專利名稱：土壤中污染物縱向遷移的淋濾裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種測(cè)試土壤中污染物遷移的實(shí)驗(yàn)裝置，特別是指一種土壤中污染物縱向遷移的淋濾裝置。
背景技術(shù)：
土壤是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)和環(huán)境條件。隨著工業(yè)污染加劇，農(nóng)業(yè)化學(xué)品施用量的不斷加大，土壤污染日益嚴(yán)重。土壤污染不僅導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品的食品安全問題，還可以通過淋濾作用污染地下水，進(jìn)而通過食物鏈危及人類的健康和生命。為控制和治理土壤污染，有關(guān)污染物遷移、淋溶與轉(zhuǎn)化利用的模擬實(shí)驗(yàn)的需求越來越多。室內(nèi)土柱淋濾模擬實(shí)驗(yàn)作為常規(guī)實(shí)驗(yàn)方法，經(jīng)過多年的技術(shù)研發(fā)已經(jīng)較為成熟，但實(shí)驗(yàn)土柱的結(jié)構(gòu)尺寸和精確控水還有待改進(jìn)?，F(xiàn)有的土柱淋濾模擬實(shí)驗(yàn)器材可分為橫向淋濾、縱向淋濾和雙向淋濾三種，對(duì)于縱向淋濾設(shè)備而言，大多數(shù)室內(nèi)土柱因圓柱結(jié)構(gòu)的軸向尺度不夠長(通常小于70cm)而缺乏代表性，無法模擬較深的土壤剖面中污染物的縱向遷移。其次，傳統(tǒng)的土柱實(shí)驗(yàn)，由于鮮有業(yè)者在淋濾器材的注水口部位安裝高精度的流量計(jì)，導(dǎo)致注水流速和總量控制精度不高。再者，淋濾裝置頂部若不設(shè)置水分散過濾的結(jié)構(gòu)，會(huì)使注水不均勻，而會(huì)造成土壤密度、導(dǎo)水率等土體物理性質(zhì)的破壞。于是，設(shè)計(jì)者鑒于上述缺點(diǎn)，開發(fā)出一種新的土壤中污染物縱向遷移的淋濾裝置。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種土壤中污染物縱向遷移的淋濾裝置，尤其是一種縱向尺度較長的、可精確控制注水流速和流量的、能夠均勻注水的淋濾裝置。上述目的通過下述的技術(shù)方案所實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型提供一種土壤中污染物縱向遷移的淋濾裝置，其包含一噴頭，該噴頭頂部具有一進(jìn)水口，該進(jìn)水口與一水源相連通；一能盛裝實(shí)驗(yàn)土柱的中空的淋濾柱，該淋濾柱置放在所述噴頭的下方，并與該噴頭相對(duì)應(yīng)，且該淋濾柱下方具有一出水口 ；所述淋濾裝置的內(nèi)部還設(shè)有至少兩個(gè)能濾過淋濾液的過濾層。如上所述的淋濾裝置，還包括一滲濾液承接容器，置于所述淋濾柱的出水口的下方；該淋濾裝置的過濾層包含一位于實(shí)驗(yàn)土柱頂端的上過濾層，及一位于實(shí)驗(yàn)土柱底端的下過濾層；且所述噴頭的進(jìn)水口與該水源之間連接有一水流量計(jì)。如上所述的淋濾裝置，該淋濾柱是上下橫截面形狀相同的具有上敞口的空心柱狀結(jié)構(gòu)，淋濾柱的底端為一漏斗形狀的縮口，該縮口與所述的出水口相貫通。如上所述的淋濾裝置，該上過濾層包括一直接設(shè)置于實(shí)驗(yàn)土柱上表面的上濾紙層，在上濾紙層上置放有一由多個(gè)濾球堆疊成的上濾球?qū)?，在噴頭內(nèi)部設(shè)有一上濾網(wǎng)層，該上濾網(wǎng)層位于上濾球?qū)由戏?