[发明专利]基于待测土壤纵波波速的重金属污染浓度检测方法

权利要求书

1.一种基于待测土壤纵波波速的重金属污染浓度检测方法，其特征在于，包括：

根据待测土壤的类型选择预设频率和脉宽的单次脉冲纵波信号穿透待测土壤；

测量待测土壤中的实际纵波波速；

将实际纵波波速代入质量含水率与纵波波速的拟合关系模型中，得到待测土壤的质量含水率拟合值；

选择与质量含水率拟合值差异最小的实测质量含水率条件下的重金属浓度与纵波波速的关系模型，并将实际纵波波速代入其中，得到待测土壤的重金属浓度区间；

其中，质量含水率与纵波波速的拟合关系模型以及重金属浓度与纵波波速的关系模型均基于对待测土壤取样并进行实验测得。

2.根据权利要求1所述的基于待测土壤纵波波速的重金属污染浓度检测方法，其特征在于，所述质量含水率与纵波波速的拟合关系模型通过如下方法得到：

获取待测土壤并进行预处理得到待测土壤样品，按照预设的不同质量含水率梯度，制备重金属浓度已知的土壤试样若干，并测量各土壤试样中实际质量含水率；

根据待测土壤的类型选择预设频率和脉宽的单次脉冲纵波信号分别穿透各土壤试样，并测量各土壤试样中的纵波波速；

对测量所得的各土壤试样中的纵波波速及实际质量含水率进行相关关系拟合，建立质量含水率与纵波波速的拟合关系模型。

3.根据权利要求1或2所述的基于待测土壤纵波波速的重金属污染浓度检测方法，其特征在于，所述重金属浓度与纵波波速的关系模型通过如下方法得到：

获取待测土壤并进行预处理得到待测土壤样品，在预设的不同质量含水率梯度基础上，根据土壤背景重金属污染浓度区间，制备不同质量含水率条件下各不同重金属浓度的土壤试样若干，并测量各土壤试样中实际重金属浓度；

根据待测土壤的类型选择预设频率和脉宽的单次脉冲纵波信号分别通入各土壤试样中，并测量各土壤试样中的纵波波速；

根据各土壤试样中的纵波波速及实际重金属浓度，建立不同质量含水率条件下的重金属浓度与纵波波速的关系模型。

4.根据权利要求2所述的基于待测土壤纵波波速的重金属污染浓度检测方法，其特征在于，所述预处理过程包括风化和筛分；不同质量含水率的土壤试样通过如下方法制备：

将不同目标质量含水率所需质量的水和预处理后的待测土壤样品充分混合，并置于密封袋中平衡7-14天以确保水分含量的均匀性；

将混合后的土壤样品置于立方体模具中，待自然成型后得到不同质量含水率的土壤试样。

5.根据权利要求3所述的基于待测土壤纵波波速的重金属污染浓度检测方法，其特征在于，各质量含水率条件下的不同重金属浓度的土壤试样通过如下方法制备：

制备目标质量含水率及重金属浓度下所需质量的重金属盐溶液；

将制备的重金属盐溶液与预处理后的待测土壤样品充分混合，并置于密封袋中平衡7-14天；

将混合后的土壤样品置于立方体模具中，待自然成型后得到目标质量含水率及重金属浓度的土壤试样。

6.根据权利要求1所述的基于待测土壤纵波波速的重金属污染浓度检测方法，其特征在于，所述单次脉冲纵波信号为低频发射信号，其频率范围为0-300Hz，脉宽范围为0-150μs。

7.根据权利要求2所述的基于待测土壤纵波波速的重金属污染浓度检测方法，其特征在于，土壤试样中的实际质量含水率通过如下方法测量：

将土壤试样进行粉碎研磨并过筛；

按照四分法准确称量土壤样品N克，N为预设值，将称量后的土壤样品置于预设温度范围的烘箱中按照预设时长连续烘干，取出土壤样品置于干燥皿中冷却至室温；

根据GB7172-1987《土壤水分测定法》计算土壤试样的实际质量含水率。