CN105277476A - 土壤污染物纵向迁移模拟装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种土壤污染物纵向迁移模拟装置，包括钢架、第一储液槽、第二储液槽、容器、进液管、计量泵、控制阀一、出液管和出液装置，钢架上具有第一底座和第二底座，第二底座位于第一底座的上方，第二储液槽设置在第二底座上，第一储液槽设置在第一底座上，第一储液槽和第二储液槽之间连通，进液管上设置用于将液体从第一储液槽泵取到第二储液槽的计量泵，第二储液槽通过出液管连接出液装置，出液装置的出液口对着容器顶部的开口处，容器上纵向和横向分别设有多个采样孔，其中一列的纵向采样孔分别连接有液位计。本发明的结构使得实验方便，在容器同一高度上设置多个取样孔，防止多次取样影响土壤结构，从而提高了实验的准确性，降低了误差。

Description

土壤污染物纵向迁移模拟装置

技术领域

本发明涉及一种测试土壤中污染物迁移的装置，尤其涉及一种土壤中污染物纵向迁移的模拟装置。

背景技术

随着我国城市化、工业化进程的加快，城市规划不断调整，土地利用性质改变，原先在城市及其周边的化工污染场地面临搬迁，搬迁后的土壤由于长期受到污染，土壤与地下水环境质量不容乐观，土壤的重新开发利用也受到了严重限制，阻碍了城市建设和经济的发展。

土壤作为环境的重要组成部分，进入土壤系统中的污染物大多数是通过地面随下渗水进入含水层的。污染物进入含水层时经过复杂的被吸附、降解、转化等物理过程、化学过程及生物过程；到达含水层时会发生纵向弥散、横向弥散、竖向弥散以及对流扩散。为了准确地预测污染物在土壤系统中的运移规律，研究者们开发出了土壤污染物运移模型，污染物运移模型可以有效地反映溶质物质在土壤中运移情况，为土壤的资源管理和污染防治提供依据。

在现有污染物运移模型中，室内土柱模拟实验是一种常规的试验方法，目前大多数实验室中的土柱为有机玻璃或PVC土柱，而且大多数实验室土柱存在一些缺点：由于土柱长度不够长，无法模拟较深土壤中污染物的迁移，从而不具有代表性；土柱淋溶速度无法控制且淋溶不均匀导致实验产生误差；单孔重复取样易影响实验的准确性。其次，目前还没有土柱安装液位计。

发明内容

本发明为了解决目前土壤中污染物纵向迁移实验准确性不高，容易产生误差的问题，进而提供一种土壤污染物纵向迁移模拟装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种土壤污染物纵向迁移模拟装置，其特征在于，包括钢架、第一储液槽、第二储液槽、装有土壤的容器、进液管、计量泵、控制阀一、出液管和出液装置，所述的钢架上具有第一底座和第二底座，所述的第二底座位于第一底座的上方，所述的第二储液槽设置在第二底座上，所述的第一储液槽设置在第一底座上，所述的第一储液槽和第二储液槽之间通过进液管连通，所述的进液管上安装控制阀一和用于将液体从第一储液槽泵取到第二储液槽的计量泵，所述的容器安装在钢架的侧面，所述的第二储液槽通过出液管连接出液装置，所述的容器的顶部具有开口，所述的出液装置的出液口对着容器顶部的开口处，所述的容器上纵向和横向分别设有多个采样孔，其中一列的纵向采样孔分别连接有液位计。

为了实现出液装置能顺利出液，这里有两种实施方式，一种为所述出液装置的顶部要低于第二储液槽的底部，所述的出液管上设有流量计，另一种所述的出液管上安装有用于将液体从第二储液槽泵取到出液装置的水泵，所述的出液管上设有流量计。这两种方式显然前一种更加节能，因此惯常采用前一种，且流量计的设置使得淋溶速度得到有效控制。

为了液体淋溶的更加均匀，降低实验误差，所述的出液装置为喷头，喷头具有出液口的面与容器顶部开口大小一致。

为了模拟较深土壤中污染物的迁移，所述的容器的主体为圆柱体，柱体的高度为150-200cm，直径为10-15cm，所述的容器底部呈倒锥形且连接有出流管，所述的出流管上设置有控制阀二。

为了避免单孔重复取样易影响实验的准确性，所述的容器一个高度周向均布有四个采样孔，四个采样孔为一组；采样孔组有六组，六组采样孔组沿容器的轴向等间距分布在容器上。

进一步，具体的说，所述容器的上方设有上过滤层，所述的容器的下方设有下过滤层，所述的上过滤层从上至下依次为石英砂和滤网，所述的下过滤层从上至下依次为滤网、石英砂和筛孔板。上层过滤层起到了缓冲和过滤作用，下层过滤层起到了过滤作用同时还防止土壤流出。

