CN115060810A - 一种测定污染场地土壤中胶体释放的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于环境技术领域，具体涉及一种测定污染场地土壤中胶体释放的方法，该方法将淋溶液置于储液瓶中，储液瓶中的淋溶液通过蠕动泵泵入迁移柱底部，并从柱顶部流出，通过自动部分收集器定时收集样品至储样瓶中；迁移柱底部填石英砂后，填入污染场地土样，由铁架台固定在工作桌面上，自动部分收集器中含有储样瓶用于收集样品，即可分析样品中的胶体胶体的浓度和溴离子含量。本发明中淋溶装置简单，操作便捷，自动化程度高，尤其适用于长期观察污染场地土壤中胶体的释放特征、以及水化学条件和水动力学条件对胶体释放能力的影响。
Description
技术领域
本发明属于环境技术领域，具体一种测定污染场地土壤中胶体释放的方法。
背景技术
土壤胶体在土壤环境中广泛存在，主要由层状硅铝酸盐、铁铝氧化物、有机大分子、微生物等组成。土壤被高度侵蚀的过程中，土壤细颗粒(＜10μm)，尤其是土壤胶体颗粒(＜2μm)具有巨大的表面积，可满足对污染物的吸附，且具有更强的迁移能力，所以成为氮、磷、农药和重金属等迁移进入地下水的主要载体。当土壤的环境发生改变时，胶体从土壤基质上释放至土壤溶液中，或者胶体沉积至土壤基质中。目前研究表明土壤胶体的释放，受到水动力学条件和水化学条件变化的影响。同时，土壤胶体的释放与迁移还与土壤结构异质性相关。天然土壤中的孔隙、裂缝等优先流通道都有助于胶体向深处迁移。将其本身携带的污染物带入地下含水层，从而对地下水造成污染。但释放至土壤溶液中的胶体在穿过多孔介质时，也可能会被多孔介质的孔隙所阻拦捕获，导致堵塞，或者土壤环境的改变导致胶体絮凝，从而引起其携带的污染物富集，对深层土壤进行污染。甚至有研究表明，污染物在土壤胶体上的吸附量要比土壤本身的高，比如土壤胶体对砷的吸附。当场地被砷污染后，会吸附在土壤胶体中，随着降雨或绿化浇水的进行，土壤胶体携带着砷共迁移至地下含水层，对地下水进行污染。
因此，充分了解土壤胶体在不同环境条件下的土壤基质中释放、沉积过程的影响因素，会对研究土壤胶体在环境土壤和地下水环境中迁移以及协同污染物共迁移产生重要意义。也将对污染物在土壤中迁移的数学模型提供理论基础和数据支持。
而现有研究中使用的迁移装置中所填充的土样多为标准土，后对标准土进行染毒，而非污染场地实际土样。现有研究中使用的淋溶柱存在柱体过长，所需土壤过多，且取样量相对土柱孔体积来说较小，或采取分层填充掺入砂子与玻璃，无法准确描述表层土壤中胶体释放，或因柱体过小，胶体释放量无法准确描述。并且淋溶液在土壤淋溶柱中流向多为自上而下，模拟非饱和介质中胶体的迁移。而非饱和介质中由于气相的存在会导致非均匀流的存在，且不同位置土壤中的孔隙水和化学反应等会有明显差异。同时气相的存在会阻碍胶体的迁移，因为胶体可以不可逆地吸附在气液界面。在模拟降雨对土壤胶体的释放或者地下水对胶体的迁移等影响时，由于降雨和地下水的流量均不高，所以取样时间成为研究的限制之一，长时间的取样会更具有代表性。因此，将淋溶柱与收集器结合，淋溶柱选取为5-10cm直径、5-10cm长，淋溶液在淋溶柱中流向改为自下而上且长时间自动取样，会更有利于研究污染场地土壤胶体释放的影响。
发明内容
为克服以上技术问题，本发明提供了一种测定污染场地土壤中胶体释放的方法，本发明提供的方法对污染场地土壤中胶体释放的测定具有操作便捷，自动化程度高的优势，解决了现有实验中存在实验无法长时间连续进行以及无法直观观测到突变的问题。
