土壤生态污染检测装置以及检测方法与流程

本发明涉及土壤的检测技术，尤其是涉及一种土壤生态污染检测装置以及检测方法。

背景技术：

土壤是人类赖以生存的物质基础，是人类不可缺少、难以再生的自然资源。

随着工业和石油农业迅猛发展，工业废弃物、化肥和农药等污染物质的大量排放和施用，给土壤环境造成相当严重的影响，也给人类健康带来潜在风险。土壤污染是指土壤中有害物质过多，超过土壤的自净能力，从而引起土壤组分、结构和功能的变化，使微生物的活动受到抑制。

土壤污染不仅具有隐蔽性与滞后性、累积性和不可逆转性，而且具有治理难

和需时长、恢复代价大等特点。污染物在破坏生态系统的同时，可以在植物体内

积累，通过食物链富集到人和动物体内，危害人畜健康。

近年来随着土壤污染日益严重，如何对污染土壤的健康问题做出早期预警和检测，对其进行生态安全评价，保护自然生态系统，已经引起了人们的高度关注。

生物指示法是土壤污染预警和诊断的一种工具。尽管无法确定土壤中存在污染物的类型和含量，但由于生物指示法能够客观反映出污染物在土壤真实的生物有效性和毒性，进而直观地指示潜在污染土壤是否存在现实风险，因此它可以对土壤污染的风险状况做出综合评估。

在土壤生态监测中，蚯蚓生物标记物对土壤污染物的暴露和效应具有敏感性和准确性，可以作为土壤污染生态毒理学诊断的手段。国际上已经有许多蚯蚓毒性试验的标准方法。OECD(国际合作与发展组织)和ISO(国际标准化组织)已经制定了蚯蚓急性毒性试验、亚急性毒性试验、慢性毒性试验、回避试验、生殖试验等多种标准化试验方法。目前，研究者利用这些标准方法对有毒物质进行检测，对污染土壤进行生态风险评价。

相对于急性毒性和慢性毒性试验，回避试验的优势在于它有着一个短期的持续时间，并且不需要高浓度的化学物质，因此具有更强的敏感性和重现性。现有技术中，利用蚯蚓标记物回避试验的常规土壤评价装置和方法，如200710010161.9、201520674599.7、201320721635.1的发明专利中所记载的，将试验蚯蚓放置在一个或者多个试验区域内，在经过3到4天后，取出各个区域的土壤，检测各个区域内的蚯蚓数量，从而确定蚯蚓的回避率。但是，现有技术中上述技术方案需要在检测时间结束后，才能通过翻看土壤中蚯蚓的数量，确定蚯蚓的回避数目，而无法知道检测过程中蚯蚓的活动状况。

技术实现要素：

本发明提供了一种土壤生态污染检测装置以及检测方法，能够在检测过程中也能够确定各个区域中蚯蚓数量，从而对于土壤生态污染进行更加准确的评价。

作为本发明的一个方面，提供了一种土壤生态污染检测装置，包括：

环形支架，具有封闭的环形底座、与底座内圆周固定的封闭内壁，与底座外圆周固定的封闭外壁；所述内壁的顶部通过多根径向的肋条与所述外壁的顶部固定；所述封闭环形底座、封闭内壁、封闭外壁以及多根径向的肋条，形成多个底部、内壁、外壁封闭，上端以及两个侧面开口的空间；

对应于上述空间形状的土壤容器，其底部、内壁以及外壁封闭，两个侧面分别设置多个小孔；所述土壤容器能够容纳于与其对应的空间内，以及能够将土壤容器从与其对应的空间内取出；

插板，其分别对应于各个土壤容器两个侧面的形状；所述土壤容器两个侧面分别设置插槽，所述插板能够通过插槽固定于所述土壤容器；

重量传感器，通过所述重量传感器能够检测各个土壤容器的重量，根据土壤容器的重量变化确定其土壤污染生态污染程度。

优选的，所述多根肋条均匀设置于内壁与外壁之间，使其之间形成多个形状一样的空间。

优选的，还包括可开启的封盖，其设置于所述环形支架顶部，与所述环形支架铰接。

优选的，所述小孔的直径为0.8~1.2cm，小孔面积和与侧面面积比为40%~60%.

