本發(fā)明涉及污水治理領(lǐng)域，尤其涉及一種水質(zhì)重金屬污染監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
水中重金屬污染的介紹:在當(dāng)今社會,科技飛速發(fā)展,很多重金屬進入了我們的日常消費產(chǎn)品中來。這些重金屬包括汽車用柴油、熒光燈管、恒溫器中的汞,特種玻璃、涂料、農(nóng)藥中的砷和鉛,等等。
由于這些含有重金屬產(chǎn)品的廣泛使用,加上消費者對重金屬的危害缺少了解而不夠重視,很多生產(chǎn)廠家不注意廢品回收處理,沒有建立完整的處理系統(tǒng),導(dǎo)致的大量重金屬產(chǎn)品在使用中產(chǎn)生了重金屬污染,甚至使用后被當(dāng)作普通的垃圾進行掩埋、沖洗處理,從而加重了重金屬的污染程度。更有甚者很多毫無責(zé)任感的企業(yè)直接將重金屬污水排放到江河、湖泊,荒地淺灘??種種跡象表明地球正在遭受著有史以來最為嚴(yán)重的重金屬污染。
重金屬污染指由重金屬或其化合物造成的環(huán)境污染。主要由采礦、廢氣排放、污水灌溉和使用重金屬制品等人為因素所致。如日本的水俁病和痛痛病分別由汞污染和鎘污染所引起。其危害程度取決于重金屬在環(huán)境、食品和生物體中存在的濃度和化學(xué)形態(tài)。
重金屬污染主要表現(xiàn)在水污染中，還有一部分是在大氣和固體廢物中。重金屬一般以天然濃度廣泛存在于自然界中，但由于人類對重金屬的開采、冶煉、加工及商業(yè)制造活動日益增多，造成不少重金屬如鉛、汞、鎘、鈷等進入大氣、水、土壤中，引起嚴(yán)重的環(huán)境污染。以各種化學(xué)狀態(tài)或化學(xué)形態(tài)存在的重金屬，在進入環(huán)境或生態(tài)系統(tǒng)后就會存留、積累和遷移，造成危害。如隨廢水排出的重金屬，即使?jié)舛刃?，也可在藻類和底泥中積累，被魚和貝的體表吸附，產(chǎn)生食物鏈濃縮，從而造成公害。汽車尾氣排放的鉛經(jīng)大氣擴散等過程進入環(huán)境中，造成目前地表鉛的濃度已有顯著提高，致使近代人體內(nèi)鉛的吸收量比原始人增加了約100倍，損害了人體健康。
自然界存在著很多重金屬，比如鋅、鎘、銅、鉛等，這些重金屬同樣存在于人體內(nèi)，是人體的必需元素。但是，凡事都有一個量的問題，任何東西一旦超過正常的量，它必然給環(huán)境或人體造成不良影響。而我們常說的重金屬污染指的就是因人類活動導(dǎo)致環(huán)境中的重金屬含量增加，超出正常范圍，并導(dǎo)致環(huán)境質(zhì)量惡化。其中銅元素是水中金屬元素的一種，是人體必不可少的，但是過量的銅對人體的危害非常大。游離態(tài)銅離子對人體的危害要比配合態(tài)銅大得多。過量的銅離子對許多水生生物有極大的負(fù)作用，緣由是它與蛋白質(zhì)中的巰基結(jié)合，干擾巰基酶的活性，如在珊瑚、水草等生態(tài)缸中若有過量的銅離子，將很快使心愛的生物斃命法。銅的污染主要來源于電鍍、冶金、化工等行業(yè)。為及時、準(zhǔn)確地監(jiān)測水的質(zhì)量，確保人們獲得安全飲用水，我們建立了污染水中銅離子濃度分光光度測定方法。經(jīng)資料所知，自來水的總銅含量不應(yīng)超過0.5mg/L,生活用水中總銅的含量不應(yīng)超過1.0mg/L。
傳統(tǒng)的水環(huán)境監(jiān)測主要以人工采樣、實驗室儀器分析為主，存在著監(jiān)測頻次低、監(jiān)測范圍小、采樣誤差大、實時性差的缺點。
傳統(tǒng)的水環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)缺乏對大范圍內(nèi)的水環(huán)境重金屬數(shù)據(jù)進行實時動態(tài)采集分析的技術(shù)手段，極易錯失在污染初期進行及時防治的最佳時期。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對背景技術(shù)所涉及到的缺陷，提供一種水質(zhì)重金屬污染監(jiān)控系統(tǒng)。
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：
一種水質(zhì)重金屬污染監(jiān)控系統(tǒng)，包含水質(zhì)監(jiān)控模塊、無線傳輸模塊、控制模塊、顯示模塊和報警模塊；
所述水質(zhì)監(jiān)控模塊包含若干水質(zhì)監(jiān)控單元；
所述無線傳輸模塊包含若干與所述水質(zhì)監(jiān)控單元一一對應(yīng)相連的分支節(jié)點和一個與所述控制模塊相連的匯總節(jié)點，所述分支節(jié)點和匯總節(jié)點之間基于ZigBee協(xié)議無線通信；
所述水質(zhì)監(jiān)控單元包含溫度傳感器、GPS定位單元、重金屬電化學(xué)傳感器陣列、重金屬信號調(diào)理電路、酸堿度電極、酸堿度調(diào)理電路、濁度傳感器、濁度調(diào)理電路和微控制器；
所述溫度傳感器和所述微控制器相連，用于將檢測到的溫度傳遞給所述微控制器；
所述GPS定位單元和所述微控制器相連，用于將檢測到的水質(zhì)監(jiān)控單元的GPS坐標(biāo)傳遞給所述微控制器；
所述重金屬電化學(xué)傳感器陣列通過重金屬信號調(diào)理電路和所述微控制器相連，用于將檢測到的重金屬濃度傳遞給所述微控制器；
