[实用新型]一种基于模拟非饱和入渗污染物垂向释放的装置

说明书

本实用新型公开了一种基于模拟非饱和入渗污染物垂向释放的装置及方法，该装置包括相互连接的降雨模拟系统、试验柱体以及样品采样系统；其中：降雨模拟系统包括供水瓶、出水水管、蠕动泵及布水器；试验柱体包括上端开口的柱体，柱体的底部等间距的设置有四个多孔活动隔板，通过四个多孔活动隔板将柱体的底部分隔成五个隔间；每个隔间的四周内壁上均铺设有尼龙纱布；尾砂样品分别设置在隔间内部；样品采集系统分为剖面样品采集系统及底部样品采集系统；剖面样品采集系统位于柱体侧面。本实用新型可以最大限度模拟野外天然环境中，尾砂库中尾砂受不同酸度、类型酸性降雨影响下，污染物垂向释放迁移过程。模拟情景真实多样，样品采集方便，效率高。

技术领域

本实用新型涉及环境监测技术和降雨入渗影响下包气带中污染物释放、迁移、转化行为研究的领域，尤其涉及一种基于模拟非饱和入渗污染物垂向释放的装置。

背景技术

尾砂库是用以堆存金属或非金属矿山进行矿石选别后排出尾矿或其他工业废渣的场所。它不仅会占用大量的土地，在降雨入渗作用下，尾砂还会与入渗水发生相互作用，使其中污染物质迁移至入渗水中，改变入渗水的成分，随入渗水不断向下迁移，极易引发下游地下水或地表水的污染，发生区域污染事件。由于绝大部分座矿山在采集、冶炼后均会产生尾砂，加之每座矿山矿产种类不同且常有伴生矿物，导致尾砂量大、成分复杂，且渗漏一般发生在尾砂库底部不易察觉。所以通常尾砂库渗漏污染通常具有隐蔽性、影响范围大、危害大、治理困难等特点。它已是当今我国矿冶区急需解决的生态环境问题。因此了解受不同雨量、不同pH值、不同类型降雨，不同厚度包气带，不同入渗速度影响下，尾砂与入渗水相互作用，对尾砂柱不同深度入渗水及尾砂成分的改变程度，探究污染物在固液两相间的释放、迁移、转化过程，不仅对非饱和入渗对尾砂库污染物释放研究具有重要意义，还能为尾砂库污染物防控策略的制定提供必要的理论依据。

目前尚未有针对非饱和入渗尾砂库污染物垂向释放过程的装置，更多是研究尾砂库的浸出过程的装置，其缺点是，主要考虑针对在受地下水浸没过程中尾砂污染物的释放浓度，与真实情景不服，无法模拟真实情景包气带中入渗水与尾砂的相互作用过程，无法模拟真实环境不同地区降雨类型、降雨量及pH值，无法采集垂下不同深度入渗水样及尾砂样品，无法观测尾砂柱中入渗水及尾砂成分的垂向变化过程即水-尾砂成分改造过程，无法分析污染物在包气带中的释放过程，无法研究地下水位变化，即包气带厚度变化对污染物释放过程的影响程度等。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于针对现有技术中未考虑模拟真实环境中不同雨量、不同pH值、不同类型降雨的情景，无法模拟不同包气带厚度，无法对包气带中尾砂与入渗水相互作用的缺陷，对尾砂及入渗水成分改造过程的研究，及对不同深度尾砂柱中污染物由尾砂向入渗水中迁移转化过程的研究，提供一种基于模拟非饱和入渗污染物垂向释放的装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

本实用新型提供一种基于模拟非饱和入渗污染物垂向释放的装置，该装置包括相互连接的降雨模拟系统、试验柱体以及样品采样系统；其中：

降雨模拟系统包括供水瓶，供水瓶底部设置有出水水管，出水水管上加设可调节流量的蠕动泵，出水水管末端设置有布水器；

试验柱体包括上端开口的柱体，柱体的底部等间距的设置有四个多孔活动隔板，通过四个多孔活动隔板将柱体的底部分隔成五个隔间；每个隔间的四周内壁上均铺设有尼龙纱布；尾砂样品分别设置在隔间内部；

样品采集系统分为剖面样品采集系统及底部样品采集系统；剖面样品采集系统位于柱体侧面，剖面样品采集系统包括四个出水水管，四个出水水管分别设置在上方四个隔间的侧面，每个隔间侧面的出水水管上均设置有阀门，末端设置有样品收集瓶；底部样品采集系统位于柱体底部，底部样品采集系统包括设置最下方隔间底部的出水水管，最下方隔间底部的出水水管上设置有流量计和阀门，末端设置有样品收集瓶。

进一步地，本实用新型的供水瓶中配置有稀硫酸、稀硝酸及碳酸溶液。