为实现以上目的，本发明提供的技术方案如下：
一种测定污染场地土壤中胶体释放的方法，包括如下步骤：
(1)取锥形瓶、蠕动泵、淋溶柱、收集器(含储样瓶)依次相连；
(2)配置土壤淋溶液，将土壤淋溶液通过蠕动泵泵入淋溶柱底部，并从柱顶部流出，通过收集器定时收集样品至储样瓶中；淋溶柱底部填石英砂后，填入污染场地土样，收集器中放置储样瓶用于收集样品；测试收集到的样品中胶体的浓度和溴离子浓度即可。
优选地，所述测定污染场地土壤中胶体释放的方法，包括如下步骤：
(1)锥形瓶中放置土壤淋溶液，蠕动泵将淋溶液由锥形瓶中泵入淋溶柱底部，并从顶部流出，通过收集器定时收集至储样瓶中；淋溶液自下而上通过淋溶柱，以便排出气泡，模拟污染场地土壤中胶体的释放；
(2)根据蠕动泵的转速与淋溶液流量的关系，确定淋溶液的流量Q，后依据储样瓶的体积V计算收集器收集样品时间T；依据计算所得时间设置收集器，即可做到定时定量收集样品，以便长时间取样进行实验研究；
(3)将干燥好的土壤样品均匀填入淋溶柱，依据填入淋溶柱中土的质量m、淋溶柱体积V’和土密度ρ，计算孔体积PV。
T：收集样品的时间(min)；V：储样瓶体积(mL)；n：蠕动泵转速(rpm)。
PV：填充土壤后淋溶柱内的孔体积(mL)；V'：淋溶柱体积(mL)；m：填入淋溶柱中土壤的质量(g)；ρ：污染场地土壤密度2.72g/cm3；
(4)测试收集到的样品中胶体的浓度和溴离子含量即可。
优选地，所述土壤淋溶液(模拟天然降水)的组成包括如下组分及浓度：20.2mmol/L Ca2+、5.0mmol/LMg2+、4.1mmol/LNa+、2.7mmol/LK+、17.0mmol/LSO4 2-、18.5mmol/LNO3 -、24.5mmol/LCl-。
优选地，所述填充好的土柱的长度为5-10cm，优选为7.5cm。
优选地，所述锥形瓶与蠕动泵之间由与蠕动泵配套的硅胶管相连，蠕动泵与淋溶柱之间由转换接头将硅胶管与聚四氟乙烯(PTFE)中空管连接。
优选地，所述收集器中带有储样瓶。
优选地，所述硅胶管内径为1-3mm，优选为2.4mm。
优选地，所述聚四氟乙烯中空管内径为1-5mm，优选为3mm。
优选地，所述淋溶柱内径为5-10cm，优选为5cm；长为5-10cm，优选为8.5cm。
优选地，所述淋溶柱上下均安装有筛网与两端配件相连以防止大颗粒流入和流出。
优选地，所述筛网的孔径为23μm。
优选地，所述淋溶柱的底部安装有不锈钢滤片；所述不锈钢滤片上方安装有黄铜网；用于防止实验过程中土壤的流失。
所述淋溶柱的底部填入石英砂以使入水分布均匀。
优选地，所述石英砂的厚度为1-3cm，优选为1cm。
优选地，所述黄铜网的孔径为20-40μm，优选为38μm。
优选地，所述不锈钢片的孔径为10-30μm，优选为10μm。
优选地，所述筛网与上下端配件相连，防止大颗粒流入和流出；所述不锈钢滤片、铜网依次置于底部配件上方，起支撑作用，防止实验过程中石英砂和土壤的流失。
优选地，所述淋溶柱与收集器之间由转换接头将内径为1-5mm的PTFE中空管与内径为1-3mm的PTFE中空管连接。
优选地，所述淋溶柱与收集器之间由转换接头将内径为3mm的PTFE中空管与内径为1mm的PTFE中空管连接。
优选地，所述土壤淋溶液的pH使用0.1M HCl和0.1M NaOH调至pH值为4-10。
优选地，所述土壤淋溶液的离子强度为0.12-120mM，使用所配置的120mM淋溶储备液分别稀释1000、100、20、10倍得到浓度分别为0.12、1.2、60、120mM淋溶液。