所述酸堿度電極通過酸堿度調(diào)理電路和所述微控制器相連，用于將檢測到的酸堿度傳遞給所述微控制器；
所述濁度傳感器通過濁度調(diào)理電路和所述微控制器相連，用于將檢測到的濁度傳遞給所述微控制器；
所述微控制器還和水質(zhì)監(jiān)控單元對應(yīng)的分支節(jié)點相連，用于將接收到的溫度、GPS坐標(biāo)、重金屬濃度、酸堿度、濁度整合為水質(zhì)信息傳遞給所述控制模塊；
所述控制模塊分別和匯總節(jié)點、顯示模塊、報警模塊相連，用于控制顯示模塊顯示接收到的各個水質(zhì)監(jiān)控單元的水質(zhì)信息，當(dāng)存在重金屬濃度大于等于預(yù)設(shè)的重金屬濃度閾值時，控制顯示模塊突出顯示該重金屬濃度對應(yīng)水質(zhì)監(jiān)控單元的水質(zhì)信息，并控制報警模塊進行報警。
作為本發(fā)明一種水質(zhì)重金屬污染監(jiān)控系統(tǒng)進一步的優(yōu)化方案，所述控制模塊的處理器采用51系列單片機。
作為本發(fā)明一種水質(zhì)重金屬污染監(jiān)控系統(tǒng)進一步的優(yōu)化方案，所述控制模塊的處理器采用AT89S52單片機。
作為本發(fā)明一種水質(zhì)重金屬污染監(jiān)控系統(tǒng)進一步的優(yōu)化方案，所述酸堿度電極采用雷磁E-201-C電極。
作為本發(fā)明一種水質(zhì)重金屬污染監(jiān)控系統(tǒng)進一步的優(yōu)化方案，所述報警模塊采用聲光報警模塊。
本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：
1. 結(jié)構(gòu)簡單，使用方便；
2. 實時反映水環(huán)境重金屬的濃度，并在超標(biāo)時主動發(fā)出警報。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的模塊示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細(xì)說明：
如圖1所示，本發(fā)明公開了一種水質(zhì)重金屬污染監(jiān)控系統(tǒng)，包含水質(zhì)監(jiān)控模塊、無線傳輸模塊、控制模塊、顯示模塊和報警模塊；
所述水質(zhì)監(jiān)控模塊包含若干水質(zhì)監(jiān)控單元；
所述無線傳輸模塊包含若干與所述水質(zhì)監(jiān)控單元一一對應(yīng)相連的分支節(jié)點和一個與所述控制模塊相連的匯總節(jié)點，所述分支節(jié)點和匯總節(jié)點之間基于ZigBee協(xié)議無線通信；
所述水質(zhì)監(jiān)控單元包含溫度傳感器、GPS定位單元、重金屬電化學(xué)傳感器陣列、重金屬信號調(diào)理電路、酸堿度電極、酸堿度調(diào)理電路、濁度傳感器、濁度調(diào)理電路和微控制器；
所述溫度傳感器和所述微控制器相連，用于將檢測到的溫度傳遞給所述微控制器；
所述GPS定位單元和所述微控制器相連，用于將檢測到的水質(zhì)監(jiān)控單元的GPS坐標(biāo)傳遞給所述微控制器；
所述重金屬電化學(xué)傳感器陣列通過重金屬信號調(diào)理電路和所述微控制器相連，用于將檢測到的重金屬濃度傳遞給所述微控制器；
所述酸堿度電極通過酸堿度調(diào)理電路和所述微控制器相連，用于將檢測到的酸堿度傳遞給所述微控制器；
所述濁度傳感器通過濁度調(diào)理電路和所述微控制器相連，用于將檢測到的濁度傳遞給所述微控制器；
所述微控制器還和水質(zhì)監(jiān)控單元對應(yīng)的分支節(jié)點相連，用于將接收到的溫度、GPS坐標(biāo)、重金屬濃度、酸堿度、濁度整合為水質(zhì)信息傳遞給所述控制模塊；
所述控制模塊分別和匯總節(jié)點、顯示模塊、報警模塊相連，用于控制顯示模塊顯示接收到的各個水質(zhì)監(jiān)控單元的水質(zhì)信息，當(dāng)存在重金屬濃度大于等于預(yù)設(shè)的重金屬濃度閾值時，控制顯示模塊突出顯示該重金屬濃度對應(yīng)水質(zhì)監(jiān)控單元的水質(zhì)信息，并控制報警模塊進行報警。
所述控制模塊的處理器采用51系列單片機，優(yōu)先采用AT89S52單片機。
所述酸堿度電極采用雷磁E-201-C電極。
所述報警模塊采用聲光報警模塊。
本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語（包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語）具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應(yīng)該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語應(yīng)該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會用理想化或過于正式的含義來解釋。
以上所述的具體實施方式，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施方式而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。