CN203324268U - 土柱渗滤和淋溶模拟装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种土柱渗滤和淋溶模拟装置，该装置包括固定在支架上的双层有机玻璃桶。双层有机玻璃桶内的底部设有土壤砾石过滤层，该土壤砾石过滤层上设有过滤板；双层有机玻璃桶的上沿向下50mm处外壁设有渗滤和淋溶试验控水装置；过滤板与渗滤和淋溶试验控水装置之间的双层有机玻璃桶内自上而下分布有数个渗滤装置；双层有机玻璃桶的底部设有一个取样孔Ⅰ；距土壤砾石过滤层表面按100mm、300mm、500mm、700mm、900mm、1100mm高度依次在双层有机玻璃桶的桶壁上设有一个取样孔Ⅱ。本实用新型不但在一定程度上避免太阳直射对土壤内部层次结构（包括有机质、微生物群落、土层温度、土壤pH值等）所造成的影响，而且提高模拟实际状况的准确性与便捷性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种土壤水物理学方面的实验装置，尤其涉及土柱渗滤和淋溶模拟装置。
背景技术
随着经济社会的快速发展，近年来农田生态系统已逐步由高污染、高水肥、高产量向优质、高效、清洁生产发展，尤其是十八大提出的建立生态文明的理念，显示出政府更加重视生态环境的保护，要求农业和环境研究机构更准确、更有效地掌握试验数据。因此，开展相关试验装置和试验方法的研发和改进显得尤为重要。
目前，利用有机玻璃桶（又称：土柱桶，壁厚10 mm）开展土壤水盐运移方面的模拟研究相对较为成熟，但其缺点为必须采用小土钻采集土壤样品，再进行化验分析其中有毒有害物质的含量；并且，以往的土柱实验通常分为两种，非扰动的原状土柱和填装的土柱。原状土柱较好地代表了研究对象的原土壤结构及理化性质。填装土柱可以是经过筛分的一种土壤，也可以是按一定比例混合的几种土壤。填装土柱不能保持原土壤结构，但适用于一定目的的专门研究，例如，通过改变各种参数（土壤粒径、比表面和矿物组分，土壤水的pH值或土壤的不同混合比例等），研究土壤对特定污染物的吸附性能。但上述装置均没有考虑到在原土柱实验中太阳直射对土层内部层次结构（包括有机质、微生物群落、土层温度、土壤pH值等）的影响。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种便捷、准确的土柱渗滤和淋溶模拟装置。
为解决上述问题，本实用新型所述的土柱渗滤和淋溶模拟装置，其特征在于：该装置包括固定在支架上的双层有机玻璃桶；所述双层有机玻璃桶内的底部设有土壤砾石过滤层，该土壤砾石过滤层上设有过滤板；所述双层有机玻璃桶的上沿向下50 mm处外壁设有渗滤和淋溶试验控水装置；所述过滤板与所述渗滤和淋溶试验控水装置之间的所述双层有机玻璃桶内自上而下分布有数个渗滤装置；所述双层有机玻璃桶的底部设有一个取样孔Ⅰ；距所述土壤砾石过滤层表面按100mm、300mm、500mm、700mm、900mm、1100 mm高度依次在所述双层有机玻璃桶的桶壁上设有一个取样孔Ⅱ。
所述双层有机玻璃桶的外壁覆盖有黑色纺布网，其双层桶壁之间设有真空层。
所述数个渗滤装置中的每一个均包括渗滤管、流量计Ⅰ和分析测试样品采集装置；所述渗滤管的前部通过螺丝口与所述双层有机玻璃桶的桶壁相连，且该渗滤管在同一水平面设有数个渗滤管口；所述数个渗滤管口上包裹有无纺布过滤网Ⅰ；所述渗滤管的两端分别设有乳胶塞Ⅰ和乳胶塞Ⅱ，该乳胶塞Ⅰ和乳胶塞Ⅱ上分别设有一个出水管；两个所述出水管上均设有所述流量计Ⅰ，且该两个出水管的末端一一对应插入所述两个分析测试样品采集装置中；所述渗滤管的的两端分别设有增压装置。
所述分析测试样品采集装置包括瓶口设有乳胶塞Ⅲ的瓶体；所述乳胶塞Ⅲ上分别设有通气管、所述出水管。
所述增压装置包括吸耳球本体；所述吸耳球本体的顶部设有活塞，其底部设有中空的螺栓，并通过该螺栓与所述渗滤管相连。
所述过滤板上设有数个圆孔，且其上覆盖有一层无纺布过滤网Ⅱ。
