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摘要:隨著經(jīng)濟建設(shè)的不斷發(fā)展,水環(huán)境重金屬污染現(xiàn)狀越來越復(fù)雜,嚴(yán)重影響著人類的健康質(zhì)量。對人類的健康生活產(chǎn)生嚴(yán)重影響。本文對水環(huán)境重金屬污染現(xiàn)狀作出了簡要分析,對檢測系統(tǒng)設(shè)計展開論述,以供廣大同行參考。
關(guān)鍵詞:重金屬元素;檢測系統(tǒng)設(shè)計;污染現(xiàn)狀
水是生命的起源,在人類發(fā)展生活中居于至關(guān)重要的地位。隨著經(jīng)濟全球化的迅速發(fā)展,人類的用水需求不斷增加。如今,人類淡水資源的消耗量越來越多,許多廢水沒有經(jīng)過相關(guān)處理就隨意排放,對水體環(huán)境造成了污染,對生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能、水資源的利用具有嚴(yán)重影響,以至于許多國家水資源短缺的現(xiàn)象[1]。工業(yè)廢水排放,是導(dǎo)致水環(huán)境污染的重要因素,水質(zhì)由于工業(yè)生產(chǎn)的不同需要有所差異,許多與原料相關(guān)的物質(zhì),其儲存形態(tài)也不相同,不同企業(yè)排除的廢水千差萬別,進入河流、湖泊的重金屬元素沉積,增加了水體自凈的負擔(dān),造成了比較嚴(yán)重的水環(huán)境污染,對經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生不良影響,不利于人類的健康生活。
1水環(huán)境重金屬污染現(xiàn)狀
湖泊、水庫、生活飲用水等水體資源統(tǒng)稱為水環(huán)境。水環(huán)境重金屬污染,是因為工業(yè)廢水的大量排放造成的,導(dǎo)致水質(zhì)環(huán)境發(fā)生嚴(yán)重改變。地球上的水資源比較豐富,但是人們開發(fā)利用的淡水資源比較少。由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)污染、工業(yè)、生活用水污染等,造成水環(huán)境比較嚴(yán)峻[2]。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活中大量使用有機氯農(nóng)藥,在降水的作用下,殘留的藥物滲入地下水體中。工業(yè)生產(chǎn)過程中,產(chǎn)生大量廢水,有些廠家沒有根據(jù)嚴(yán)格要求對廢水進行處理,就將廢水排入河流,造成水環(huán)境污染加劇。人類過度使用水資源、過度開采,不利于植被生物的生長,導(dǎo)致嚴(yán)重的水土流失等相關(guān)問題,還會加重水體環(huán)境的污染程度。農(nóng)藥成分大多是持久性的有機污染物,進入土層之后很難降解,會越積越多,加快了土壤的污染程度,降雨之后隨著雨水流入湖泊,加快水體污染的速度,這些都是息息相關(guān)的。水體環(huán)境的重金屬污染,是因為過度開采礦石、企業(yè)排放廢水造成的。水體環(huán)境中的重金屬污染影響水體生物的生長,嚴(yán)重影響著人類的健康。隨著工業(yè)水平的不斷提升,水環(huán)境中即使農(nóng)戶污染現(xiàn)狀不斷加重,不利于人類的發(fā)展。飲用水主要來源有河流、湖泊等淡水,其中主要的污染物就是汞,其次就是鉻和鉛污染。據(jù)研究顯示,長江上游因為工業(yè)廢水的排放,使水體環(huán)境污染程度不斷加重,有些重金屬污染物沒有得到科學(xué)處理就排放,嚴(yán)重影響生物的健康安全。太湖、松花湖的重金屬元素污染也呈現(xiàn)逐漸上升趨勢。工業(yè)廢水的排放,由于空氣污染造成酸雨現(xiàn)象,河流中的沉積物匯入大海,造成重金屬元素污染的狀況不斷加重。水體環(huán)境的重金屬污染,不僅會對水中生物造成嚴(yán)重損害,還會間接影響人們的飲食生活安全。所以,水環(huán)境重金屬元素污染的處理迫在眉睫,如果不嚴(yán)加監(jiān)管,會造成更加嚴(yán)重的生態(tài)失衡。
