CN104655824A - 一种测定土壤中污染物迁移通量的装置 - Google Patents
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Abstract
一种测定土壤中污染物迁移通量的装置，其包括带灌溉液输入端的土壤模拟装置（1），该土壤模拟装置的内部充填土体，且该土壤模拟装置的外壁面环设有径流液收集装置（2），底部设有土体渗透支撑底座（4）；该土体渗透支撑底座的底部设有淋洗液收集孔（41）及淋洗液收集装置（6），该径流液收集装置和淋洗液收集装置分别连通位于该土壤模拟装置下方的回收桶（9），该回收桶连接水泵（10）的输入端，该水泵的输出端连接该土壤模拟装置的灌溉液输入端继续灌溉。本发明能够准确地确定污染物在土壤表面径流和淋洗液中的迁移通量，同时通过循环式灌溉系统能够解决水资源短缺及二次污染问题，且该系统操作简单，除水泵需要供电外没有二次耗能。
Description
技术领域
本发明涉及到农田水灌溉领域，特别涉及一种测定土壤中污染物迁移通量的装置，以方便地对污水灌溉时土壤中污染物(如重金属)迁移规律进行试验。
背景技术
目前，利用污水进行农业灌溉已经在国内外普遍存在，一方面，污水给土壤带来了丰富的氮、磷、钾等营养元素，另一方面，解决了农业用水来源问题；然而，大量的污水灌溉农田导致土壤中重金属等污染物含量增加，是造成农田土壤污染的主要原因之一。长期污水灌溉农田，土壤中的重金属含量超过了土壤吸持和作物吸收能力，必然造成土壤污染，出现土壤板结、肥力下降、土壤的结构和功能失调，使土壤生态系统平衡受到破坏，引起土壤环境恶化，土壤生物群落结构衰退，多样性下降，产生环境生态问题。
为了研究污水灌溉土壤过程中污染物（如重金属）在土壤垂直方向和表面径流上的迁移情况，现在常用的方法是在室外通过对土壤进行定点取样，以此研究土壤中重金属的分布情况，但是这样的研究往往只能提供某一个时间点的土壤重金属含量，是一个静态试验方法，且户外需要投入大量的人力物力，过程冗长，因此，希望建立一个室内动态模拟试验，以克服现场试验的缺陷。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术不足，本发明提供了一种测定土壤中污染物迁移通量的装置，借助这一装置能够准确的测定土壤中污染物在表面径流和垂直方向的迁移通量，为土壤中的污染物迁移提供参考数据。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种测定土壤中污染物迁移通量的装置，其包括带灌溉液输入端的土壤模拟装置，该土壤模拟装置的内部充填土体，且该土壤模拟装置的外壁面环设有径流液收集装置，底部设有土体渗透支撑底座；该土体渗透支撑底座的底部设有淋洗液收集孔，该淋洗液收集孔连通淋洗液收集装置，该径流液收集装置和淋洗液收集装置分别连通位于该土壤模拟装置下方的回收桶，该回收桶连接水泵的输入端，该水泵的输出端经进水管的出水口连通该土壤模拟装置的灌溉液输入端。
该土壤模拟装置为一桶状敞口容器。
该淋洗液收集装置为一锥状容器。
该径流液收集装置设置于该土壤模拟装置的开口端外侧。
该径流液收集装置和淋洗液收集装置分别与土壤模拟装置壁面相吻合，并通过防水胶与土壤模拟装置相连。
该土壤模拟装置的顶部设置模拟降雨器，该模拟降雨器的顶部连通该进水管的出水口，该模拟降雨器的底部设置多个与该土壤模拟装置的灌溉液输入端相通的雨水孔。
该土壤模拟装置外侧的不同深度位置设置排水孔。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：
1、运用本发明进行测定土壤中污染物质迁移通量的试验操作简单，无需长期看管，可节省人力物力，不易发生故障。
2、本发明装置成本低，且除径流液收集装置和淋洗液收集装置需要定期清理外没有其他没有需要定期更换的材料，因而维护简单。
3、利用本发明进行测定土壤中污染物质迁移通量的试验具有周期短、取样方便等特点，不仅本试验定期在径流液收集装置和淋洗液收集装置采样即可得出样品，方便易得，而且采用室内模拟，解决了农田灌溉场地限制等因素影响。
4、本发明能够准确地确定污染物在土壤表面径流和淋洗液中的迁移通量，同时通过循环式灌溉系统能够解决水资源短缺及二次污染问题，且该系统操作简单，除水泵需要供电外没有二次耗能。
附图说明
图1为本发明测定土壤中污染物质迁移通量装置第一实施例结构示意图。
图2为本发明测定土壤中污染物质迁移通量装置第二实施例结构示意图。