所述土壤砾石过滤层中土壤砾石的粒径为5 mm~10 mm。
所述渗滤和淋溶试验控水装置包括设有刻度的控水瓶体；所述控水瓶体的瓶口设有乳胶塞Ⅳ，该乳胶塞Ⅳ上设有进水管；所述控水瓶体的侧壁下部设有带乳胶塞Ⅴ的进水口；所述乳胶塞Ⅴ上设有带流量计Ⅱ的硬质塑料管，该硬质塑料管的末端与所述双层有机玻璃桶相连。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1、由于本实用新型中设有渗滤管，该渗滤管尾部设有起压力平衡作用的增压装置，因此，当用手捏憋吸耳球本体后打开活塞即可使空气进入，从而自动提高渗滤管内负压，并通过螺栓的中空部分达到渗滤液的反吸，保证渗滤管内能储存足量的渗滤液水样。
2、本实用新型在渗滤管和过滤板上均设有无纺布过滤网，因此，可以确保分析测试管内获得清澈的渗滤液或淋溶液水样。
3、本实用新型中在每个渗滤管外设有一个储存渗滤液或淋溶液的分析测试样品采集装置，因此，可方便水样的测量和水质电导率的测量。
4、本实用新型中分析测试样品采集装置上设有通气管，可有效防止流入采集装置内的渗滤液或淋溶液水样收到装置内负压的影响，以及防止渗滤液或淋溶液的蒸发。
5、本实用新型中双层有机玻璃桶的外壁覆盖有黑色纺布网，其双层桶壁之间设有真空层，因此，不但在一定程度上避免太阳直射对土壤内部层次结构（包括有机质、微生物群落、土层温度、土壤pH值等）所造成的影响，而且提高模拟土壤层次结构的真实性，从而提高模拟实际状况的准确性与便捷性。
6、本实用新型是农业环境研究者在大田试验无法得到某些量化数据的条件下采用的一种补充性试验装置，主要是用于土壤环境中重金属的污染治理、土壤肥料学、污水生态治理以及土壤水盐运移等相关领域的试验及模拟研究。通过模拟有毒废物的渗滤和淋溶，研究受污染地表水浸没和渗滤土壤介质后对地下水的影响，以及探究固体废弃物被雨水淋溶后，其中有毒有害物质的浸出对地下水造成的影响，为有害废物的管理和污染防治提供依据。
附图说明
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型中渗滤装置的示意图。
图3为本实用新型中渗滤管的截面放大图。
图4为本实用新型中增压装置的示意图。
图中：1—双层有机玻璃桶 2—渗滤管 31—无纺布过滤网Ⅰ32—无纺布过滤网Ⅱ 4—增压装置 41—活塞 5—分析测试样品采集装置 6—过滤板 7—土壤砾石过滤层 8—流量计Ⅱ 9—渗滤管口 10—真空层11—渗滤和淋溶试验控水装置 12—黑色纺布网 13—流量计Ⅰ 14—支架。
具体实施方式
如图1所示，土柱渗滤和淋溶模拟装置，该装置包括固定在支架14上的双层有机玻璃桶1。双层有机玻璃桶1内的底部设有土壤砾石过滤层7，该土壤砾石过滤层7上设有过滤板6；双层有机玻璃桶1的上沿向下50 mm处外壁设有渗滤和淋溶试验控水装置11；过滤板6与渗滤和淋溶试验控水装置11之间的双层有机玻璃桶1内自上而下分布有数个渗滤装置；双层有机玻璃桶1的底部设有一个取样孔Ⅰ；距土壤砾石过滤层7表面按100mm、300mm、500mm、700mm、900mm、1100 mm高度依次在双层有机玻璃桶1的桶壁上设有一个取样孔Ⅱ。
其中：双层有机玻璃桶1的外壁覆盖有黑色纺布网12，其双层桶壁之间设有真空层10。
数个渗滤装置中的每一个均包括渗滤管2、流量计Ⅰ13和分析测试样品采集装置5（参见图2、图3）。渗滤管2的前部通过螺丝口与双层有机玻璃桶1的桶壁相连，且该渗滤管2在同一水平面设有数个渗滤管口9；数个渗滤管口9上包裹有无纺布过滤网Ⅰ31；渗滤管2的两端分别设有乳胶塞Ⅰ和乳胶塞Ⅱ，该乳胶塞Ⅰ和乳胶塞Ⅱ上分别设有一个出水管；两个出水管上均设有流量计Ⅰ13，且该两个出水管的末端一一对应插入两个分析测试样品采集装置5中；渗滤管2的的两端分别设有增压装置4。
分析测试样品采集装置5包括瓶口设有乳胶塞Ⅲ的瓶体；乳胶塞Ⅲ上分别设有通气管、出水管。
