CN206132757U - 批量土壤淋溶实验装置 - Google Patents

Abstract

一种批量土壤淋溶实验装置，包括一架体，所述架体上设有可调节装配的多层面板并通过所述面板设置有土壤淋溶系统以及多通道淋溶器，所述土壤淋溶系统包括供实验用的土壤柱以及与所述土壤柱相适配的淋溶液收集器，通过所述多通道淋溶器控制淋溶液的流速流量。本实用新型可模拟自然条件下土壤中污染物的淋洗，用以评估污染物对土壤环境的生态风险，使得模拟实验更实用、更便捷、设计更合理、更便于操控；本实用新型的有益效果包括：结构简单、操作方便、节省开支；可依据实验需求大批量同时进行土壤柱淋溶实验，并且可有效的控制淋溶时间、淋溶速度及淋溶量，提高实验精度，减少误差；取样方便、准确。

Description

批量土壤淋溶实验装置

技术领域

本实用新型属于污染土壤生态风险评估领域，涉及一种可在实验室中自组装使用的批量污染土壤淋溶实验装置。

背景技术

淋溶是造成地下水污染的主要原因。研究污染物在不同土壤中的迁移行为及存在状态，可为预测及评价污染物对土壤环境产生的危害提供科学依据，为有效控制甚至消除这些污染物、解决由此类污染物引起的重大环境与健康问题，提供重要的理论和指导意义。

污染物在土壤中的淋溶包括田间试验和实验室试验。田间试验研究过程过于冗长，工作量大，试验条件不易控制，取样不够便捷、准确，并需要投入大量的人力、物力。而实验室试验具有简单易行，便于操控的特点。

因此，通过在实验室内建立可以模拟条件土壤层次的淋溶装置，以克服田间试验的缺陷，这就对土壤淋溶模拟装置提出了更高的要求。然而，现有的淋溶装置不易控制水流以及进行批量实验，使得实验工作量增加及操作较为复杂。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，通过模拟自然条件下土壤中污染物的淋洗，为评估污染物对土壤环境的生态风险，提供一种实用、便捷、设计合理、便于操控的土壤淋溶模拟装置。

为实现上述目的，本实用新型的解决方案是：提供一种批量土壤淋溶实验装置，包括一架体，所述架体上设有可调节装配的多层面板并通过所述面板设置有土壤淋溶系统以及多通道淋溶器，所述土壤淋溶系统包括供实验用的土壤柱以及与所述土壤柱相适配的淋溶液收集器，通过所述多通道淋溶器控制淋溶液的流速流量，以此提高实验精度。

优选地，所述架体为可调节高度的钢结构支架，所述架体的底部设有滚轮。

优选地，多层所述面板由上而下依次层叠的第一层面板、第二层面板、第三层面板、第四层面板以及第五层面板，所述多通道淋溶器以及淋溶液设于所述第一层面板上，所述第一层面板上开口以供所述多通道淋溶器的软管穿过，所述第二层面板上设有多个引导孔以供引导所述软管对应穿过所述第二层面板，所述第三层面板上开设有多个定位孔以供插设定位所述土壤柱，穿过所述第二层面板的所述软管连接于所述土壤柱，所述第四层面板上开设有多个卡孔以供分别卡设多个漏斗，所述土壤柱的底部支承于所述漏斗上，所述淋溶液收集器设于所述第五层面板上以供收集经由所述漏斗引流的所述淋溶液。

优选地，所述引导孔、所述定位孔以及所述卡孔一一垂直对应，所述引导孔的孔径大于所述软管的外径且小于所述土壤柱的外径，所述定位孔的孔径大于所述土壤柱的外径，所述卡孔的孔径小于所述漏斗的最大外径且小于所述定位孔孔径。