优选地，所述离子强度为120mM的土壤淋溶储备液的组成包括如下组分：7.9mmol/L Ca(NO3)2·4H2O、9.9mmol/L(NH4)2SO4、12.3mmol/L CaCl2、2.7mol/L KNO3、5.0mmol/LMgSO4·7H2O、2.1mol/L Na2SO4。
优选地，所述土壤淋溶液的流速为20-80mL/h，对应降雨强度分别为10、20、30、40mm/h。
与现有技术比，本发明的技术优势在于：
(1)本发明提供了一种能有效测定土壤中胶体释放的方法，该测定过程简单，操作便捷，自动化程度高，尤其适用于长期观察污染场地土壤中胶体的释放特征、以及水化学条件和水动力学条件对胶体释放能力的影响。
(2)本发明使用土壤淋溶液与污染场地实际雨水成分一致，淋溶液所使用的pH范围为全国雨水极端情况下的数值，流速范围也为土壤受到不同程度侵蚀时的数值，可以更好模拟实际情况下胶体的释放。淋溶柱所使用的聚四氟乙烯中空管内径为3mm，防止实验中出现土壤大颗粒或者团聚体堵塞流出管，同时在高流速实验中，3mm的内径可以减小进水压力对底部石英砂层的冲击，避免砂层与土柱的混合。
(3)本发明所使用的收集器常见于生物蛋白实验中，常与蛋白检测仪/紫外检测仪、层析柱以及数据工作站连用，用于组成液相色谱分离层析系统。与本实验中淋溶柱连用可以保证实验的连续性，从而可以在同一个土柱中更换淋溶液条件，观察胶体突变的情况，减少不同土柱在填充时产生的土柱孔隙与土壤质地的误差。
附图说明
图1：土壤中胶体释放测定工艺流程图；
图2：蠕动泵转速n与淋溶液流量Q关系图；
图3：淋溶柱结构示意图；
其中，1为淋溶柱两端配件；2为23μm筛网；3为橡胶O型环；4为亚克力管；5为场地土壤样品柱；6为石英砂；7为38μm黄铜网与10μm不锈钢滤片；
图4：400nm波长下胶体浓度标准曲线；
图5：溴离子含量曲线图；
其中，(A)为Br-标准曲线；(B)平行柱Br-穿透曲线对比图；
图6：不同pH连续注射下，流出物胶体浓度变化曲线图；
图7：不同离子强度连续注射下，流出物胶体浓度变化曲线图；
图8：不同流速连续注射下，流出物胶体浓度和pH的变化图；
图9：对比例1中Cs污染的汉福德粗砂在排水和渗吸过程中原位胶体和Cs释放图；
以下符号代表不同物质在流出物中的浓度，胶体(△)，总Cs(●)和溶解态Cs(○)；
其中，A、B图代表实验使用离子强度0.16mM，柱长20.5cm，A、B为同一实验条件下的平行柱实验；
C、D图代表离子强度2mM，柱长20.5cm，C、D为同一实验条件下的平行柱实验；
E、F图代表离子强度50mM，柱长20.5cm，E、F为同一实验条件下的平行柱实验；
G、H图代表离子强度2mM，柱长10.4cm，G、H为同一实验条件下的平行柱实验。
图10：对比例2中pH值连续变化对胶体释放程度的影响；
其中，未受污染和受污染的科德角沉积物连续暴露于1.5mM NaBr溶液，pH值增加(○)；在每个pH值升高的溶液之后进行低离子强度冲洗(pH＝5.8，0.5mM NaCl)(●)；垂直虚线表示每个pH值升高的溶液之后开始低离子强度冲洗；以1分钟为间隔收集数据，并以0.5和1孔体积为间隔作图。
图11：对比例2中pH值对未扰动的科德角沉积物中天然胶体释放程度的影响；
其中，五种pH值依次增加的进水溶液中，流出物的胶体浓度和pH值随时间的变化；pH图中水平虚线表示进水溶液pH；以1分钟为间隔收集数据，并以0.5和1孔体积为间隔作图。