当第二储液槽内的液体达到上限，而可能溢出或者给喷头的压力过大，为了解决这一问题，所述的第二储液槽的液体上限处连接有稳流管，稳流管的另一端连接第一储液槽。当第二储液槽内的液体达到上限，自动通过稳流管流入第一储液槽中。

第二储液槽内的液体在实验完毕后需要清空，所述的第二储液槽的底部连接有排液管，所述的排液管上设有控制阀三，所述的排液管的另一端连接第一储液槽或与稳流管相连通。第二储液槽内的液体可以通过排液管直接与第一储液槽连通进行放空，也可以节约管道，简化结构，通过稳流管连接第一储液槽。

进一步，具体的说，所述的容器外壁上方和下方分别套有铁圈，所述的铁圈与钢架连接。

进一步具体的说，所述钢架包括竖直设置且相互平行的第一支架、第二支架和第三支架，第三支架的高度要低于第一支架和第二支架，所述的第一底座一端设置在第三支架的顶部，另一端与第一支架一侧固定连接，所述第二底座设置在第一支架和第二支架的顶部，第一支架、第二支架以及第三支架下方设置有脚轮，所述脚轮为万向脚轮。

本发明的有益效果是，本发明

1.第一储液槽设置在下方，用来给实验人员进行溶液调配，通过泵取到位于上方的第二储液槽对容器内的土壤进行淋溶，减轻了实验人员的负担，尤其是力气较小的女实验员，无法将第二储液槽搬送到钢架的顶部，爬上钢架调配溶液显然也极不方便，使得实验更加方便。

2.在容器同一高度上设置多个取样孔，防止多次取样影响土壤结构，从而提高了实验的准确性，降低了误差。

3.该容器长度较长且内径适中，可以对较深土壤中污染物的迁移进行模拟，也避免了横向迁移的影响。

4.采用流量计控制淋溶速度，以及使用喷头使淋溶更加均匀，进一步提高了实验的准确性。

5.在土柱外壁一列径向取样孔上连接多个液位计，液位计可用于观察淋溶时容器液位的变化，对实验研究有进一步的意义。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明土壤中污染物纵向迁移的模拟装置最优实施例的结构示意图。

图中1、钢架，2、第一储液槽，3、第二储液槽，4、容器，5、进液管，51、控制阀一，6、计量泵，7、出液管，8、第一底座，9、第二底座，10、采样孔，11、液位计，12、流量计，13、喷头，14、出流管，15、控制阀二,16、上过滤层，17、下过滤层，18、控制阀二，19、稳流管，20、排液管，21、控制阀三，22、第一支架，23、第二支架，24、第三支架，25、脚轮。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示，一种土壤污染物纵向迁移模拟装置，包括钢架1、第一储液槽2、第二储液槽3、装有土壤的容器4、进液管5、计量泵6、控制阀一51、出液管7和出液装置，钢架1上具有第一底座8和第二底座9，第二底座9位于第一底座8的上方，第二储液槽3设置在第二底座9上，第一储液槽2设置在第一底座8上，第一储液槽2和第二储液槽3之间通过进液管5连通，进液管5上安装控制阀一51和用于将液体从第一储液槽2泵取到第二储液槽3的计量泵6，容器4安装在钢架1的侧面，第二储液槽3通过出液管7连接出液装置，容器4的顶部具有开口，出液装置的出液口对着容器4顶部的开口处，容器4上纵向和横向分别设有多个采样孔10，其中一列的纵向采样孔10分别连接有液位计11，液位计11为玻璃管式液位计，液位计11可进行模拟实验时水位的观测。

出液装置的顶部要低于第二储液槽3的底部或出液管7上安装有用于将液体从第二储液槽3泵取到出液装置的水泵，出液管7上设有流量计12，出液装置为喷头13，喷头13具有出液口的面与容器4顶部开口大小一致。

容器4的主体为圆柱体，圆柱体的高度为150-200cm，直径为10-15cm，容器的尺寸可以根据实际需要设计，容器4底部呈倒锥形且连接有出流管14，出流管14上设置有控制阀二15。

容器4一个高度周向均布有四个采样孔10，四个采样孔10为一组；采样孔组有六组，六组采样孔组沿容器4的轴向等间距分布在容器4上。当然，采样孔10的数量和位置可根据实际需要设计。

容器4的上方设有上过滤层16，容器4的下方设有下过滤层17，上过滤层16从上至下依次为石英砂和滤网，下过滤层17从上至下依次为滤网、石英砂和筛孔板。

第二储液槽3的液体上限处连接有稳流管18，稳流管18的另一端连接第一储液槽2，第二储液槽3的底部连接有排液管19，排液管19上设有控制阀三20，排液管19的另一端连接第一储液槽2或与稳流管18相连通。

