畜禽养殖舍制造技术

本发明专利技术公开了一种畜禽养殖舍

【技术实现步骤摘要】
畜禽养殖舍PM2.5检测与分布表征方法、系统及设备


[0001]本专利技术涉及环境污染元素
，特别是涉及一种畜禽养殖舍
PM2.5
检测与分布表征方法
、
系统及设备
。

技术介绍

[0002]畜禽养殖业是农业经济中的重要组成部分，随着现代化养殖管理技术与物联网技术的不断发展，畜禽养殖业也呈现出迅速发展的趋势
。
环境条件是影响畜禽养殖产出效率与经济效益的重要因素，而集约化的畜禽养殖也是空气污染的重大来源之一
。
[0003]颗粒物
(Particulate Matter
，
PM)
是近年来备受关注的空气污染物之一，研究表明，畜禽养殖中产生的
PM
占全欧洲农业
PM
排放的约
50
％
。
可吸入细颗粒物
(PM
2.5
，
Dp≤2.5
μ
m)
可以通过呼吸系统达到人体和动物的肺部，甚至进入血液，直接影响人类呼吸系统与心血管系统的健康，对动物的健康和生产性能产生影响
。PM
2.5
也是多种污染物的载体，来源于动物的
PM
2.5
通常含有重金属元素
、
各种有机气味成分和不同的生物活性成分，可严重影响人类和动物健康
。
长期暴露于畜禽养殖舍高
PM
2.5
环境，其中的重金属累积可能对动物与人体造成危害，因此，畜禽养殖舍
PM
2.5
重金属元素的含量快速检测与分布特征表征方法对于改善养殖舍及周边空气质量
、
保障工作人员与周边居民身体健康
、
实现畜禽福利化养殖与高效健康生产具有重要意义
。
[0004]目前国标规定的
PM
2.5
金属元素检测方法主要包括原子吸收光谱法
(AAS)、
电感耦合等离子体发射光谱法
(ICP
‑
OES)、
电感耦合等离子体质谱法
(ICP
‑
MS)
等，这些方法需要消解等复杂预处理，且可能产生环境污染副产物，具有操作复杂
、
检测周期长等缺陷
。PM
2.5
元素浓度特征具有一定时空变异性，随气象条件变化而变化，这些长周期化学检测方法具有延后性，无法满足
PM
2.5
时效检测
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种畜禽养殖舍
PM2.5
检测与分布表征方法
、
系统及设备，以解决上述问题
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种畜禽养殖舍
PM
2.5
检测与分布表征方法，包括：
[0008]获取畜禽养殖舍内外不同采样位点处的
PM
2.5
样品；
[0009]获取每个
PM
2.5
样品的光谱数据和
PM
2.5
质量浓度真实值以及每个
PM
2.5
样品中每种金属元素的质量浓度真实值与相对含量真实值；
[0010]从光谱数据中，提取与
PM
2.5
质量浓度真实值高线性相关的碳元素指纹峰和对应的信号强度；
[0011]根据提取的碳元素指纹峰和对应的信号强度，构建碳元素指纹峰动态校正光谱矩阵，并根据碳元素指纹峰动态校正光谱矩阵提取待分析金属元素的碳元素指纹峰校正金属元素特征峰；
[0012]根据每个
PM
2.5
样品的光谱数据和
PM
2.5
质量浓度真实值，建立多变量
PM
2.5
质量浓度定量分析模型；所述多变量
PM
2.5
质量浓度定量分析模型用于检测空气中的
PM
2.5
质量浓度；
[0013]根据待分析金属元素的碳元素指纹峰校正金属元素特征峰和每个
PM
2.5
样品中每种金属元素的相对含量真实值，建立多金属元素相对含量定量分析模型；所述多金属元素相对含量定量分析模型用于检测
PM
2.5
中各金属元素的相对含量；
[0014]获取目标采样位点处的
PM
2.5
样品，并根据所述多变量
PM
2.5
质量浓度定量分析模型和所述多金属元素相对含量定量分析模型确定目标采样位点处的
PM
2.5
样品的
PM
2.5
质量浓度和每种金属元素的相对含量，并根据目标采样位点处的
PM
2.5
样品的
PM
2.5
质量浓度和每种金属元素的相对含量，估算
PM
2.5
载每个金属元素在目标采样位点空气中的质量浓度；所述目标采样位点为待分析采样位点；
[0015]根据
PM
2.5
载每个金属元素在目标采样位点空气中的质量浓度，表征各个金属元素在畜禽养殖舍空气中的分布
。
[0016]第二方面，本专利技术提供了一种畜禽养殖舍
PM
2.5
检测与分布表征系统，包括：
[0017]样品获取模块，用于获取畜禽养殖舍内外不同采样位点处的
PM
2.5
样品；
[0018]光谱数据与真实值获取模块，用于获取每个
PM
2.5
样品的光谱数据和
PM
2.5
质量浓度真实值以及每个
PM
2.5
样品中每种金属元素的质量浓度真实值与相对含量真实值；
