土壤重金属污染作为一种“看不见的污染”,不仅仅影响生态环境还与每个人“舌尖上的安全”息息相关。如何有效的监测土壤重金属浓度,及时有效的遏制重金属污染事件,成为当前土壤治理必须解决的首要问题。首先,本文从土壤重金属污染现状,检测技术,去噪分析技术等方面阐述了重金属检测预警的意义与现状。分析了纳米电极的优势,阐述了纳米电极设计与制作方法,纳米材料修饰电极的方法。其次,研究了三电极等效电路内部参数,并推导出三电极等效电路模型,在此基础上设计了一套重金属检测电路,并分析了检测性能。在数据处理中,研究了小波去噪技术,针对通用硬阈值λ=σ√21gN在尺度N很大时的缺陷,本文对阀值进行改进,改进后的软阈值根据小波自适应分解尺度确定去噪深度,仿真表明改进后的软阈值较传统硬阈值具有更好的去噪性能。研究电极电势,峰值电流与离子浓度三者的内在关系,提出了一种基于局域极值的简易峰值加窗定性识别与线性回归拟合的定量识别算法,通过仿真验证了算法的有效性。最终,针对重金属传播预警模块,研究了重金属在土壤中的传播规律,根据质量守恒与扩散定律,利用数学上的微积分细分思路,提出一种基于扩散定律与质量守恒的土壤重金属污染传播模型,该模型能在确定污染源的情况下,预测监测处重金属污染的传播变化规律。