CN112611682A - 一种微塑料在土壤中迁移扩散模拟装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种微塑料在土壤中迁移扩散模拟装置。该模拟装置包括：喷淋架和设置在喷淋架内的土壤填充层、集液过渡层、浸出液收集层以及余液收集器；土壤填充层、集液过渡层和浸出液收集层由上到下依次设置；土壤填充层为倾斜放置的矩形框；集液过渡层包括多个集液器；浸出液收集层设置多个与集液器一一对应的第一存液容器；土壤填充层通过通孔与余液收集器连通，一个通孔对应一个余液收集器。该模拟装置通过改变土壤填充层的倾斜角度、掺有微塑料的土壤的类型，喷水获得土壤浸出液，对土壤浸出液中微塑料的含量进行研究，从而模拟各种自然条件下微塑料在土壤中的迁移情况，对实际的微塑料治理有指导意义。

Description

一种微塑料在土壤中迁移扩散模拟装置
技术领域
本发明涉及土壤微塑料迁移扩散研究技术领域，特别是涉及一种微塑料在土壤中迁移扩散模拟装置。
背景技术
微塑料通常指粒径小于5毫米的塑料粒子，由于长期的农用地膜使用、有机肥和污泥施用、污水灌溉等原因，土壤一直面临着微塑料污染的严重威胁。外源输入的微塑料可以在雨水冲刷、生物作用等各种作用下由土壤表层迁移转运至土壤内部，且累积到一定程度之后，不仅改变土壤的机械性能和理化性质，威胁土壤生态系统的平衡，而且给农作物的生产和农产品的安全带来巨大隐患。尽管如此，目前为止对土壤中微塑料的分布、迁移、归趋及生态影响等的研究仍然非常缺乏。
微塑料在土壤多介质系统中的赋存状态和迁移转运特性是影响微塑料在环境中最终归趋的决定性因素，也是影响微塑料对土壤环境和土壤生态破坏程度的重要条件。目前针对微塑料在土壤中迁移转运的相关研究甚少，市面上适用于研究土壤微塑料迁移行为的实验装置也很少见，并没有一款通用的实验装置用于该领域的研究。
发明内容
本发明的目的是提供一种微塑料在土壤中迁移扩散模拟装置，通过模拟各种自然条件下微塑料在土壤中的迁移情况，可实时监测微塑料的迁移过程，为后续的相关研究提供实验数据支持。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种微塑料在土壤中迁移扩散模拟装置，包括：喷淋架和设置在所述喷淋架内的土壤填充层、集液过渡层、浸出液收集层以及余液收集器；所述土壤填充层、所述集液过渡层和所述浸出液收集层由上到下依次设置；
所述土壤填充层为倾斜放置的矩形框，所述土壤填充层的底部设有第一过滤网；所述土壤填充层用于放置掺有微塑料的土壤；所述喷淋架用于向所述土壤填充层喷水；
所述集液过渡层包括多个集液器，多个所述集液器布满所述土壤填充层底面下方的区域；所述集液器用于收集正上方对应的土壤填充层区域浸出的第一土壤浸出液，并使所述第一浸出液流入所述浸出液收集层；
所述浸出液收集层设置多个与所述集液器一一对应的第一存液容器，所述第一存液容器用于存储正上方对应的所述集液器流出的所述第一土壤浸出液；
所述土壤填充层的第一侧面上开设有多个通孔；各所述通孔中设有第二过滤网，所述土壤填充层通过所述通孔与所述余液收集器连通，一个所述通孔对应一个所述余液收集器；所述余液收集器用于收集所述土壤填充层中的第二土壤浸出液；所述第一侧面为垂直于倾斜方向的两个侧面中高度较低的侧面。
可选的，所述喷淋架包括支架、进水管和喷头，所述喷头与所述进水管连通，所述进水管悬挂在所述支架上；所述喷头用于向述土壤填充层喷水。
可选的，所述进水管上设置多个所述喷头。
可选的，所述集液器的方形集液口紧贴所述第一过滤网，所述集液器通过软管将所述第一浸出液引入所述第一存液容器中。
可选的，所述浸出液收集层还包括抽屉式托盘；所述抽屉式托盘内设置多个内槽；所述内槽用于放置所述第一存液容器。
可选的，所述浸出液收集层的四角分别设置一个卡槽，每个所述卡槽中均设置一个支柱；一侧的两个所述支柱为可调节支柱，另一侧的两个所述支柱为固定支柱，所述支柱用于支撑所述土壤填充层并调整所述土壤填充层的倾斜角度。
可选的，所述可调节支柱的高度调节范围是：30-45cm，所述固定支柱的高度是30cm。