容器4外壁上方和下方分别套有铁圈21，铁圈21与钢架1固定连接。

钢架1的具体结构如下，钢架1包括竖直设置且相互平行的第一支架22、第二支架23和第三支架24，第三支架24的高度要低于第一支架22和第二支架23，第一底座8一端设置在第三支架24的顶部，另一端与第一支架22一侧固定连接，第二底座9设置在第一支架22和第二支架23的顶部，第一支架22、第二支架23以及第三支架24下方设置有脚轮25，脚轮25为万向脚轮。

本发明的工作原理如下：

通过计量泵6将第一储液槽2中的污染物泵入第二储液槽3，调节流量计12控制喷头13的淋洗速度，对土壤进行淋溶模拟，所有的采样孔10在实验时用橡皮塞塞住，每隔一段时间从采样孔10拿掉橡皮塞采一次样，也可以多个采样孔10轮流采用，多次数据记录，实验结果更加准确，然后分析污染物浓度，观察污染物在土壤中纵向迁移的规律。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种土壤污染物纵向迁移模拟装置，其特征在于，包括钢架(1)、第一储液槽(2)、第二储液槽(3)、装有土壤的容器(4)、进液管(5)、计量泵(6)、控制阀一(51)、出液管(7)和出液装置，

所述的钢架(1)上具有第一底座(8)和第二底座(9)，所述的第二底座(9)位于第一底座(8)的上方，所述的第二储液槽(3)设置在第二底座(9)上，所述的第一储液槽(2)设置在第一底座(8)上，所述的第一储液槽(2)和第二储液槽(3)之间通过进液管(5)连通，所述的进液管(5)上安装控制阀一(51)和用于将液体从第一储液槽(2)泵取到第二储液槽(3)的计量泵(6)，所述的容器(4)安装在钢架(1)的侧面，

所述的第二储液槽(3)通过出液管(7)连接出液装置，所述的容器(4)的顶部具有开口，所述的出液装置的出液口对着容器(4)顶部的开口处，所述的容器(4)上纵向和横向分别设有多个采样孔(10)，其中一列的纵向采样孔(10)分别连接有液位计(11)。

2.根据权利要求1所述的土壤污染物纵向迁移模拟装置，其特征在于，所述出液装置的顶部要低于第二储液槽(3)的底部或所述的出液管(7)上安装有用于将液体从第二储液槽(3)泵取到出液装置的水泵，所述的出液管(7)上设有流量计(12)。

3.根据权利要求1所述的土壤污染物纵向迁移模拟装置，其特征在于，所述的出液装置为喷头(13)，喷头(13)具有出液口的面与容器(4)顶部开口大小一致。

4.根据权利要求1所述的土壤污染物纵向迁移模拟装置，其特征在于，所述的容器(4)的主体为圆柱体，圆柱体的高度为150-200cm，直径为10-15cm，所述的容器(4)底部呈倒锥形且连接有出流管(14)，所述的出流管(14)上设置有控制阀二(15)。

5.根据权利要求1所述的土壤污染物纵向迁移模拟装置，其特征在于，所述的容器(4)一个高度周向均布有四个采样孔(10)，四个采样孔(10)为一组；采样孔组有六组，六组采样孔组沿容器(4)的轴向等间距分布在容器(4)上。

6.根据权利要求1所述的土壤污染物纵向迁移模拟装置，其特征在于，所述容器(4)的上方设有上过滤层(16)，所述的容器(4)的下方设有下过滤层(17)，所述的上过滤层(16)从上至下依次为石英砂和滤网，所述的下过滤层(17)从上至下依次为滤网、石英砂和筛孔板。

7.根据权利要求1所述的土壤污染物纵向迁移模拟装置，其特征在于，所述的第二储液槽(3)的液体上限处连接有稳流管(18)，稳流管(18)的另一端连接第一储液槽(2)。

8.根据权利要求7所述的土壤污染物纵向迁移模拟装置，其特征在于，所述的第二储液槽(3)的底部连接有排液管(19)，所述的排液管(19)上设有控制阀三(20)，所述的排液管(19)的另一端连接第一储液槽(2)或与稳流管(18)相连通。

9.根据权利要求1所述的土壤污染物纵向迁移模拟装置，其特征在于，所述的容器(4)外壁上方和下方分别套有铁圈(21)，所述的铁圈(21)与钢架(1)固定连接。

10.根据权利要求1所述的土壤污染物纵向迁移模拟装置，其特征在于，所述钢架(1)包括竖直设置且相互平行的第一支架(22)、第二支架(23)和第三支架(24)，第三支架(24)的高度要低于第一支架(22)和第二支架(23)，所述的第一底座(8)一端设置在第三支架(24)的顶部，另一端与第一支架(22)一侧固定连接，所述第二底座(9)设置在第一支架(22)和第二支架(23)的顶部，第一支架(22)、第二支架(23)以及第三支架(24)下方设置有脚轮(25)，所述脚轮(25)为万向脚轮。