[发明专利]一种动态的原位修复粒子激发极化实验装置及方法

说明书

本公开涉及一种动态的原位修复粒子激发极化实验装置及方法，包括两端封堵的筒体，筒体的一端连通供液管，另一端连通回液管；所述筒体的内腔能够填充电解液及可渗透多孔介质，所述供液管能够向具有电解液的内腔输入修复粒子悬浮液，以模拟修复粒子注入地下水的动态过程；所述筒体内腔的两端分别设置有一个激发电极，两个激发电极间能够以设定时间间隔形成电流，以完成修复粒子的间歇性激发极化；所述筒体的侧壁处沿筒体的轴线方向依次设有多个极化电极，极化电极的一端伸入筒体的内腔，另一端分别与电压测量平台连接；多个极化电极能够在修复粒子在筒体内腔输入及扩散的过程中，采集不同时间、不同位置处修复粒子的激发极化信号。

技术领域

本公开属于污染水原位修复技术领域，具体涉及一种动态的原位修复粒子激发极化实验装置及方法。

背景技术

原位方法是一种常见的污染地下水修复方法，而金属粒子注入是原位方法中最常用的一种无损伤修复方法。由于多数金属粒子的极化信号较强，而激发极化方法对极化信号强的粒子较敏感，具有探测范围广、工作效率高等优点，因此该方法在粒子修复的监测领域具有很大优势。

原位修复粒子多采用铁单质等金属颗粒，本身具有易团聚、运移性复杂、不稳定等特点，在应用过程中受时间和地质条件影响明显，因此需要在实验室内，对原位修复粒子的相关特性进行研究，实现动态的激发极化监测及取样，为进一步的应用提供理论基础。

发明人了解到，目前原位修复粒子的实验研究多采用化学采样分析方法，可利用相关仪器对粒子的流变性等性质进行实验研究。

申请人在先专利CN2019113027772公开了一种修复粒子激发极化特征实验装置，但该专利中实验装置的目的是得到修复粒子在静态且未发生化学反应条件下的粒子本身的激发极化信号，而粒子在实际修复过程中会与污染物质发生一系列化学反应，其激发极化特征会随着化学反应产生明显变化，具体表现为；当粒子未修复时，本身具有较强的极化特征，此时信号较强；而随着化学变化的进行，粒子的激发极化信号会逐渐变弱。且粒子在地下多孔介质中的运移受地下水渗流的控制，会发生动态流动，进一步对激发极化特征造成间接影响，因此上述装置无法得到修复过程中的激发极化信号变化及动态信息，更无法实现粒子在修复过程中的实时监测和化学取样。

发明内容

本公开的目的是提供一种动态的原位修复粒子激发极化实验装置及方法，能够解决现有修复粒子激发极化特征实验装置中，无法得到修复过程中的激发极化信号变化及动态信息，更无法实现粒子在修复过程中的实时监测或化学取样的问题。

为实现上述目的，本公开的第一方面提供一种动态的原位修复粒子激发极化实验装置，包括两端封堵的筒体，筒体的一端连通供液管，另一端连通回液管；所述筒体的内腔能够填充电解液及可渗透多孔介质，所述可渗透多孔介质包括污染物质，所述供液管能够向具有电解液的内腔输入修复粒子悬浮液，以模拟修复粒子注入地下水的动态过程；所述筒体内腔的两端分别设置有一个激发电极，两个激发电极间能够以设定时间间隔形成电流，以完成修复粒子的间歇性激发极化。

所述筒体的侧壁处沿筒体的轴线方向依次设有多个极化电极，极化电极的一端伸入筒体的内腔，另一端分别与电压测量平台连接；多个极化电极能够在修复粒子在筒体内腔输入及扩散的过程中，采集不同时间、不同位置处修复粒子的激发极化信号。

本公开的第二方面提供一种动态的原位修复粒子激发极化实验方法，利用了上述的动态的原位修复粒子激发极化实验装置，包括以下步骤：

向筒体的内腔填充可渗透多孔介质，并完成筒体两端的封堵；

向筒体的内腔通入饱和电解液，使可渗透多孔介质处于饱和状态，即可渗透多孔介质间的孔隙被饱和电解液充满。

将修复粒子充分溶于蒸馏水中，得到修复粒子悬浮液；

根据所设定的修复粒子悬浮液在筒体内腔中的流动时间，供液管以设定的流量向筒体内腔注入修复粒子悬浮液；