一种基于气相色谱仪器的环境监测方法与流程

1.本发明涉及环境监测技术领域，尤其涉及一种基于气相色谱仪器的环境监测方法。


背景技术：

2.环境监测是为了特定目的，按照预先设计的时间和空间，用可以比较的环境信息和资料收集的方法，对一种或多种环境要素或指标进行间断或连续地观察、测定、分析其变化及对环境影响的过程。
3.气相色谱是二十世纪五十年代出现的一项重大科学技术成就。这是一种新的分离、分析技术，它在工业、农业、国防、建设、科学研究中都得到了广泛应用。气相色谱可分为气固色谱和气液色谱。
4.中国专利公开号：cn106770810a，公开了一种在线便携式气相色谱仪和环境监测装置，该在线便携式气相色谱仪包括：进给装置，气路切换装置，样品富集装置，组分分离装置，组分检测装置和数据传输装置，其中，进给装置的输入端用于采集样品气体；气路切换装置分别与进给装置的输出端、样品富集装置和组分分离装置相连接，用于切换样品气体在进给装置、样品富集装置和组分分离装置中的流向；样品富集装置用于富集样品气体；组分分离装置用于分析样品富集装置中富集的样品气体，以得到目标化合物；组分检测装置用于对目标化合物进行分析；数据传输装置与组分检测装置电连接，用于传输组分检测装置分析得到的数据。
5.当前基于气相色谱仪的气相监测方法，往往将检测与结果分析分别设置于不同设备，在检测完成数据后，需要人为进行数据转移到检测结果判定仪器或人为判定数据的合理性，导致在进行环境监测时，获取环境状态的数据结果的时间延长。


技术实现要素：

6.为此，本发明提供一种基于气相色谱仪器的环境监测方法，用以克服现有技术中在进行环境监测时，获取环境状态的数据结果的时间长的问题。
7.为实现上述目的，本发明提供一种基于气相色谱仪器的环境监测方法，包括，步骤s1，在进行环境监测的区域进行样本采样；步骤s2，气相色谱仪对采集的样本进行分析生成气相色谱图像；步骤s3，数据处理单元对气象色谱图像进行分析；在进行色谱图像分析的过程中，数据处理单元根据监测物质的含量是否超标判定样本采集区域是否需要进行环境治理，当需要进行环境治理时，所述数据处理单元根据含量超标物质的种类确定具体的治理方案；在所有监测物质的含量都未超标时，所述数据处理单元计算监测物评分，并根据评分判定是否需要进行环境治理。
8.进一步地，在步骤s3中，所述数据处理单元内设置有监测物质的预设横坐标信息集合a0和监测物质的含量评价值集合b0，数据处理单元对生成的气相色谱图像进行分析，
确定样本中含有的监测物质的种类与各种监测物质的含量。
9.进一步地，所述数据处理单元将样本中含有的各监测物质含量与监测物质的含量评价值集合b0中的元素参数进行逐一对比，确定含量超出标准范围的检测物质。
10.进一步地，当所述数据处理单元完成对气相色谱图像的分析时，数据处理模块根据含量超出标准范围的物质种类与数量选取环境治理调节的方案；当不存在监测物质含量超出标准范围时，所述数据处理单元从各监测物质的整体含量进行分析，判定是否需要进行环境治理；当存在单一的监测物质含量超出标准范围时，所述数据处理单元根据超出的物质种类确定对应的环境治理方案；当存在多种的监测物质含量超出标准范围时，所述数据处理单元根据超出的物质种类进行整体分析，确定对应的环境治理方案。
11.进一步地，当不存在监测物质含量超出标准范围时，所述数据处理单元对检测到的所有的监测物质含量进行整合，生成监测物质含量集合c0，所述数据处理单元根据各监测物的含量计算样本的监测物评分f，所述数据处理单元内设置有样本的监测物评分标准值fb，数据处理单元将样本的监测物评分f与监测物评分标准值fb进行对比，判定是否需要对样本所在环境进行处理。
12.进一步地，在计算样本的监测物评分f的过程中，对于不同的监测物质的检测含量设置有与其对应的计算补偿参数。计算补偿参数的目的一是平衡左右纲量，二是调节计算结果，针对不同的监测物质，其对环境的影响力不同，针对性设置使得计算的数据更加准确。
13.进一步地，当存在多种的监测物质含量超出标准范围时，所述数据处理单元记录含量超标物质的种类，并进行整合，生成含量超标物质的种类矩阵e;所述数据处理单元内设置有第一预设监测物种类矩阵k1,第二预设监测物种类矩阵k2,...,第m预设监测物种类矩阵km,m为正整数，不同的监测物种类矩阵对应不同的环境治理方案；对于第j预设监测物种类矩阵kj，其内含有若干种类的监测物，j=1,2,...,m；所述数据处理单元将含量超标物质的种类矩阵e与各预设监测物种类矩阵进行对比，当存有第j预设监测物种类矩阵kj与含量超标物质的种类矩阵e内元素完全吻合时，所述数据处理单元选取第j预设监测物种类矩阵kj对应的环境治理方案作为样本所属环境的治理方案；当不存有第j预设监测物种类矩阵kj与含量超标物质的种类矩阵e内元素完全吻合时，所述数据处理单元根据各预设监测物种类矩阵与含量超标物质的种类矩阵e的重合度选取环境治理方案。