2水環(huán)境中重金屬元素檢測系統(tǒng)設(shè)計
2.1整體結(jié)構(gòu)
水環(huán)境中重金屬元素檢測系統(tǒng),包括水路系統(tǒng)、檢測電路、電極系統(tǒng)等內(nèi)容。檢測電路工作主要是合理控制工作流程,做好數(shù)據(jù)收集工作,實現(xiàn)水路系統(tǒng)控制、傳輸相關(guān)功能。水路系統(tǒng)是為了儀器的控制,在實際檢測過程中導(dǎo)入不同溶液,在檢測完成之后清洗管道。由于單通筏多管道系統(tǒng)水路相對復(fù)雜、實際操作過程比較復(fù)雜,為了解決這一問題,系統(tǒng)實現(xiàn)注射泵配合多通筏設(shè)計代替原先的結(jié)構(gòu)。為了實現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性功能,應(yīng)用傳統(tǒng)三電極系統(tǒng)。系統(tǒng)使用無線收發(fā)模塊與遠程PC端進行數(shù)據(jù)交換,通過微處理器對相關(guān)數(shù)據(jù)進行分析,對實驗結(jié)果進行及時記錄,并且記錄相關(guān)的工作數(shù)據(jù),發(fā)送至PC端實施深度處理。傳輸實現(xiàn)后,微處理器借助泵閥控制水路,對管路進行清洗,接下來開展下一階段的檢測,見圖1。
2.2系統(tǒng)誤差自動補償法的實現(xiàn)
要想使電路系統(tǒng)驗證自身功能滿足正常工作的需求,減少不必要的檢查步驟,添加可靠性檢查功能模塊,對其可靠性進行檢查。在實際微處理過程中開始多路模擬開關(guān),增加可靠性檢查的相關(guān)內(nèi)容,實現(xiàn)自由狀態(tài)與工作狀態(tài)的簡單切換。使用微處理器輸出準(zhǔn)確點位,及時記錄輸出結(jié)果,檢查其與預(yù)期結(jié)果是否存在誤差,檢查電路是否正常。如果結(jié)果顯示正常,就要對系統(tǒng)的可靠性進行測驗,使用水路系統(tǒng)將需要測驗的溶液置入測試腔內(nèi),通過微處理器對恒電位儀實施輸出掃描,與此同時,詳細記錄實驗過程及結(jié)果。如果結(jié)果現(xiàn)實異常,就要認真檢查系統(tǒng)輸出過程中存在的問題,若結(jié)果無限接近于零,就說明三電極系統(tǒng)的確是在溶液中浸沒,如果結(jié)果曲線平穩(wěn),就說明系統(tǒng)運行過程中出現(xiàn)異常。綜上所述,地球上的海洋水資源比較豐富,但是人們?nèi)粘I钪薪?jīng)常用到的是淡水資源,因為生活污染、工業(yè)污染等因素,加快了水體環(huán)境的污染進程。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活中大量使用有機氯農(nóng)藥,在降水的作用下,殘留的藥物滲入地下水體中。由于工業(yè)生產(chǎn)帶來的大量廢水,加重了水環(huán)境重金屬元素污染的現(xiàn)狀,這是不可逆的,嚴(yán)重影響人們的生活安全。本文針對實時監(jiān)測水環(huán)境重金屬的檢測系統(tǒng)設(shè)計,提出了系統(tǒng)可靠性檢測的方法,以供同行借鑒。
參考文獻
[1]王健康,周懷東,陸瑾,等.三峽庫區(qū)水環(huán)境中重金屬污染研究進展[J].中國水利水電科學(xué)研究院學(xué)報,2014,12(1):49-53.
[2]李政,余璨,黃香,等.河流沉積物重金屬研究方法進展[J].綠色科技,2018,(2):62-64,66.
作者:曾梓孌 單位:桂林理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院