可选的，所述余液收集器包括引流管和第二存液容器；所述引流管的内径与所述通孔的直径相匹配；所述土壤填充层依次通过所述通孔、所述引流管与所述第二存液容器连通。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明公开了一种微塑料在土壤中迁移扩散模拟装置，包括：喷淋架和设置在喷淋架内的土壤填充层、集液过渡层、浸出液收集层以及余液收集器；土壤填充层、集液过渡层和浸出液收集层由上到下依次设置；土壤填充层为倾斜放置的矩形框，土壤填充层的底部设有第一过滤网；集液过渡层包括多个集液器，多个集液器布满土壤填充层的底面；浸出液收集层设置多个与集液器一一对应的第一存液容器；土壤填充层的第一侧面上开设有多个通孔；各通孔中设有第二过滤网，土壤填充层通过通孔与余液收集器连通，一个通孔对应一个余液收集器。该模拟装置通过改变土壤填充层的倾斜角度、掺有微塑料的土壤，喷水获得土壤浸出液，对土壤浸出液中微塑料的含量进行研究，从而模拟各种自然条件下微塑料在土壤中的迁移情况，对实际的微塑料治理有指导意义。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的微塑料在土壤中迁移扩散模拟装置的结构图；
图2为本发明实施例提供的土壤填充层示意图；
图3为本发明实施例提供的喷淋架结构图；
图4为本发明实施例提供的集液过渡层示意图；
图5为本发明实施例提供的浸出液收集层的俯视图；
图6为本发明实施例提供的余液收集器中的示意图。
符号说明：1-喷淋架，2-土壤填充层，3-集液过渡层，4-浸出液收集层，5-余液收集器，6-第一过滤网，7-集液器，8-第一存液容器，9-通孔，10-第二过滤网，11-支架，12-进水，13-喷头，14-上架腿，15-下架腿，16-内槽，17-可调节支柱，18-固定支柱，19-引流管，20-第二存液容器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种微塑料在土壤中迁移扩散模拟装置，旨在通过模拟各种自然条件下微塑料在土壤中的迁移情况，实时监测微塑料的迁移过程，为后续的相关研究提供实验数据支持，可应用于土壤微塑料迁移扩散研究技术领域。本发明公开的微塑料在土壤中迁移扩散模拟装置，通过模拟各种自然条件下微塑料在土壤中的迁移情况，实时监测微塑料的迁移过程，为后续的相关研究提供了实验数据支持。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例提供的微塑料在土壤中迁移扩散模拟装置的结构图。如图1所示，本实施例中的微塑料在土壤中迁移扩散模拟装置，包括：喷淋架1和设置在喷淋架1内的土壤填充层2、集液过渡层3、浸出液收集层4以及余液收集器5；土壤填充层2、集液过渡层3和浸出液收集层4由上到下依次设置。
土壤填充层2为倾斜放置的矩形框，土壤填充层2的底部设有第一过滤网6；如图2所示，土壤填充层2用于放置掺有微塑料的土壤；掺有微塑料的土壤根据实际需要设置，喷淋架1用于向土壤填充层2喷水。第一过滤网6的长、宽和孔径根据实际需要设置，具体的，第一过滤网6长50cm，宽50cm，孔径为0.1cm。
集液过渡层3包括多个集液器7，多个集液器7布满土壤填充层2底面下方的区域；集液器7用于收集正上方对应的土壤填充层2区域浸出的第一土壤浸出液，并使第一浸出液流入浸出液收集层4。集液器7的集液口为10cm*10cm的矩形，集液器7的数量根据实际需要设置，具体的集液器7的数量为25个，呈5排5列排布。
浸出液收集层4设置多个与集液器7一一对应的第一存液容器8，第一存液容器8用于存储正上方对应的集液器7流出的第一土壤浸出液。
土壤填充层2的第一侧面上开设有多个通孔9；各通孔9中设有第二过滤网10，土壤填充层2通过通孔9与余液收集器5连通，一个通孔9对应一个余液收集器5；余液收集器5用于收集土壤填充层2中的第二土壤浸出液；第一侧面为垂直于倾斜方向的两个侧面中高度较低的侧面。余液收集器5的数量根据实际需要设置。
作为一种可选的实施方式，如图3所示，喷淋架1包括支架11、进水管12和喷头13，喷头13与进水管12连通，进水管12悬挂在支架11上；喷头13用于向述土壤填充层2喷水。具体的，支架11为可移动支架，可移动支架包括：四个轮、四个架腿、上框架和多个支撑杆，每个架腿均分为上架腿14和下架腿15，上架腿14和下架腿15滑动连接，支撑杆的两端与上框架滑动连接。
作为一种可选的实施方式，进水管12上设置多个喷头13，可移动支架上设置多个进水管12，进水管12和喷头13的数量、喷头13的喷射角度根据实际需要具体设置，具体的，进水管12的长度为50cm，每隔10cm在进水管12上通过丝口连接安装一个喷头13，喷头13呈30度斜向下安装。
