基于智能手机控制和机器学习驱动的土壤重金属一体式自动化检测装备研发

首先提出了土壤样本自动化前处理方法，包含超声提取、抽取过滤、紫外光解等步骤，实现了土壤弱酸浸提液的快速制备。其次，开发了以恒电位仪为核心的电化学检测装置，对土壤浸提液进行方波阳极溶出伏安（SWASV）测量。然后，设计了重金属溶出电流峰信号获取算法，以准确获取Zn2+、Cd2+、Pb2+、Bi3+和Cu2+的溶出电流峰高和峰宽信号，将其作为输入变量建立机器学习模型，以提高多种重金属离子共存下Cd2+和Pb2+的检测精度。最后，集成上述研究成果并结合电子信息技术，开发了基于智能手机控制的土壤重金属一体化自动化检测装备。应用8种类型的土壤样本，测试了该装备的检测性能。t检验结果显示：与BCR-ICP-MS（标准方法）相比，该装备对土壤样本中铅和镉的检测结果具有相当的检测精度。该装备的检测速度为75分钟/样品。