优选地，多个所述引导孔、多个所述定位孔以及多个所述卡孔分别成排均匀排列，相邻两排所述引导孔、所述定位孔以及所述卡孔相互错开排布。

优选地，所述面板为透明的有机玻璃面板。

优选地，所述土壤柱的端部包裹有土工布以供水泥分离。

由于采用上述技术方案，本实用新型批量土壤淋溶实验装置的有益效果包括以下方面：

1.结构简单、操作方便、节省开支；土壤淋溶柱的各个组件设计安装简便，如实验室已有大量土壤柱，直接设计主体支架与之匹配即可，有很大的自主性及可持续性；

2.可依据实验需求大批量同时进行土壤柱淋溶实验，并且可有效的控制淋溶时间、淋溶速度及淋溶量，提高实验精度，减少误差；多通道蠕动泵的设计是为了将淋溶液统一、均匀地分布到每个土壤柱中，有效控制实验条件；

3.取样方便、准确；淋溶液收集器于整体系统是分离的，实验结束后可在放置收集器的有机玻璃面板层直接取走收集器；如若测定不同深度土壤层中污染物含量，采用分体式土壤柱即可。

附图说明

图1为本实用新型批量土壤淋溶实验装置的整体结构示意图；

图2为对应于图1中第一层面板的平面结构示意图；

图3为对应于图1中第二层面板的平面结构示意图；

图4为对应于图1中第三层面板的平面结构示意图；

图5为对应于图1中第四层面板的平面结构示意图。

其中，1-铆钉钢架主体支架，2-搁置多通道蠕动泵用有的第一层机玻璃面板，3-引导布置多通道蠕动泵软管用的第二层有机玻璃面板，4-土壤柱体，5-布置土壤柱用的第三层有机玻璃面板，6-漏斗，7-布置漏斗用的第四层有机玻璃面板，8-淋溶液收集器，9-搁置淋溶液用的第五层面板，10-万向轮，11-多通道蠕动泵。

具体实施方式

以下结合附图所示实施例对本实用新型进一步加以说明。

结合图1至图5所示，本实用新型首先提供了一种批量土壤淋溶实验装置，其中，如图1所示，本实用新型选择加工组装简便的铆钉钢架作为主体支架1，根据实验需求设计主体支架1的长、宽、高。本实用新型原本设计设为五层，但可依据需求自行增加层数。第一层面板2-用于搁置多通道蠕动泵11(即多通道淋溶器)及淋溶用溶液，并开口安置多通道软管至下一层，此处有机玻璃面板以8mm为宜，可承受泵重；第二层面板3-依据第三层面板5中土壤柱4排布的格局设计软管引导孔；第三层5面板-用于排布土壤柱4，开孔根据实验所需的浓度梯度、平行样数量等设计；第四层面板7-开孔设计与第二层面板3及第三层面板5一致，但孔径需比漏斗6的最大直径小很多，以方便架设漏斗6并承受上方土壤柱4的重量，此有机玻璃面板以8mm为宜；第五层面板9-为淋溶液收集器8搁置用，此为底层，材质选择可固定为铁板。土壤柱4的设计本实用新型采用最为常见的一体式PVC管，但并不局限于单一的土壤柱4，可根据实验需求自行设计不同功能的土壤柱体4，土壤柱4的一端用土工布包裹用于泥水分离，并用漏斗6引流至下一层的淋溶液收集器8中。层与层之间的间距依据实验用土壤深度调整。

较为优选地，所述架体1的底部设有万向轮10，多个所述引导孔30、多个所述定位孔50以及多个所述卡孔70分别成排均匀排列，相邻两排所述引导孔30、所述定位孔50以及所述卡孔70相互错开排布。每层面板选用有机玻璃面板方便上下观察，同时根据实验用土壤柱的数量和尺寸设计有机玻璃面板开孔，有机玻璃面板后期可依据实验需求的不同而重新设计更换。另外，根据实验浓度梯度和平行样的数量而架设一部或多部多通道蠕动泵11，以有效控制淋溶液流速及流量，提高实验精度。

本实用新型在淋溶模拟实验时，由于用多通道蠕动泵11进行多孔统一流速、流量进行更有效的实验条件控制，因此蠕动泵11的另一端软管亦可延伸至淋溶液收集器8中，进行循环往复的淋溶模拟实验。

在具有上述结构特征后，如图1，本实用新型可按以下过程实施：

1.根据自身实验要求设计并制作完成土壤淋溶实验装置。以本实用新型为例，设计为8×3、五层装置，可同时进行24根(本实用新型涉及实验中土壤柱4选用口径50cm的PVC管，裁剪成每根约30cm长度)土壤柱4(以下简称PVC管)淋溶实验；

