并通过所述通信模块40向所述远程控制装置50发送所述地质信息。在这一实施方式中，该土壤污染处理设备可以将设备周围的环境图像信息、设备位置信息以及目标位置处的地质信息发送至远程控制装置50，便于远程控制端更全面地掌握目标位置的污染状况和环境状况，以及时调整该土壤污染处理设备的运动轨迹和污染修复策略。

其中，所述摄像头优选为可360°旋转的摄像头，以扩大所述土壤污染处理设备的周围环境图像信息的采集范围；所述定位模块可以为卫星导航系统，例如为北斗卫星导航系统；所述地质勘探模块可以包括发射天线和接收天线，用于通过发射天线向地下发射高频电磁波以及通过接收天线接收反射回地面的电磁波，并根据接收到电磁波的变化特征自动监测地下介质的空间位置、结构、形态和埋藏深度等信息。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。