[发明专利]一种模拟稻田水土系统中农药迁移转化过程的装置及其模拟方法

权利要求书

1.一种模拟稻田水土系统中农药迁移转化过程的装置，其特征在于：所述装置包括供水水箱（1）、农药迁移实验柱（5）、土壤间隙水收集系统、滤液收集系统、软管连接装置（3）、螺纹连接装置（14）、多层支撑平台（15）；

所述供水水箱（1）和农药迁移实验柱（5）均置于多层支撑平台（15）上，供水水箱（1）位于农药迁移实验柱（5）上方；每个农药迁移实验柱（5）一侧水土交界面处设有进水阀门（4），农药迁移实验柱（5）通过各自对应的进水阀门（4）、软管连接装置（3）和供水水箱（1）相连，所述农药迁移实验柱（5）一侧垂向均匀分布有若干个柱式取样口（6）；

所述土壤间隙水收集系统包括若干个土壤间隙水采集管（7）和土壤间隙水收集器（12），所述若干个土壤间隙水采集管（7）垂直布置于农药迁移实验柱（5）内土壤中，土壤间隙水采集管（7）底部穿过农药迁移实验柱（5）和柱形过滤装置（9），土壤间隙水采集管（7）顶部密封，土壤间隙水采集管（7）底部设有出水口，若干个土壤间隙水采集管（7）的侧壁上分别设有间隙水进水口（8），若干个土壤间隙水采集管（7）的间隙水进水口（8）高度不同；土壤间隙水收集器（12）放置在土壤间隙水采集管（7）下方；

所述滤液收集系统包括若干个柱形过滤装置（9）和若干个滤液收集器（11），柱形过滤装置（9）通过螺纹连接装置（14）与对应的农药迁移实验柱（5）底部连接，滤液收集器（11）用于收集从对应的柱形过滤装置（9）出液阀门（10）流出的深层渗漏液；

所述土壤间隙水采集管（7）底部出水口为尖头结构，土壤间隙水采集管（7）的间隙水进水口（8）用纱布包裹；

所述农药迁移实验柱（5）置于多层支撑平台（15）底层，多层支撑平台（15）底层上并列设置有三个相同的农药迁移实验柱（5），每个农药迁移实验柱（5）上标有刻度，每个农药迁移实验柱（5）一侧垂向每间距5 cm均匀分布所述柱式取样口（6），柱式取样口（6）用于取土样；农药迁移实验柱（5）上下均为开口设计，农药迁移实验柱（5）底部出口处固定有一个圆形筛孔板，所述圆形筛孔板的半径为25cm，厚度为1cm；每个农药迁移实验柱（5）右侧水土交界面处设置所述进水阀门（4），进水阀门（4）位于最上端柱式取样口（6）上方，进水阀门（4）通过橡胶软管和供水水箱（1）上对应的出水阀门（2）相连；每个农药迁移实验柱（5）内壁设有螺纹结构；

所述土壤间隙水收集器（12）置于土壤间隙水采集管（7）正下方，土壤间隙水收集器（12）内部设有若干个收集孔（13），收集孔（13）所处位置与土壤间隙水采集管（7）位置一一对应；

所述柱形过滤装置（9）底部布有多个小孔，小孔直径比土壤间隙水采集管（7）直径略大以供间隙水采集管穿过；

针对亲水性污染物，柱形过滤装置（9）内填充聚丙烯填料，填充的空隙率为1:8；

针对疏水性污染物，柱形过滤装置（9）内填充惰性高铝球，填充的空隙率为1:9；

柱形过滤装置右侧底部开设有出液阀门（10）。

2.根据权利要求1中所述的一种模拟稻田水土系统中农药迁移转化过程的装置，其特征在于：所述供水水箱（1）置于多层支撑平台（15）顶层，供水水箱（1）上标有刻度，供水水箱（1）前侧面底部设有三个出水阀门（2），三个出水阀门（2）分别通过各自对应的橡胶软管与对应的农药迁移实验柱（5）相连。

3.根据权利要求1中所述的一种模拟稻田水土系统中农药迁移转化过程的装置，其特征在于：每个所述滤液收集器（11）的容积为500 mL。

4.一种模拟稻田水土系统中农药迁移转化过程的方法，其特征在于：所述方法采用权利要求1-3中任一项所述的模拟稻田水土系统中农药迁移转化过程的装置，包括以下步骤：

第一步，向供水水箱（1）中注水：将实验所需的水体注入置于多层支撑平台（15）顶层的供水水箱（1）中；

第二步，插入土壤间隙水采集管（7）：把土壤间隙水采集管（7）穿过柱形过滤装置（9）底部所设的小孔，小孔周围垫有橡胶垫防止柱形过滤装置（9）底部漏水；

第三步，向柱形过滤装置（9）内填充填料：针对亲水性污染物，向柱形过滤装置（9）内填充聚丙烯填料，填充的空隙率为1:8；针对疏水性污染物，向柱形过滤装置（9）内填充有惰性高铝球，填充的空隙率为1:9；

第四步，装入实验所需的均质化土样：将用于实验的土样均质化后，均匀的铺填入农药迁移实验柱（5）中；

第五步，模拟稻田水土系统：打开软管连接装置（3）两端处的阀门，由供水水箱（1）向农药迁移实验柱（5）内注入灌溉水层；每次灌溉水层自然落干之后，再进行下一次灌水，如此往复，以模拟稻田水土系统水动力过程；

第六步，土样、间隙水样的取样和测试：在模拟稻田水土系统的过程中，土样可从农药迁移实验柱（5）垂向的柱式取样口（6）分层取出，间隙水样可从土壤间隙水采集管（7）底部用土壤间隙水收集器（12）收集；所有取样操作均可在不同时间节点内进行，随后检测并分析农药在土样和间隙水样中的浓度和含量；

第七步，深层渗漏液的取样和测试：用滤液收集器（11）收集从柱形过滤装置（9）出液阀门（10）流出的深层渗漏液，随后检测并分析深层渗漏液中的农药含量和浓度。