增压装置4包括吸耳球本体；吸耳球本体的顶部设有活塞41，其底部设有中空的螺栓，并通过该螺栓与渗滤管2相连。
过滤板6上设有数个圆孔，且其上覆盖有一层无纺布过滤网Ⅱ32。
土壤砾石过滤层7中土壤砾石的粒径为5 mm~10 mm。
渗滤和淋溶试验控水装置11包括设有刻度的控水瓶体；控水瓶体的瓶口设有乳胶塞Ⅳ，该乳胶塞Ⅳ上设有进水管；控水瓶体的侧壁下部设有带乳胶塞Ⅴ的进水口；乳胶塞Ⅴ上设有带流量计Ⅱ8的硬质塑料管，该硬质塑料管的末端与双层有机玻璃桶1相连。
使用时，首先由分析纯KCr2O7配制Cr(Ⅵ)污染液，浓度为10.0mg／L。由分析纯As2O5配制As(Ⅴ)污染液，浓度为10.0mg／L，作为综合分析铬、砷迁移规律，确定黄土类土壤铬、砷环境容量的实验污染液；然后在室温条件下，将污染液采用分析测试样品采集装置5经渗滤管2导入双层有机玻璃桶1内进行饱和淋滤，调整渗滤或淋溶速度，并保证双层有机玻璃桶1中水头45~55 mm，每滤出500 mL采集一次滤出液，同时记录渗滤或淋溶时间、淋入液体积、淋出液体积；最后按常规方法进行水样分析即可。
Claims (8)
1.土柱渗滤和淋溶模拟装置，其特征在于：该装置包括固定在支架（14）上的双层有机玻璃桶（1）；所述双层有机玻璃桶（1）内的底部设有土壤砾石过滤层（7），该土壤砾石过滤层（7）上设有过滤板（6）；所述双层有机玻璃桶（1）的上沿向下50 mm处外壁设有渗滤和淋溶试验控水装置（11）；所述过滤板（6）与所述渗滤和淋溶试验控水装置（11）之间的所述双层有机玻璃桶（1）内自上而下分布有数个渗滤装置；所述双层有机玻璃桶（1）的底部设有一个取样孔Ⅰ；距所述土壤砾石过滤层（7）表面按100mm、300mm、500mm、700mm、900mm、1100 mm高度依次在所述双层有机玻璃桶（1）的桶壁上设有一个取样孔Ⅱ。
2.如权利要求1所述的土柱渗滤和淋溶模拟装置，其特征在于：所述双层有机玻璃桶（1）的外壁覆盖有黑色纺布网（12），其双层桶壁之间设有真空层（10）。
3.如权利要求1所述的土柱渗滤和淋溶模拟装置，其特征在于：所述数个渗滤装置中的每一个均包括渗滤管（2）、流量计Ⅰ（13）和两个分析测试样品采集装置（5）；所述渗滤管（2）的前部通过螺丝口与所述双层有机玻璃桶（1）的桶壁相连，且该渗滤管（2）在同一水平面设有数个渗滤管口（9）；所述数个渗滤管口（9）上包裹有无纺布过滤网Ⅰ（31）；所述渗滤管（2）的两端分别设有乳胶塞Ⅰ和乳胶塞Ⅱ，该乳胶塞Ⅰ和乳胶塞Ⅱ上分别设有一个出水管；两个所述出水管上均设有所述流量计Ⅰ（13），且该两个出水管的末端一一对应插入所述两个分析测试样品采集装置（5）中；所述渗滤管（2）的的两端分别设有增压装置（4）。
4.如权利要求3所述的土柱渗滤和淋溶模拟装置，其特征在于：所述分析测试样品采集装置（5）包括瓶口设有乳胶塞Ⅲ的瓶体；所述乳胶塞Ⅲ上分别设有通气管、所述出水管。
5.如权利要求3所述的土柱渗滤和淋溶模拟装置，其特征在于：所述增压装置（4）包括吸耳球本体；所述吸耳球本体的顶部设有活塞（41），其底部设有中空的螺栓，并通过该螺栓与所述渗滤管（2）相连。
6.如权利要求1所述的土柱渗滤和淋溶模拟装置，其特征在于：所述过滤板（6）上设有数个圆孔，且其上覆盖有一层无纺布过滤网Ⅱ（32）。
7.如权利要求1所述的土柱渗滤和淋溶模拟装置，其特征在于：所述土壤砾石过滤层（7）中土壤砾石的粒径为5 mm~10 mm。
8.如权利要求1所述的土柱渗滤和淋溶模拟装置，其特征在于：所述渗滤和淋溶试验控水装置（11）包括设有刻度的控水瓶体；所述控水瓶体的瓶口设有乳胶塞Ⅳ，该乳胶塞Ⅳ上设有进水管；所述控水瓶体的侧壁下部设有带乳胶塞Ⅴ的进水口；所述乳胶塞Ⅴ上设有带流量计Ⅱ（8）的硬质塑料管，该硬质塑料管的末端与所述双层有机玻璃桶（1）相连。
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