优选的，所有土壤容器侧面的小孔位置和大小相同，使土壤容器至于环形支架内时，相邻土壤容器的相同位置的小孔能够相通。

优选的，在将土壤容器放置环形支架内之前，通过重量传感器对于各个土壤容器进行配重，使各个土壤容器的初始重量相等。

优选的，每个土壤容器设置两个插板。

优选的，所述土壤容器中的数目比所述空间的数目少一个；还包括封闭土壤容器，所述封闭土壤容器顶部开口，底部、内壁、外壁以及两个侧面封闭。

作为本发明的另外一个方面，提供上述土壤生态污染检测装置的土壤生态污染检测方法，包括如下步骤：（1）将位于环形支架外的各个土壤容器的两侧插槽插入插板；（2）将各个土壤容器分别装入污染土壤和对照土壤；通过重量传感器检测各个土壤容器的重量，对于各个土壤容器进行配重，使其处于同样的初始重量；记录该初始质量；（3）选择用于检测的年龄、大小相近的蚯蚓，通过重量传感器检测所有蚯蚓的重量，从而确定单只蚯蚓的期待重量；（4）向各个土壤容器中加入相同数目的用于检测的蚯蚓；（5）依次将装有污染土壤的土壤容器放置于环形支架内； 6）取出各个土壤容器两侧的插板；将各个土壤容器的顶部覆盖纱网；盖上环形支架的封盖；（7）在间隔特定的检测周期时，开启封盖以及纱网，将各个土壤容器两侧插槽插入插板；将各个土壤容器由环形支架内取出，使用重量传感器分别检测各个土壤容器的重量；根据检测的重量确定各个土壤容器的重量变化值，然后根据单只蚯蚓的期待重量，确定各个土壤容器的实时蚯蚓数量；确定各个检测周期的回避率；（8）重复步骤（5）～(7),直到检测时间结束；（9）在检测时间结束后，将各个土壤容器中的土壤倒出，对于各个土壤容器中的蚯蚓数量进行计数，确定各个土壤容器中蚯蚓的最终数目，确定最终的回避率。

作为本发明的另外一个方面，提供上述土壤生态污染检测装置的土壤生态污染检测方法，包括如下步骤：（1）将位于环形支架外的各个土壤容器的两侧插槽插入插板；（2）将各个土壤容器分别装入污染土壤和对照土壤，将封闭土壤容器装入对照土壤；通过重量传感器检测各个土壤容器以及封闭土壤容器的重量，对于各个土壤容器以及封闭土壤容器进行配重，使其处于同样的初始重量；记录该初始质量；（3）选择用于检测的年龄、大小相近的蚯蚓，通过重量传感器检测所有蚯蚓的重量，从而确定单只蚯蚓的期待重量；（4）向各个土壤容器中加入相同数目的用于检测的蚯蚓，所述封闭土壤容器中不加入蚯蚓；（5）依次将装有污染土壤的土壤容器以及装有对照土壤的土壤容器放置于环形支架内；将封闭土壤容器放置于环形支架的剩余空间内；（6）取出各个土壤容器两侧的插板；将各个土壤容器的顶部覆盖纱网；盖上环形支架的封盖；（7）在间隔特定的检测周期时，开启封盖以及纱网，将各个土壤容器两侧插槽插入插板；将各个土壤容器以及封闭土壤容器由环形支架内取出，使用重量传感器分别检测各个土壤容器以及封闭土壤容器的重量；根据封闭土壤容器的重量变化，确定环境导致的土壤重量变化值；从而确定各个土壤容器由于蚯蚓回避而导致的重量变化值，然后根据单只蚯蚓的期待重量，确定各个土壤容器的实时蚯蚓数量；确定各个检测周期的回避率；（8）重复步骤（5）～(7),直到检测时间结束；（9）在检测时间结束后，将各个土壤容器中的土壤倒出，对于各个土壤容器中的蚯蚓数量进行计数，确定各个土壤容器中蚯蚓的最终数目，确定最终的回避率。

附图说明

图1是本发明一个实施例的土壤生态污染检测装置的结构。

图2是本发明上述实施例的流程图。

图3时本发明改进的实施例的壤生态污染检测装置的结构。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将使用实施例对本发明进行简单地介绍，显而易见地，下面描述中的仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些实施例获取其他的技术方案，也属于本发明的公开范围。

本发明一个实施例的土壤生态污染检测装置的结构，参见图1，包括环形支架100，具有封闭的环形底座1、与底座内圆周固定的封闭内壁2，与底座外圆周固定的封闭外壁3。封闭内壁2的顶部通过多根径向的肋条4与封闭外壁3的顶部固定。通过封闭环形底座1、封闭内壁2、封闭外壁3以及多根径向的肋条4，形成多个底部、内壁、外壁封闭，上端以及两个侧面开口的空间5。其中，多根肋条4均匀设置于内壁2与外壁3之间，使空间5为大小形状相同。例如，图1中设置6根肋条，从而在环形空间内形成6个大小、形状相同的空间5。环形支架100还包括可开启的封盖（未示出），其设置于环形支架顶部，与环形支架铰接。

多个土壤容器6，其对应于环形底座内的空间5，其底部、内壁以及外壁封闭，两个侧面分别设置多个小孔7。土壤容器6于环形底座1分离设置，能够容纳于与其对应的空间5内，以及能够将土壤容器6从与其对应的空间内取出。例如图1中，可以设置6个土壤容器。

小孔7用于蚯蚓能够通过其通道到达附近的土壤容器。小孔7的直径可以设置为例如0.8~1.2cm，优选1cm，小孔7面积和与侧面面积比为40%~60%，优选设置为50％。所有土壤容器6侧面的小孔7的位置和大小相同，使土壤容器6至于环形支架7内时，相邻土壤容器6的相同位置的小孔7能够相通，从而使蚯蚓能够通过小孔7到达附近的土壤容器。