其中：1-土壤模拟装置，2-径流液收集装置，3-出水孔，4-土体渗透支撑底座，41-淋洗液收集孔，5-土体，6-淋洗液收集装置，7-管道，8-连接管，9-回收桶，10-水泵，11-进水管，111-进水口，12-灌溉液输入端，13-阀门，14-排水孔，15-模拟降雨器，151-雨水孔。
具体实施方式
如图1所示，本发明一种测定土壤中污染物迁移通量的装置第一实施例包括带灌溉液输入端12的土壤模拟装置1。该土壤模拟装置1的内部充填土体5，且该土壤模拟装置1的外壁面环设有径流液收集装置2，底部设有土体渗透支撑底座4。该土体渗透支撑底座4上设有多个淋洗液收集孔41，该土体渗透支撑底座4的底部设置淋洗液收集装置6，使淋洗液收集孔41连通该淋洗液收集装置6。该径流液收集装置2和淋洗液收集装置6分别连通位于该土壤模拟装置1下方的回收桶9，该回收桶连接水泵10的输入端，该水泵10的输出端经进水管11的进水口111连通该土壤模拟装置1的灌溉液输入端12。
在本实施中，该土壤模拟装置1为一桶状敞口容器，该径流液收集装置2设置于该土壤模拟装置1的开口端外侧。但并不局限于此，该径流液收集装置2也可设于该土壤模拟装置1的外侧中部或下部。
在本实施中，该淋洗液收集装置6为一锥状容器。
本实施例使用时，从进水管11的进水口111输入土壤模拟装置1的淋洗液经土壤渗透和表面径流作用分别通过径流液收集装置2和淋洗液收集装置6流经管道7而流向回收桶9。由于回收桶9的位置低于土壤模拟装置1，因而可通过重力作用收集来自土壤模拟装置1的表面径流液和淋洗液。同时，随着径流液、淋洗液冲刷出来的土壤则留在径流液收集装置2和淋洗液收集装置6里面。水泵10将回收桶9中收集的表面径流液和淋洗液经进水管11重新输送到土壤模拟装置1继续灌溉，并如此循环，周而复始。当循环灌溉水量不足时，可通过外接水输送方式继续灌溉。定期对径流液收集装置2和淋洗液收集装置6内的土壤和水体（通过出水孔3）进行收集并分析其中污染物的含量，就可准确的测定土壤中污染物在表面径流和垂直方向的迁移通量，为土壤中的污染物迁移提供参考数据。
本实施例各部件的接口处均填筑防水胶加以固定以防止漏水。
本实施例径流液收集装置2和淋洗液收集装置6分别与土壤模拟装置1的壁面相吻合，并通过防水胶和土壤模拟装置1相连。
如图2所示，本发明一种测定土壤中污染物迁移通量的装置第二实施例结构与第一实施例结构基本相同，不同点仅在于：该土壤模拟装置1的顶部设置模拟降雨器15，该土壤模拟装置1的外侧不同深度位置设置排水孔14。该模拟降雨器15的顶部连通该进水管11的出水口111，该模拟降雨器15的底部设置多个雨水孔151，使得进入该模拟降雨器15的淋洗液能经底部的雨水孔151如下雨状流入该土壤模拟装置1内的土体5中，使得本发明能够研究在模拟降雨条件下污染物在土壤中迁移转化的规律。在土壤模拟装置1的不同深度侧面设置封闭的排水孔14，使得本发明能够研究污染物在不同深度的迁移规律。
Claims (6)
1.一种测定土壤中污染物迁移通量的装置，其特征在于包括带灌溉液输入端（12）的土壤模拟装置（1），该土壤模拟装置的内部充填土体（5），且该土壤模拟装置的外壁面环设有径流液收集装置（2），底部设有土体渗透支撑底座（4）；该土体渗透支撑底座的底部设有淋洗液收集孔（41），该淋洗液收集孔连通淋洗液收集装置（6），该径流液收集装置和淋洗液收集装置分别连通位于该土壤模拟装置下方的回收桶（9），该回收桶连接水泵（10）的输入端，该水泵的输出端经进水管（11）的出水口（111）连通该土壤模拟装置的灌溉液输入端。
2.根据权利要求1所述的一种测定土壤中污染物迁移通量的装置，其特征在于，该土壤模拟装置为一桶状敞口容器。
3.根据权利要求1所述的一种测定土壤中污染物迁移通量的装置，其特征在于，该淋洗液收集装置为一锥状容器。
4.根据权利要求1所述的一种测定土壤中污染物迁移通量的装置，其特征在于，该径流液收集装置设置于该土壤模拟装置的开口端外侧。
5.根据权利要求1所述的一种测定土壤中污染物迁移通量的装置，其特征在于，该土壤模拟装置的顶部设置模拟降雨器（15），该模拟降雨器的顶部连通该进水管的出水口，该模拟降雨器的底部设置多个与该土壤模拟装置的灌溉液输入端相通的雨水孔（151）。
6.根据权利要求1所述的一种测定土壤中污染物迁移通量的装置，其特征在于，该土壤模拟装置外侧的不同深度位置设置排水孔（14）。
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