[发明专利]土壤污染物纵向迁移模拟装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种测试土壤中污染物迁移的装置，尤其涉及一种土壤中污染物纵向迁移的模拟装置。

背景技术

随着我国城市化、工业化进程的加快，城市规划不断调整，土地利用性质改变，原先在城市及其周边的化工污染场地面临搬迁，搬迁后的土壤由于长期受到污染，土壤与地下水环境质量不容乐观，土壤的重新开发利用也受到了严重限制，阻碍了城市建设和经济的发展。

土壤作为环境的重要组成部分，进入土壤系统中的污染物大多数是通过地面随下渗水进入含水层的。污染物进入含水层时经过复杂的被吸附、降解、转化等物理过程、化学过程及生物过程；到达含水层时会发生纵向弥散、横向弥散、竖向弥散以及对流扩散。为了准确地预测污染物在土壤系统中的运移规律，研究者们开发出了土壤污染物运移模型，污染物运移模型可以有效地反映溶质物质在土壤中运移情况，为土壤的资源管理和污染防治提供依据。

在现有污染物运移模型中，室内土柱模拟实验是一种常规的试验方法，目前大多数实验室中的土柱为有机玻璃或PVC土柱，而且大多数实验室土柱存在一些缺点：由于土柱长度不够长，无法模拟较深土壤中污染物的迁移，从而不具有代表性；土柱淋溶速度无法控制且淋溶不均匀导致实验产生误差；单孔重复取样易影响实验的准确性。其次，目前还没有土柱安装液位计。

发明内容

本发明为了解决目前土壤中污染物纵向迁移实验准确性不高，容易产生误差的问题，进而提供一种土壤污染物纵向迁移模拟装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种土壤污染物纵向迁移模拟装置，其特征在于，包括钢架、第一储液槽、第二储液槽、装有土壤的容器、进液管、计量泵、控制阀一、出液管和出液装置，所述的钢架上具有第一底座和第二底座，所述的第二底座位于第一底座的上方，所述的第二储液槽设置在第二底座上，所述的第一储液槽设置在第一底座上，所述的第一储液槽和第二储液槽之间通过进液管连通，所述的进液管上安装控制阀一和用于将液体从第一储液槽泵取到第二储液槽的计量泵，所述的容器安装在钢架的侧面，所述的第二储液槽通过出液管连接出液装置，所述的容器的顶部具有开口，所述的出液装置的出液口对着容器顶部的开口处，所述的容器上纵向和横向分别设有多个采样孔，其中一列的纵向采样孔分别连接有液位计。

为了实现出液装置能顺利出液，这里有两种实施方式，一种为所述出液装置的顶部要低于第二储液槽的底部，所述的出液管上设有流量计，另一种所述的出液管上安装有用于将液体从第二储液槽泵取到出液装置的水泵，所述的出液管上设有流量计。这两种方式显然前一种更加节能，因此惯常采用前一种，且流量计的设置使得淋溶速度得到有效控制。

为了液体淋溶的更加均匀，降低实验误差，所述的出液装置为喷头，喷头具有出液口的面与容器顶部开口大小一致。

为了模拟较深土壤中污染物的迁移，所述的容器的主体为圆柱体，柱体的高度为150-200cm，直径为10-15cm，所述的容器底部呈倒锥形且连接有出流管，所述的出流管上设置有控制阀二。

为了避免单孔重复取样易影响实验的准确性，所述的容器一个高度周向均布有四个采样孔，四个采样孔为一组；采样孔组有六组，六组采样孔组沿容器的轴向等间距分布在容器上。

进一步，具体的说，所述容器的上方设有上过滤层，所述的容器的下方设有下过滤层，所述的上过滤层从上至下依次为石英砂和滤网，所述的下过滤层从上至下依次为滤网、石英砂和筛孔板。上层过滤层起到了缓冲和过滤作用，下层过滤层起到了过滤作用同时还防止土壤流出。

当第二储液槽内的液体达到上限，而可能溢出或者给喷头的压力过大，为了解决这一问题，所述的第二储液槽的液体上限处连接有稳流管，稳流管的另一端连接第一储液槽。当第二储液槽内的液体达到上限，自动通过稳流管流入第一储液槽中。

第二储液槽内的液体在实验完毕后需要清空，所述的第二储液槽的底部连接有排液管，所述的排液管上设有控制阀三，所述的排液管的另一端连接第一储液槽或与稳流管相连通。第二储液槽内的液体可以通过排液管直接与第一储液槽连通进行放空，也可以节约管道，简化结构，通过稳流管连接第一储液槽。

进一步，具体的说，所述的容器外壁上方和下方分别套有铁圈，所述的铁圈与钢架连接。

进一步具体的说，所述钢架包括竖直设置且相互平行的第一支架、第二支架和第三支架，第三支架的高度要低于第一支架和第二支架，所述的第一底座一端设置在第三支架的顶部，另一端与第一支架一侧固定连接，所述第二底座设置在第一支架和第二支架的顶部，第一支架、第二支架以及第三支架下方设置有脚轮，所述脚轮为万向脚轮。