[发明专利]一种模拟多环境下污染物在土中迁移转化行为的试验装置

说明书

本发明公开了应用于地质工程、岩土工程领域，可以实现模拟多环境条件下污染物在土中的迁移转化行为的定量研究的新型室内试验装置，该装置由主体模型系统、溶液系统、温控系统、循环系统、数据监控系统五个系统组成。它可以实现高仿真模拟单一或者多种混合污染物在不同污染浓度、动态淋水、静态浸水、地下水、干湿循环、微生物等环境条件单一或者多种耦合作用下污染物在土壤中的迁移转化行为及存在状态，是一种定量研究污染土的新型室内试验装置，为监测、预测及评价污染物对土壤环境产生的危害提供科学依据,为有效控制甚至消除这些污染物、解决由此类污染物引起的重大环境与健康问题,提供重要的理论和指导意义。

技术领域

该发明涉及一种应用于地质工程、岩土工程领域，可以实现模拟多环境条件下污染物在土中的迁移转化行为的定量研究的新型室内试验装置。

背景技术

广西矿产资源极其丰富，一直以来被称为“有色金属之乡”。近几年，采矿行业的发展为社会带来了很大的经济效益，但与此同时重金属污染问题也随之凸显出来，重金属污染不仅危害生态环境，也对其污染的岩土体结构有着很强的破坏作用，很容易诱发岩土工程灾害事故。在广西范围内的有色金属矿区及其附近均有不同程度的重金属污染问题，水体及岩土体受到重金属污染以后通过食物链的方式累积到动植物体内，最终对人体健康造成影响。研究不同环境条件下污染物在土壤中的迁移转化行为及存在状态，可为预测及评价污染物对土壤环境产生的危害提供科学依据,为有效控制甚至消除这些污染物、解决由此类污染物引起的重大环境与健康问题,提供重要的理论和指导意义。

污染物在土壤中的迁移转化行为的研究包括现场原位试验和室内实验室试验。现场原位试验研究过程过于冗长,工作量大,试验条件不易控制,取样不够便捷、准确,并需要投入大量的人力、物力。而室内实验试验具有简单易行,便于操作的特点。

因此，通过室内实验室建立一种可以模拟不同环境条件且便于操作、获取数据，以克服现场原位的缺陷。这就对试验方法提出了更高的要求，现有的模拟装置过于单一，无法模拟多因素共同作用，且不易控制水流、密封效果不好、不易取样，采样数据单一且实验采样不准确，模拟效果不好等问题。

发明内容

该发明的目的在于克服现有技术的缺陷，且可以实现高仿真模拟单一或者多种混合污染物在不同污染浓度、动态淋水、静态浸水、地下水、干湿循环、微生物等环境条件单一或者多种耦合作用下污染物在土壤中的迁移转化行为及存在状态，为监测、预测及评价污染物对土壤环境产生的危害提供一种结构设计合理、加工精细、实用便捷、方便操作、便于获取数据的实验装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案来实现：

本发明所述模拟多环境下污染物在土中迁移转化行为的试验装置包括主体模型系统、溶液系统、温控系统、循环系统、数据监控系统五个系统组成。

所述主体模型系统包括下柱体、上柱体、中柱体、空腔柱体、顶盖。其主要作用是为土体提供实验场所，方便试验条件的控制、试验过程的观测记录。

所述的溶液系统包括三个进水装置和一个集液装置，它的主要作用是盛放、收集及传送试验所需要的各种溶液。

所述的温控系统包括控温鼓风机、导管、温度感应器及控制阀。其主要作用调节控制试验温度，和溶液系统共同作用可以模拟实现不同污染浓度、动态淋水、静态浸水、地下水、不同程度的干湿循环及温度变化等环境条件。

所述的循环系统包括循环导管以及位于循环导管两端的始端接口、终端接口以及位于始端接口和终端接口之间的循环蠕动泵。其主要作用是模拟各种溶液循环作用于土体及微生物降解的循环作用。

所述的数据监测系统包括应变应力传感器、数据线路、电脑主机及显示器，其主要作用在于实现各环境条件下污染物对土体应力应变影响的实时测定，数据动态化处理过程。