现结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式对本发明作进一步的描述。以使本发明技术方案更易于理解、掌握，但本发明并不局限于此。下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
锥形瓶(四川蜀玻集团有限责任公司，GG-17，500mL)、蠕动泵(保定雷弗流体科技有限公司，BT100S)、收集器(上海沪西分析仪器厂有限公司，BSZ-100)
本发明基础构思：
一种测定污染场地土壤中胶体释放的方法，包括如下步骤：
(1)将土壤淋溶液放置锥形瓶中，淋溶液经蠕动泵由锥形瓶中泵入淋溶柱底部，并从顶部流出，通过收集器定时收集至储样瓶中；淋溶液自下而上通过淋溶柱，模拟饱和多孔介质中土壤胶体的释放和迁移；
(2)根据蠕动泵的转速将淋溶液转换为流量Q，后依据储样瓶的体积V计算收集器收集样品时间T；依据计算所得时间设置收集器，定时定量收集样品；
(3)将干燥好的土壤样品均匀填入淋溶柱，依据填入淋溶柱中土的质量m、淋溶柱体积V’和土密度ρ，计算孔体积PV；其中，
T：收集样品的时间(min)；V：储样瓶体积(mL)；n：蠕动泵转速(rpm)；
PV：填充土壤后淋溶柱内的孔体积(mL)；V’：淋溶柱体积(mL)；m：填入淋溶柱中土壤的质量(g)；ρ：污染场地土壤密度2.72g/cm3；
(4)测试收集到的样品中胶体的浓度和溴离子含量即可。
所述锥形瓶与蠕动泵之间由与蠕动泵配套的硅胶管相连，蠕动泵与淋溶柱之间由转换接头将硅胶管与聚四氟乙烯(PTFE)中空管连接。
所述收集器中带有储样瓶。
所述硅胶管内径为2.4mm。
所述聚四氟乙烯中空管内径为3mm。
所述淋溶柱内径为5cm；长度为8.5cm。
所述淋溶柱上下均安装有筛网与两端配件相连以防止大颗粒流入和流出。
所述筛网的孔径为23μm。
所述淋溶柱的底部安装有不锈钢滤片；所述不锈钢滤片上方安装有黄铜网；用于防止实验过程中土壤的流失。
所述淋溶柱的底部填入石英砂以使入水分布均匀。
所述石英砂的厚度为1cm。
石英砂的厚度和土壤样品柱长度之和为淋溶柱总长8.5cm。
所述黄铜网的孔径为38μm。
所述不锈钢片的孔径为10μm。
所述筛网与上下端配件相连，防止大颗粒流入和流出；所述不锈钢滤片、铜网依次置于底部配件上方，起支撑作用，防止实验过程中石英砂和土壤的流失。
所述淋溶柱与收集器之间由转换接头将内径为3mm的PTFE中空管与内径为1mm的PTFE中空管连接。
下面提供若干个具体实施的详细案例，以便更好理解本发明，其并非对本发明的不当限定。
实施例1
一种测定污染场地土壤中胶体释放的方法
1.对采集到的污染场地土样进行以下前处理：将采集的土壤样品于室温下风干，并去除砂砾及植物残体等杂质。土样过10目筛(筛孔直径2mm)，于4℃保存。开展实验前需要先根据实验要求配制pH＝6.0离子强度为1.2mM的淋溶液。向淋溶柱底部填入1cm石英砂以使入水分布均匀。将干燥好的土壤样品均匀填入淋溶柱。填充好的土柱的长度大约为7.5cm。1PV约96cm3。
填充好的干土柱首先用二氧化碳气体(纯度大于99％)进行充气，以排除土柱内残余的空气。然后采用实验所需淋溶液以3mL/h的流量冲洗土柱，持续注水50h左右。由于土柱内空气已经被二氧化碳气体置换，而二氧化碳气体能够溶于水，因此采用这方法可以较为容易地使土柱达到饱和含水状态。
2.不同条件下影响胶体释放情况的实验内容如下：
2.1不同pH对胶体释放的影响
在开展实验前需要先根据实验要求分别配制pH为4.0、6.0、8.0和10.0的离子强度为1.2mM的淋溶液。