插板8和9，其分别对应于各个土壤容器6两个侧面的形状；每个土壤容器6设置插板8和插板9。土壤容器6两个侧面分别设置插槽（未示出），插板8和9能够通过插槽固定于土壤容器6的侧面，从而封闭土壤容器6侧面的小孔7，使土壤容器6位于环形支架100外部时，土壤无法从土壤容器6的小孔7中漏出。

本实施例的土壤生态污染检测装置，还包括重量传感器，通过重量传感器能够检测各个土壤容器6的重量，根据土壤容器6的重量变化确定其土壤污染生态污染程度。

本实施例的土壤生态污染检测装置的土壤生态污染检测方法，如图2所示，包括如下步骤：（1）将位于环形支架100外的各个土壤容器6的两侧插槽插入插板8和9；（2）将各个土壤容器6分别装入污染土壤和对照土壤；通过重量传感器检测各个土壤容器6的重量，对于各个土壤容器6进行配重，使其处于同样的初始重量；记录该初始质量；（3）选择用于检测的年龄、大小相近的蚯蚓，通过重量传感器检测所有蚯蚓的重量，从而确定单只蚯蚓的期待重量；（4）向各个土壤容器6中加入相同数目的用于检测的蚯蚓；（5）依次将装有污染土壤以及对照土壤的土壤容器6放置于环形支架100内； 6）取出各个土壤容器6两侧的插板8和9；将各个土壤容器6的顶部覆盖纱网；盖上环形支架100的封盖；（7）在间隔特定的检测周期时，例如12个小时，开启封盖以及纱网，将各个土壤容器6两侧插槽插入插板8和9；将各个土壤容器6由环形支架100内取出，使用重量传感器分别检测各个土壤容器6的重量；根据检测的重量确定各个土壤容器6的重量变化值，然后根据单只蚯蚓的期待重量，确定各个土壤容器6的实时蚯蚓数量；确定各个检测周期的回避率；（8）重复步骤（5）～(7),直到检测时间结束；（9）在检测时间例如48小时或者72小时结束后，将各个土壤容器6中的土壤倒出，对于各个土壤容器6中的蚯蚓数量进行计数，确定各个土壤容器6中蚯蚓的最终数目，确定最终的回避率。

通过本发明的上述实施例，能够在土壤生态污染评价过程中，也能够确定各个区域内的蚯蚓数目，并且在确定数目后能够继续进行检测，直到整个检测回避周期结束，从而更加有利于对于土壤生态污染的评价。

上述实施例中，检测区域内土壤在检测过程中由于蒸发等环境因素影响，也会导致土壤重量的变化，从而可能导致检测结果不精确。图3示出了一个优选的实施例，能够消除环境因素的影响。在图3的实施例中，与上述实施例不同的是，土壤容器6的数目比环形支架100内分隔的空间5的数目少一个；还包括封闭土壤容器10，封闭土壤容器10不设置插板，顶部开口，底部、内壁、外壁以及两个侧面封闭。

上述改进实施例的土壤生态污染检测方法包括如下步骤：（1）将位于环形支架外的各个土壤容器的两侧插槽插入插板；（2）将各个土壤容器分别装入污染土壤和对照土壤，将封闭土壤容器装入对照土壤；通过重量传感器检测各个土壤容器以及封闭土壤容器的重量，对于各个土壤容器以及封闭土壤容器进行配重，使其处于同样的初始重量；记录该初始质量；（3）选择用于检测的年龄、大小相近的蚯蚓，通过重量传感器检测所有蚯蚓的重量，从而确定单只蚯蚓的期待重量；（4）向各个土壤容器中加入相同数目的用于检测的蚯蚓，所述封闭土壤容器中不加入蚯蚓；（5）依次将装有污染土壤的土壤容器以及装有对照土壤的土壤容器放置于环形支架内；将封闭土壤容器放置于环形支架的剩余空间内；（6）取出各个土壤容器两侧的插板；将各个土壤容器的顶部覆盖纱网；盖上环形支架的封盖；（7）在间隔特定的检测周期时，开启封盖以及纱网，将各个土壤容器两侧插槽插入插板；将各个土壤容器以及封闭土壤容器由环形支架内取出，使用重量传感器分别检测各个土壤容器以及封闭土壤容器的重量；根据封闭土壤容器的重量变化，确定环境导致的土壤重量变化值；从而确定各个土壤容器由于蚯蚓回避而导致的重量变化值，然后根据单只蚯蚓的期待重量，确定各个土壤容器的实时蚯蚓数量；确定各个检测周期的回避率；（8）重复步骤（5）～(7),直到检测时间结束；（9）在检测时间结束后，将各个土壤容器中的土壤倒出，对于各个土壤容器中的蚯蚓数量进行计数，确定各个土壤容器中蚯蚓的最终数目，确定最终的回避率。

通过上述改进的实施例，能够消除检测区域内土壤在检测过程中由于蒸发等环境因素影响导致重量变化的影响，提高检测结果的精确度。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为落入本发明的保护范围。