14.进一步地，当不存有第j预设监测物种类矩阵kj与含量超标物质的种类矩阵e内元素完全吻合时，所述数据处理单元计算含量超标物质的种类矩阵e内元素与各预设监测物种类矩阵内元素的重合度，数据处理单元内设置有元素重合度评价参数qz，数据处理单元选取重合度最高的第p预设监测物种类矩阵kp的重合度qp与元素重合度评价参数qz进行对比，p=1,2,...,m；
当qp≥qz时，所述数据处理单元选取第p预设监测物种类矩阵kp对应的环境治理方案作为样本所属环境的治理方案；当qp＜qz时，所述数据处理单元根据实际含量超标物质的种类进行特定话环境治理。
15.进一步地，当所述数据处理单元选取第p预设监测物种类矩阵kp对应的环境治理方案作为样本所属环境的治理方案时，数据处理单元对含量超标物质的种类矩阵e与第p预设监测物种类矩阵kp进行对比，当含量超标物质的种类矩阵e内的所有元素均存在于第p预设监测物种类矩阵kp时，所述数据处理单元不对选取的治理方案进行调节；当含量超标物质的种类矩阵e内存有元素不存在于第p预设监测物种类矩阵kp时，所述数据处理单元对选取的治理方案进行调节。
16.进一步地，所述监测方法应用于土壤、水源、空气的环境监测，在进行环境取样时，多次多点取样。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果在于，在进行色谱图像分析的过程中，数据处理单元根据监测物质的含量是否超标判定样本采集区域是否需要进行环境治理，当需要进行环境治理时，所述数据处理单元根据含量超标物质的种类确定具体的治理方案；在所有监测物质的含量都未超标时，所述数据处理单元计算监测物评分，并根据评分判定是否需要进行环境治理。本发明通过对气相色谱仪获取的数据进行直接分析，确定检测的样本所属环境是否需要进行环境治理，对于需要治理的环境数据处理单元直接根据获取的数据详情，快速获取监测环境的状态，分析适配的治理方案，同时，通过内部植入环境治理方案，降低了设备使用对人员的要求，使得一般从业人员即可通过样本采集获取环境的信息。
18.进一步地，所述数据处理单元内设置有监测物质的预设横坐标信息集合a0和监测物质的含量评价值集合b0，数据处理单元对生成的气相色谱图像进行分析，确定样本中含有的监测物质的种类与各种监测物质的含量，所述数据处理单元将样本中含有的各监测物质含量与监测物质的含量评价值集合b0中的元素参数进行逐一对比，确定含量超出标准范围的检测物质。在进行数据分析时，对于监测的物质含量进行逐一分析，一方面增加了检测结果的准确性，另一方面，通过数据处理单元进行分析，减少人为分析的所用时间，缩短获取监测数据的时长。
19.尤其，当所述数据处理单元完成对气相色谱图像的分析时，数据处理模块根据含量超出标准范围的物质种类与数量选取环境治理调节的方案，对于不同的数据超差结果，选取对应的治理方案，进一步增加治理方案选取的准确性。
20.尤其，当不存在监测物质含量超出标准范围时，所述数据处理单元对检测到的所有的监测物质含量进行整合，生成监测物质含量集合c0，所述数据处理单元根据各监测物的含量计算样本的监测物评分f，所述数据处理单元内设置有样本的监测物评分标准值fb，数据处理单元将样本的监测物评分f与监测物评分标准值fb进行对比，判定是否需要对样本所在环境进行处理，对于监测物质含量均不超标的环境，进行监测物评分计算，防止多种监测物处于临界值时，数据监测不及时，使得环境治理具有前瞻性，同时，通过设置样本的监测物评分标准值，明确监测标准，使得监测的结果更加的直观。
21.尤其，在计算样本的监测物评分f的过程中，对于不同的监测物质的检测含量设置
有与其对应的计算补偿参数，不同的监测物质对环境影响不同，通过设置计算补偿参数，使得样本的监测物评分更加准确，更能直观反应环境状态。