将蠕动泵流量调节为20mL/h，在连续注射模式下，将pH为4.0的淋溶液按大约6PV的体积注入土柱内，然后直接更换为pH＝6.0的淋溶液，继续注入6PV的淋溶液。按照这种方法直接调节pH依次为8.0和10.0，观测土壤胶体对pH的响应。
待该条件下的土柱实验结束后，采用100mg/L溴化钾(KBr)作为示踪剂开展示踪实验。整个实验周期约275h。
2.2不同离子强度对胶体释放的影响
在开展实验前需要先根据实验要求配制pH＝6.0离子强度分别为120、12、6、1.2和0.12mM的淋溶液。使用Ca(NO3)2·4H2O、(NH4)2SO4、CaCl2、KNO3、MgSO4·7H2O、Na2SO4等配制1L的20.2mmol/LCa2+、5.0mmol/LMg2+、4.1mmol/LNa+、2.7mmol/LK+、17.0mmol/LSO4 2-、18.5mmol/LNO3 -、24.5mmol/LCl-，总离子强度为120mM的模拟雨水储备液。储备液分别稀释10、20、100、1000倍分别得到12、6、1.2和0.12mM的淋溶液。将蠕动泵流量调节为20mL/h，在连续注射模式下，将120mM淋溶液按大约6PV的体积注入土柱内，然后直接更换为12mM的淋溶液，继续注入6PV的淋溶液。按照这种方法直接调节离子强度依次为6、1.2和0.12mM，观测土壤胶体对离子强度的响应。
同样使用100mg/L溴化钾(KBr)作为示踪剂开展示踪实验。整个实验周期约176h。
2.3不同流速对胶体释放的影响
在开展实验前需要先根据实验要求配制pH＝6.0离子强度为1.2mM的淋溶液。使用Ca(NO3)2·4H2O、(NH4)2SO4、CaCl2、KNO3、MgSO4·7H2O、Na2SO4等配制1L的20.2mmol/L Ca2+、5.0mmol/LMg2+、4.1mmol/LNa+、2.7mmol/LK+、17.0mmol/LSO4 2-、18.5mmol/LNO3 -、24.5mmol/LCl-，总离子强度为120mM的模拟雨水储备液。储备液稀释100倍得到1.2mM的淋溶液。先将蠕动泵的流速设为10mm/h(即流量为20mL/h)，在连续注射模式下，将pH为6.0离子强度为1.2mM的淋溶液按大约6个孔体积(PV)的体积注入土柱内，然后直接调节蠕动泵，使淋溶液的流速升高为20mm/h(即流量为40mL/h)，继续注入6PV的淋溶液。按照这种方法直接调节流速依次为30mm/h和40mm/h(即流量为60mL/h和80mL/h)，观测土壤胶体对流速的响应。
同样使用100mg/L溴化钾(KBr)作为示踪剂开展示踪实验。整个实验周期约149h。
3.样品分析
3.1样品胶体浓度
样品中胶体浓度通过测定400nm波长的吸光度，用外标法定量。标准曲线通过测定不同已知质量浓度的土壤胶体悬液的吸光度制作。土壤胶体标准悬浊液的制备方法如下：将土壤样品剔除石块、杂物后风干，用破碎机研磨3min后，过60目筛(筛孔直径0.25mm)，取30g磨碎后的土样加入1000mL的去离子水中，采用磁力搅拌器搅拌20min，配制成质量分数为3％的土壤悬液。将搅拌均匀的土样悬液静置30min后，在液面以下10cm处使用虹吸管吸取、收集胶体物质，即为小于10μm粒径范围的胶体组分。取20mL胶体悬浊液于已知重量的烧杯中，置于40℃烘箱中烘干24h，放入干燥器中冷却至室温后称重。烧杯前后质量差，即为20mL土壤胶体悬浊液中粒子的质量。求得胶体悬浊液浓度。按不同比例连续稀释此悬浊液，作为标准悬浊液用于制作标准曲线(如图4)。
