[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

说明书

本发明提供了一种模拟稻田水土系统中农药迁移转化过程的装置，包括供水水箱、农药迁移实验柱、土壤间隙水收集系统、滤液收集系统、多层支撑平台；供水水箱和农药迁移实验柱置于支撑平台上，农药迁移实验柱通过软管连接装置和供水水箱相连，其通过螺纹连接装置和滤液收集系统的柱形过滤装置相连；所述土壤间隙水收集系统由土壤间隙水采集管和土壤间隙水收集器组成，土壤间隙水采集管侧壁设有间隙水进水口；所述滤液收集系统还包括滤液收集器。本发明还公开了上述装置的模拟方法。本装置可模拟农药在稻田水土系统“灌水→落干→……→灌水→落干”水动力过程中的迁移转化行为，实验结果更加准确，有利于滤液中农药的准确收集。

技术领域

本发明涉及一种农药迁移转化的实验模拟装置，属于环境保护领域，具体涉及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。

背景技术

我国是一个农业大国，水稻是我国种植面积最大的粮食作物，其播种面积约占全国粮食种植面积的26.9%。在水稻生长培育的过程中，施用农药防治病虫草害是确保水稻稳产、高产与优产的重要手段。但是，由于绝大多数的农药具有潜在的持久性、毒性和生物累积性，故农药在给我们带来经济效益的同时对环境和生物的危害也日益加剧。

在农药施用后，农药分子会迅速通过沉降作用进入灌溉水层，进而通过扩散、沉降及吸附作用储存在表层土壤中，随后表层土壤中的农药会随着间隙水运动向深层渗漏迁移，进而对地下水体造成污染，对生态环境和人类健康造成潜在威胁。因此，研究稻田水土系统中农药的迁移转化行为可为控制土壤污染及治理生态环境提供有力的科学依据。

目前，模拟农药在稻田水土系统中迁移转化行为的实验装置仍十分少见。现有的装置多数较为简易，且农药的迁移转化模拟也不够精确。如：难以准确模拟稻田水土系统中“灌水→落干→……→灌水→落干”的水动力过程；现有的装置，一般只设有一个污染物迁移实验柱，得到的实验结果不够准确；现有装置在实验过程中，不能准确分层取土样和间隙水样，实验结果受边壁效应影响，误差较大；滤液中农药收集不够准确等缺点。

发明内容

本发明的目的就在于克服上述缺陷，研制一种用于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，本装置可模拟农药在稻田水土系统“灌水→落干→……→灌水→落干”水动力过程中的迁移转化行为，本装置设置了三个农药迁移实验柱作为实验组，可以作为平行实验对照组，使得到的实验结果更加准确，针对亲水性/疏水性农药，柱形过滤装置内分别填充有聚丙烯填料/惰性高铝球，有利于滤液中农药的准确收集。

为实现上述目的，本发明的一种模拟稻田水土系统中农药迁移转化过程的装置，其主要技术特征在于包括供水水箱、农药迁移实验柱、土壤间隙水收集系统、滤液收集系统、软管连接装置、螺纹连接装置、支撑平台，所述供水水箱和农药迁移实验柱均置于支撑平台上，农药迁移实验柱通过橡胶软管和供水水箱相连，通过螺纹连接装置与柱形过滤装置连接，所述供水水箱前侧面底部并列设有三个出水阀门；所述农药迁移实验柱右侧水土交界面处设有进水阀门，右侧垂向均匀分布有多个柱式取样口，所述土壤间隙水收集系统包括多个土壤间隙水采集管和土壤间隙水收集器，土壤间隙水收集器放置在土壤间隙水采集管下方，所述多个土壤间隙水采集管插放于农药迁移实验柱内土壤中，底部穿过农药迁移实验柱和柱形过滤装置，其顶部密封，底部设有尖头出水口，侧壁在不同高度处开设有间隙水进水口，并用纱布将其包裹，所述滤液收集系统包括柱形过滤装置和滤液收集器，滤液收集器与柱形过滤装置右侧底部所设出液阀门相连，置于支撑平台底层下侧。

作为优选，所述供水水箱置于支撑平台顶层，供水水箱上标有刻度，供水水箱前侧面底部设有三个出水阀门，三个出水阀门分别通过橡胶软管与支撑平台底层上并列的三个农药迁移实验柱相连。