22.进一步地，当存在多种的监测物质含量超出标准范围时，所述数据处理单元记录含量超标物质的种类，并进行整合，生成含量超标物质的种类矩阵e;数据处理单元内设置有若干预设监测物种类矩阵，所述数据处理单元将含量超标物质的种类矩阵e与各预设监测物种类矩阵进行对比，通过提前设置预设监测物种类矩阵与治理方案，并将含量超标物质的种类与预设监测物种类矩阵进行对比，能够及时的获取监测环境所需的具体治理方案，增加环境治理的及时性，同时，通过数据处理单元进行分析，减少人为分析的所用时间，缩短获取监测数据的时长。
23.尤其，当不存在预设监测物种类矩阵与含量超标物质的种类完全重合时，通过对比重合度选取合适的治理方案，同时，限制重合度的最低阈值，防止治理方案与实际情况相差过大，影响治理效果。
24.尤其，当选取完成治理方案后，根据实际的含量超标物质的种类与预设监测物种类矩阵的差异性对治理方案进行适应性调节，增加治理方案的准确性。
附图说明
25.图1为本发明实施例中基于气相色谱仪器的环境监测方法的流程图。
具体实施方式
26.为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
27.下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
28.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
29.此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
30.请参阅图1所示，其为本发明实施例中基于气相色谱仪器的环境监测方法的流程图。
31.本发明公布一种基于气相色谱仪器的环境监测方法，包括，步骤s1，在进行环境监测的区域进行样本采样；步骤s2，气相色谱仪对采集的样本进行分析生成气相色谱图像；步骤s3，数据处理单元对气象色谱图像进行分析；在进行色谱图像分析的过程中，数据处理单元根据监测物质的含量是否超标判定
样本采集区域是否需要进行环境治理，当需要进行环境治理时，所述数据处理单元根据含量超标物质的种类确定具体的治理方案；在所有监测物质的含量都未超标时，所述数据处理单元计算监测物评分，并根据评分判定是否需要进行环境治理。
32.本发明通过对气相色谱仪获取的数据进行直接分析，确定检测的样本所属环境是否需要进行环境治理，对于需要治理的环境数据处理单元直接根据获取的数据详情，快速获取监测环境的状态，分析适配的治理方案，同时，通过内部植入环境治理方案，降低了设备使用对人员的要求，使得一般从业人员即可通过样本采集获取环境的信息。
33.所述数据处理单元内设置有监测物质的预设横坐标信息集合a0，a0(a1,a2,...,an)，其中，a1为第一类监测物质的气相色谱预设横坐标信息，a2为第二类监测物质的气相色谱预设横坐标信息，...，an为第n类监测物质的气相色谱预设横坐标信息；所述数据处理单元内设置有监测物质的含量评价值集合b0,b0(b1,b2,...,bn)，其中，b1为第一类监测物质的含量评价值，b2为第二类监测物质的含量评价值，...，bn为第n类监测物质的含量评价值；所述数据处理单元对生成的气相色谱图像进行分析，根据气相色谱图像的横坐标判定样本中是否含有第i类监测物质ai，i=1,2,...,n，当样本中存有第i类监测物质ai时，数据处理单元根据气相色谱图像获取ai的含量ci，并将第i类监测物质的含量ci与第i类监测物质的含量评价值bi进行对比；当ci＞bi时，所述数据处理单元判定第i类监测物质含量超出标准范围；当ci≤bi时，所述数据处理单元判定第i类监测物质含量未超出标准范围。
34.所述数据处理单元按照判定第i类监测物质含量是否超标的方法判定监测的所有物质的含量是否超标。
35.在进行数据分析时，对于监测的物质含量进行逐一分析，一方面增加了检测结果的准确性，另一方面，通过数据处理单元进行分析，减少人为分析的所用时间，缩短获取监测数据的时长。
36.当所述数据处理单元完成对气相色谱图像的分析时，数据处理模块根据含量超出标准范围的物质种类与数量选取环境治理调节的方案；当不存在监测物质含量超出标准范围时，所述数据处理单元从各监测物质的整体含量进行分析，判定是否需要进行环境治理；当存在单一的监测物质含量超出标准范围时，所述数据处理单元根据超出的物质种类确定对应的环境治理方案；当存在多种的监测物质含量超出标准范围时，所述数据处理单元根据超出的物质种类进行整体分析，确定对应的环境治理方案。
37.对于不同的数据超差结果，选取对应的治理方案，进一步增加治理方案选取的准确性。