[0019]碳元素指纹峰提取模块，用于从光谱数据中，提取与
PM
2.5
质量浓度真实值高线性相关的碳元素指纹峰和对应的信号强度；
[0020]碳元素指纹峰校正金属元素特征峰提取模块，用于根据提取的碳元素指纹峰和对应的信号强度，构建碳元素指纹峰动态校正光谱矩阵，并根据碳元素指纹峰动态校正光谱矩阵提取待分析金属元素的碳元素指纹峰校正金属元素特征峰；
[0021]多变量
PM
2.5
质量浓度定量分析模型建立模块，用于根据每个
PM
2.5
样品的光谱数据和
PM
2.5
质量浓度真实值，建立多变量
PM
2.5
质量浓度定量分析模型；所述多变量
PM
2.5
质量浓度定量分析模型用于检测空气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种畜禽养殖舍
PM
2.5
检测与分布表征方法，其特征在于，包括：获取畜禽养殖舍内外不同采样位点处的
PM
2.5
样品；获取每个
PM
2.5
样品的光谱数据和
PM
2.5
质量浓度真实值以及每个
PM
2.5
样品中每种金属元素的质量浓度真实值与相对含量真实值；从光谱数据中，提取与
PM
2.5
质量浓度真实值高线性相关的碳元素指纹峰和对应的信号强度；根据提取的碳元素指纹峰和对应的信号强度，构建碳元素指纹峰动态校正光谱矩阵，并根据碳元素指纹峰动态校正光谱矩阵提取待分析金属元素的碳元素指纹峰校正金属元素特征峰；根据每个
PM
2.5
样品的光谱数据和
PM
2.5
质量浓度真实值，建立多变量
PM
2.5
质量浓度定量分析模型；所述多变量
PM
2.5
质量浓度定量分析模型用于检测空气中的
PM
2.5
质量浓度；根据待分析金属元素的碳元素指纹峰校正金属元素特征峰和每个
PM
2.5
样品中每种金属元素的相对含量真实值，建立多金属元素相对含量定量分析模型；所述多金属元素相对含量定量分析模型用于检测
PM
2.5
中各金属元素的相对含量；获取目标采样位点处的
PM
2.5
样品，并根据所述多变量
PM
2.5
质量浓度定量分析模型和所述多金属元素相对含量定量分析模型确定目标采样位点处的
PM
2.5
样品的
PM
2.5
质量浓度和每种金属元素的相对含量，并根据目标采样位点处的
PM
2.5
样品的
PM
2.5
质量浓度和每种金属元素的相对含量，估算
PM
2.5
载每个金属元素在目标采样位点空气中的质量浓度；所述目标采样位点为待分析采样位点；根据
PM
2.5
载每个金属元素在目标采样位点空气中的质量浓度，表征各个金属元素在畜禽养殖舍空气中的分布
。2.
根据权利要求1所述的一种畜禽养殖舍
PM
2.5
检测与分布表征方法，其特征在于，获取畜禽养殖舍内外不同采样位点处的
PM
2.5
样品，具体包括：以石英膜作为采样滤膜，通过中流量颗粒物采样器采集并获取畜禽养殖舍内外不同采样位点处的
PM
2.5
样品
。3.
根据权利要求2所述的一种畜禽养殖舍
PM
2.5
检测与分布表征方法，其特征在于，获取每个
PM
2.5
样品的光谱数据和
PM
2.5
质量浓度真实值以及每个
PM
2.5
样品中每种金属元素的质量浓度真实值与相对含量真实值，具体包括：确定采样前后每个采样滤膜的质量差，并根据质量差和采样空气体积，确定每个
PM
2.5
样品的
PM
2.5
质量浓度真实值；采用激光诱导击穿光谱检测技术确定每个
PM
2.5
样品的光谱数据；采用电感耦合等离子体质谱仪法确定
PM
2.5
样品中的金属元素质量，并基于
PM
2.5
质量与定容体积换算出每个
PM
2.5
样品中每种金属元素的质量浓度真实值与相对含量真实值
。4.
根据权利要求1所述的一种畜禽养殖舍
PM
2.5
检测与分布表征方法，其特征在于，所述碳元素指纹峰动态校正光谱矩阵为
I
CPDC(i)
＝
I
raw(i)
/I
λ
C(i)
＝
[I
λ
1(i)
，
…
，
I
λ
m(i)
]
m
/I
λ
C(i)
；
X
CPDC
＝
[I
CPDC(1)
,
…
,I
CPDC(n)
]
Tn*m
；其中，
I
CPDC(i)
为第
i
个
PM
2.5
样品对应的碳元素指纹峰动态校正光谱，
X
CPDC
为
n
个
PM
2.5
样品的碳元素指纹峰动态校正光谱矩阵；
在
n
个
PM
2.5
样品中，第
i
个
PM
2.5
样品对应的
m
个波段...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘飞，潘恬恬，代小蓉，王唯，王雷平，汪媛，陈榕钦，黄晶，肖航，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：