2.将多通道蠕动泵11与软管连接并设置完毕，并将配置好淋溶用溶液与蠕动泵11一同放置至第一层；

3.裁剪以PVC管为材料的土壤柱4，一端用裁剪好的土工布封口，将封口的一端朝下，然后将筛选好、风干后的均匀土粒称重，分装至PVC管中，并逐一架设至第三层对应圆孔中以固定；

4.将漏斗6架设至第四层对应圆孔中以固定，用于衔接PVC管中的淋溶液至第五层的淋溶液收集器8中，同时用作PVC管的支撑。在第五层上按漏斗6的分布搁置淋溶液收集器8，用于收集淋溶液；

4.设置第一层的多通道蠕动泵11参数，调节至实验所需的流速及时间。将多通道蠕动泵的软管通过第二层引导槽至各个PVC管上方，确保一一对应并准确无误的输送溶液至PVC管中；

5.淋溶结束后，对淋溶液进行下一步实验，同时可取下PVC管，取其中土壤样品进行下一步实验；

6.此为批量式装置，因此，在实验过程中，可以通过多台多通道蠕动泵11同时工作，以考察不同流量对同一土壤柱4组成的影响；同时也在第一层设置多个含有不同物质的水箱，以考察不同物质对同一土壤柱4组成的影响。

本实用新型还包括以下潜在变化：

1.土壤柱材质和设计制作可自行确定，选用PVC管、PP管或不锈钢管制作成一体式或分体式均可，只需依照土壤柱的大小、数量和规模重新设计有机玻璃面板上的孔径大小、孔的排布及调整主体支架中层与层之间的高度即可；

2.主体支架下装有可拆卸万向轮，方便整体移动，同时主体支架可依据实验需求自行添加置物层用于整理收纳实验用品。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种批量土壤淋溶实验装置，其特征在于：包括一架体，所述架体上设有可调节装配的多层面板并通过所述面板设置有土壤淋溶系统以及多通道淋溶器，所述土壤淋溶系统包括供实验用的土壤柱以及与所述土壤柱相适配的淋溶液收集器，通过所述多通道淋溶器控制淋溶液的流速流量。

2.根据权利要求1所述的批量土壤淋溶实验装置，其特征在于：所述架体为可调节高度的钢结构支架，所述架体的底部设有滚轮。

3.根据权利要求1所述的批量土壤淋溶实验装置，其特征在于：多层所述面板由上而下依次层叠第一层面板、第二层面板、第三层面板、第四层面板以及第五层面板，所述多通道淋溶器以及淋溶液设于所述第一层面板上，所述第一层面板上开口以供所述多通道淋溶器的软管穿过，所述第二层面板上设有多个引导孔以供引导所述软管对应穿过所述第二层面板，所述第三层面板上开设有多个定位孔以供插设定位所述土壤柱，穿过所述第二层面板的所述软管连接于所述土壤柱，所述第四层面板上开设有多个卡孔以供分别卡设多个漏斗，所述土壤柱的底部支承于所述漏斗上，所述淋溶液收集器设于所述第五层面板上以供收集经由所述漏斗引流的所述淋溶液。

4.根据权利要求3所述的批量土壤淋溶实验装置，其特征在于：所述引导孔、所述定位孔以及所述卡孔一一垂直对应，所述引导孔的孔径大于所述软管的外径且小于所述土壤柱的外径，所述定位孔的孔径大于所述土壤柱的外径，所述卡孔的孔径小于所述漏斗的最大外径且小于所述定位孔孔径。

5.根据权利要求4所述的批量土壤淋溶实验装置，其特征在于：多个所述引导孔、多个所述定位孔以及多个所述卡孔分别成排均匀排列，相邻两排所述引导孔、所述定位孔以及所述卡孔相互错开排布。

6.根据权利要求5所述的批量土壤淋溶实验装置，其特征在于：所述面板为透明的有机玻璃面板。

7.根据权利要求1所述的批量土壤淋溶实验装置，其特征在于：所述土壤柱的端部包裹有土工布以供水泥分离。