38.当不存在监测物质含量超出标准范围时，所述数据处理单元对检测到的所有的监测物质含量进行整合，生成监测物质含量集合c0，c0(c1,c2,...cn），其中，c1为第一类监测物质的检测含量，c2为第二类监测物质的检测含量，...，cn为第n类监测物质的检测含量，所述数据处理单元计算样本的监测物评分f，f=c1
×
d1+c2
×
d2+...+cn
×
dn，其中，d1为第一类监测物质的检测含量对样本的监测物评分计算补偿参数，d2为第二类监测
物质的检测含量对样本的监测物评分计算补偿参数，...，dn为第n类监测物质的检测含量对样本的监测物评分计算补偿参数;所述数据处理单元内设置有样本的监测物评分标准值fb，数据处理单元将样本的监测物评分f与监测物评分标准值fb进行对比，当f≤fb时，所述数据处理单元判定不需对样本所在环境进行处理；当f＞fb时，所述数据处理单元判定需要对样本所在环境进行处理。
39.对于监测物质含量均不超标的环境，进行监测物评分计算，防止多种监测物处于临界值时，数据监测不及时，使得环境治理具有前瞻性，同时，通过设置样本的监测物评分标准值，明确监测标准，使得监测的结果更加的直观。
40.当存在多种的监测物质含量超出标准范围时，所述数据处理单元记录含量超标物质的种类，并进行整合，生成含量超标物质的种类矩阵e;所述数据处理单元内设置有第一预设监测物种类矩阵k1,第二预设监测物种类矩阵k2,...,第m预设监测物种类矩阵km,m为正整数，不同的监测物种类矩阵对应不同的环境治理方案；对于第j预设监测物种类矩阵kj，其内含有若干种类的监测物，j=1,2,...,m；所述数据处理单元将含量超标物质的种类矩阵e与各预设监测物种类矩阵进行对比，当存有第j预设监测物种类矩阵kj与含量超标物质的种类矩阵e内元素完全吻合时，所述数据处理单元选取第j预设监测物种类矩阵kj对应的环境治理方案作为样本所属环境的治理方案；当不存有第j预设监测物种类矩阵kj与含量超标物质的种类矩阵e内元素完全吻合时，所述数据处理单元根据各预设监测物种类矩阵与含量超标物质的种类矩阵e的重合度选取环境治理方案。
41.通过提前设置预设监测物种类矩阵与治理方案，并将含量超标物质的种类与预设监测物种类矩阵进行对比，能够及时的获取监测环境所需的具体治理方案，增加环境治理的及时性，同时，通过数据处理单元进行分析，减少人为分析的所用时间，缩短获取监测数据的时长。
42.当不存有第j预设监测物种类矩阵kj与含量超标物质的种类矩阵e内元素完全吻合时，所述数据处理单元计算含量超标物质的种类矩阵e内元素与各预设监测物种类矩阵内元素的重合度，数据处理单元内设置有元素重合度评价参数qz，数据处理单元选取重合度最高的第p预设监测物种类矩阵kp的重合度qp与元素重合度评价参数qz进行对比，p=1,2,...,m；当qp≥qz时，所述数据处理单元选取第p预设监测物种类矩阵kp对应的环境治理方案作为样本所属环境的治理方案；当qp＜qz时，所述数据处理单元根据实际含量超标物质的种类进行特定话环境治理。
43.当不存在预设监测物种类矩阵与含量超标物质的种类完全重合时，通过对比重合度选取合适的治理方案，同时，限制重合度的最低阈值，防止治理方案与实际情况相差过大，影响治理效果。
44.当所述数据处理单元选取第p预设监测物种类矩阵kp对应的环境治理方案作为样本所属环境的治理方案时，数据处理单元对含量超标物质的种类矩阵e与第p预设监测物种类矩阵kp进行对比，当含量超标物质的种类矩阵e内的所有元素均存在于第p预设监测物种类矩阵kp时，所述数据处理单元不对选取的治理方案进行调节；当含量超标物质的种类矩阵e内存有元素不存在于第p预设监测物种类矩阵kp时，所述数据处理单元对选取的治理方案进行调节。
45.当选取完成治理方案后，根据实际的含量超标物质的种类与预设监测物种类矩阵的差异性对治理方案进行适应性调节，增加治理方案的准确性。
46.所述监测方法应用于土壤、水源、空气的环境监测，在进行环境取样时，多次多点取样。
47.至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
48.以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。 凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。