3.2溴离子含量
示踪实验结束后，各样品取2mL用0.45μm水相聚醚砜过滤器进行过滤。过滤后用离子色谱仪(美国热电公司，ICS5000)通过外标法测定Br-的浓度(如图5)。
4实验结果对比
4.1连续改变pH
使用本装置同时展开两根柱子进行实验(图6)，整体趋势一致，说明重复性较好。以右柱为例，当淋溶液的pH在4.0～10.0范围改变时，整体趋势表现出随着pH增大，胶体浓度随之增大。pH在4.0与6.0变换时候，淋溶液中胶体浓度有一定程度增长但变化并不大，胶体浓度大致维持在4.3mg/L左右。pH在8.0和10.0变化时，胶体浓度变化明显，本装置可以明显捕捉到变化。pH＝8.0时，胶体浓度由4.7mg/L增加到8.7mg/L。pH＝10.0时，胶体释放量增大更为明显，胶体浓度由8.7mg/L增加到13.5mg/L。
4.2连续改变离子强度
将装置中收集器的收集时间缩短，进行改变离子强度的实验(如图7)。可以更敏锐捕捉到胶体变化，直观观测到突变的发生。如图中离子强度由120mM降低为12mM时，胶体浓度突然增加至12mg/L，随后释放量逐渐降低，一段时间后释放量大致维持在4mg/L。离子强度降低至6mM时，土壤胶体释放量仅有小幅度增加，在6mM注射期间胶体释放量大致维持在5mg/L。离子强度降低至1.2mM时，土壤胶体释放量短时间增大至22mg/L，随后降低，一段时间后释放量大致维持在13mg/L。离子强度降低至0.12mM时，土壤胶体释放量短时间增大至22mg/L，随后降低，一段时间后释放量大致维持在13mg/L。
4.2连续改变流速
同样将装置中收集器的收集时间缩短，进行改变流速的实验(如图8)。可以明显看到改变流速的瞬间会显著影响淋溶样中胶体浓度，当孔隙水的流速较高时，会有更多的土壤胶体释放。在孔隙水的流量为20mL/h时，释放土壤胶体量大致在8mg/L。而当流量改为40mL/h时，土壤胶体释放量短时间增大至14mg/L，一段时间后释放量大致维持在10mg/L。当流量改为60mL/h时，土壤胶体释放量仅有小幅度增加，在整个注射期间释放量大致维持在12mg/L。流量增大至80mg/L时，土壤胶体释放量短时间增大至20mg/L，一段时间后释放量大致维持在13mg/L。
对比例1
Cheng等人[1]([1]Cheng,T.；Saiers,J.E.Colloid-Facilitated Transport ofCesium in Vadose-Zone Sediments:The Importance of Flow Transients.Environ.Sci.Technol.2010,44,7443–7449.)所做实验改变淋溶柱长度为20.5cm，直径仍为5cm。其它操作同实施例1中各步骤。
实验目的为在不同条件下观测胶体释放量(图9)。出现柱体过长，取样量偏低的问题。同时不同离子强度下使用的土柱不同，虽有平行柱辅助数据的可靠性，但仍无法对比不同条件变换瞬间胶体释放量的变化情况。
对比例2
Bunn等人[2]([2]Bunn,R.A.；Magelky,R.D.；Ryan,J.N.；Elimelech,M.Mobilization of Natural Colloids from an Iron Oxide-Coated Sand Aquifer:Effect of pH and Ionic Strength.Environ.Sci.Technol.2002,36,314-322.)