作为一种可选的实施方式，集液器7的方形集液口紧贴第一过滤网6，集液器7通过软管将第一浸出液引入第一存液容器8中。
作为一种可选的实施方式，如图浸出液收集层4还包括抽屉式托盘；抽屉式托盘内设置多个内槽16；内槽16用于放置第一存液容器8。具体的，抽屉式托盘的材质为透明玻璃，内槽16的数量为25个，深度为15cm，第一存液容器8的数量为25个，呈5排5列排布。
作为一种可选的实施方式，浸出液收集层4的四角分别设置一个卡槽，每个卡槽中均设置一个支柱；一侧的两个支柱为可调节支柱17，另一侧的两个支柱为固定支柱18，支柱用于支撑土壤填充层2并调整土壤填充层2的倾斜角度。
作为一种可选的实施方式，可调节支柱17的高度调节范围是：30-45cm，固定支柱18的高度是30cm。根据实际需要调节可调节支柱17的高度来改变土壤填充层2的倾斜角度。
作为一种可选的实施方式，余液收集器5包括引流管19和第二存液容器20；引流管19的内径与通孔9的直径相匹配；土壤填充层2依次通过通孔9、引流管19与第二存液容器20连通，具体的，引流管19的内径为4cm。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的装置及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种微塑料在土壤中迁移扩散模拟装置，其特征在于，包括：喷淋架和设置在所述喷淋架内的土壤填充层、集液过渡层、浸出液收集层以及余液收集器；所述土壤填充层、所述集液过渡层和所述浸出液收集层由上到下依次设置；
所述土壤填充层为倾斜放置的矩形框，所述土壤填充层的底部设有第一过滤网；所述土壤填充层用于放置掺有微塑料的土壤；所述喷淋架用于向所述土壤填充层喷水；
所述集液过渡层包括多个集液器，多个所述集液器布满所述土壤填充层底面下方的区域；所述集液器用于收集正上方对应的土壤填充层区域浸出的第一土壤浸出液，并使所述第一浸出液流入所述浸出液收集层；
所述浸出液收集层设置多个与所述集液器一一对应的第一存液容器，所述第一存液容器用于存储正上方对应的所述集液器流出的所述第一土壤浸出液；
所述土壤填充层的第一侧面上开设有多个通孔；各所述通孔中设有第二过滤网，所述土壤填充层通过所述通孔与所述余液收集器连通，一个所述通孔对应一个所述余液收集器；所述余液收集器用于收集所述土壤填充层中的第二土壤浸出液；所述第一侧面为垂直于倾斜方向的两个侧面中高度较低的侧面。
2.根据权利要求1所述的微塑料在土壤中迁移扩散模拟装置，其特征在于，所述喷淋架包括支架、进水管和喷头，所述喷头与所述进水管连通，所述进水管悬挂在所述支架上；所述喷头用于向述土壤填充层喷水。
3.根据权利要求2所述的微塑料在土壤中迁移扩散模拟装置，其特征在于，所述进水管上设置多个所述喷头。
4.根据权利要求1所述的微塑料在土壤中迁移扩散模拟装置，其特征在于，所述集液器的方形集液口紧贴所述第一过滤网，所述集液器通过软管将所述第一浸出液引入所述第一存液容器中。
5.根据权利要求1所述的微塑料在土壤中迁移扩散模拟装置，其特征在于，所述浸出液收集层还包括抽屉式托盘；所述抽屉式托盘内设置多个内槽；所述内槽用于放置所述第一存液容器。
6.根据权利要求1所述的微塑料在土壤中迁移扩散模拟装置，其特征在于，所述浸出液收集层的四角分别设置一个卡槽，每个所述卡槽中均设置一个支柱；一侧的两个所述支柱为可调节支柱，另一侧的两个所述支柱为固定支柱，所述支柱用于支撑所述土壤填充层并调整所述土壤填充层的倾斜角度。
7.根据权利要求6所述的微塑料在土壤中迁移扩散模拟装置，其特征在于，所述可调节支柱的高度调节范围是：30-45cm，所述固定支柱的高度是30cm。
8.根据权利要求1所述的微塑料在土壤中迁移扩散模拟装置，其特征在于，所述余液收集器包括引流管和第二存液容器；所述引流管的内径与所述通孔的直径相匹配；所述土壤填充层依次通过所述通孔、所述引流管与所述第二存液容器连通。
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CN113916724A (zh) * 2021-08-30 2022-01-11 中国农业科学院烟草研究所(中国烟草总公司青州烟草研究所) 一种模拟病原菌在土壤中扩散的设备及方法
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