在实验中改变pH值范围为10.5-13.1以及改变加入淋溶液的方式为注入-排空-再注入不同pH的淋溶液-再排空循环模式。由于柱子为2.5cm直径，5cm长，柱子1个孔体积偏小，且流速过快，整个实验仅持续2h，但此流速超过土壤侵蚀或者地下水流速，与实际情况不相符。实验目的为在pH、离子强度变化的条件下，含水层沉积物中天然胶体释放量的变化。未受污染和受污染的科德角沉积物分别在同一柱实验中，在pH值逐渐增大的连续注射情况下天然胶体释放量的变化(图10)。未扰动的科德角沉积物分别在不同柱实验中，不同pH值对天然胶体释放的影响(图11)。由于在不同pH条件其连续注入实验与不同柱子单一条件实验中，胶体释放量出现明显变化的pH值均为大于10.5，与实际雨水或地下水的pH范围均不相符，其环境意义相对较弱。
应该注意的是，上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。单词第一、第二以及第三等的使用不表示任何顺序，可将这些单词解释为名称。
Claims (10)
1.一种测定污染场地土壤中胶体释放的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)取锥形瓶、蠕动泵、淋溶柱、收集器依次相连；
(2)配置土壤淋溶液，将土壤淋溶液通过蠕动泵泵入淋溶柱底部，并从柱顶部流出，通过收集器定时收集样品至储样瓶中；淋溶柱底部填石英砂后，填入污染场地土样，收集器中放置储样瓶用于收集样品；测试收集到的样品中胶体的浓度和溴离子浓度即可。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将土壤淋溶液放置锥形瓶中，淋溶液经蠕动泵由锥形瓶中泵入淋溶柱底部，并从顶部流出，通过收集器定时收集至储样瓶中；淋溶液自下而上通过淋溶柱，模拟污染场地土壤中胶体的释放；
(2)根据蠕动泵的转速与淋溶液流量的关系，确定淋溶液的流量Q，后依据储样瓶的体积V计算收集器收集样品时间T；依据计算所得时间设置收集器，定时定量收集样品；
(3)将干燥好的土壤样品均匀填入淋溶柱，依据填入淋溶柱中土的质量m、淋溶柱体积V’和土密度ρ，计算孔体积PV；其中，
T：收集样品的时间(min)；V：储样瓶体积(mL)；n：蠕动泵转速(rpm)；
PV：填充土壤后淋溶柱内的孔体积(cm3)；V’：淋溶柱体积(cm3)；m：填入淋溶柱中土壤的质量(g)；ρ：污染场地土壤密度2.72g/cm3；
(4)测试收集到的样品中胶体的浓度和溴离子浓度即可。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述土壤淋溶液的pH使用0.1M HCl和0.1MNaOH调至pH值为4-10。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述土壤淋溶液的离子强度为0.12-120mM；使用所配置的120mM淋溶储备液分别稀释1000、100、20、10倍得到浓度分别为0.12、1.2、60、120mM淋溶液。
5.如权利要求4中所述的方法，其特征在于，所述离子强度为120mM的土壤淋溶储备液的组成包括如下组分：7.9mmol/L Ca(NO3)2·4H2O、9.9mmol/L (NH4)2SO4、12.3mmol/LCaCl2、2.7mol/L KNO3、5.0mmol/L MgSO4·7H2O、2.1mol/L Na2SO4。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述土壤淋溶液的流速为20-80mL/h，对于降雨强度分别为10、20、30、40mm/h。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述锥形瓶与蠕动泵之间由与蠕动泵配套的硅胶管相连，蠕动泵与淋溶柱之间由转换接头将硅胶管与聚四氟乙烯中空管连接；所述硅胶管内径为1-3mm；所述聚四氟乙烯中空管内径为1-5mm。
8.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述收集器中带有储样瓶。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述淋溶柱内径为5-10cm；长度为5-10cm；所述淋溶柱上下均安装有筛网与两端配件相连；所述筛网的孔径为23μm。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述淋溶柱的底部安装有不锈钢滤片；所述不锈钢片的孔径为10-30μm；所述不锈钢滤片上方安装有黄铜网；所述黄铜网的孔径为20-40μm；
所述淋溶柱的底部填入石英砂；所述石英砂的厚度为1-3cm；
所述淋溶柱与收集器之间由转换接头将内径为1-5mm的PTFE中空管与内径为1-3mm的PTFE中空管连接。
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Non-Patent Citations (2)
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|---|
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115060810B (zh) | 2024-03-26 |
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