；該下過濾層包括一下濾網(wǎng)層，該下濾網(wǎng)層卡設(shè)在所述淋濾柱的縮口頂部，在下濾網(wǎng)層的上方鋪設(shè)有一下濾紙層，在下濾紙層上設(shè)有一由多個(gè)濾球堆疊成的下濾球?qū)?，該下濾球?qū)优c所述實(shí)驗(yàn)土柱的下表面相接觸。[0011]如上所述的淋濾裝置，所述的上濾紙層和下濾紙層均包括至少一層濾紙，該濾紙的形狀與淋濾柱的橫截面形狀相適應(yīng)；所述的上濾網(wǎng)層和下濾網(wǎng)層均包括至少一濾網(wǎng)，且每個(gè)濾網(wǎng)均具有多個(gè)供液體穿過的網(wǎng)孔；所述上濾球?qū)拥捻斆娴陀谠摿転V柱的上敞口。如上所述的淋濾裝置，該上、下濾球?qū)又械拿總€(gè)濾球的直徑在0. 4厘米到0. 6厘米之間。如上所述的淋濾裝置，該每個(gè)濾網(wǎng)的網(wǎng)孔孔徑在0. 1厘米到0. 3厘米之間。如上所述的淋濾裝置，該水源和水流量計(jì)、該水流量計(jì)和噴頭的進(jìn)水口均由乳膠材質(zhì)的導(dǎo)水管相連接，且該淋濾柱的出水口接設(shè)有乳膠材質(zhì)的導(dǎo)水管；且該水流量計(jì)為LZB-3WB型微小流量玻璃轉(zhuǎn)子水流量計(jì)，其測(cè)量范圍是0. 6 6毫升每分鐘。如上所述的淋濾裝置，該淋濾柱的柱體部分為圓柱體結(jié)構(gòu)，淋濾柱柱體的高度是在90厘米到150厘米之間，淋濾柱柱體的橫截面內(nèi)徑在5厘米到15厘米之間。如上所述的淋濾裝置，該淋濾柱、濾網(wǎng)和濾球均為有機(jī)玻璃材質(zhì)。由以上技術(shù)方案所實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型，其優(yōu)點(diǎn)在于，1.該上過濾層的設(shè)置，可使注水兩次分散，使噴灑均勻、淋濾更精確，且保護(hù)了實(shí)驗(yàn)土柱的上層土體不被沖蝕；2.該下濾紙層可過濾滲濾液，下濾球?qū)油ㄟ^隔離土壤與濾紙?jiān)鰪?qiáng)了過濾效果，保證了滲濾液的低雜質(zhì)性；下濾網(wǎng)層可使?jié)B濾液及時(shí)有效地排出，使實(shí)驗(yàn)土柱底部不積水，保護(hù)了實(shí)驗(yàn)土柱下層物理性質(zhì)；3.該淋濾柱柱長110cm，內(nèi)徑8cm，既減少了污染物水平遷移的影響，也可模擬較深的土壤剖面中污染物的縱向遷移。4.該水流量計(jì)的設(shè)置，使淋濾裝置可精確控制注水的流速和流量，對(duì)實(shí)驗(yàn)精度有進(jìn)一步提升。

圖1 本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2 本實(shí)用新型的實(shí)驗(yàn)架示意圖。圖3 本實(shí)用新型的下過濾層局部結(jié)構(gòu)示意圖。主要元件標(biāo)號(hào)說明1噴頭11進(jìn)水口[0027]2淋濾柱21上過濾層[0028]211上濾網(wǎng)層212濾球?qū)覽0029]213濾紙層22下過濾層[0030]221下濾網(wǎng)層222下濾球?qū)覽0031]223下濾紙層23實(shí)驗(yàn)土柱[0032]24縮口25出水口[0033]3水流量計(jì)4滲濾液承接容器[0034]5貯水罐B濾球[0035]6實(shí)驗(yàn)架61木板[0036]62安裝孔63角鐵框架具體實(shí)施方式
為令本實(shí)用新型的技術(shù)手段、發(fā)明目的及達(dá)成功效有更完整及清楚的揭露，茲于下詳細(xì)說明，并請(qǐng)一并參閱附圖及元件標(biāo)號(hào)。請(qǐng)首先參閱圖1，為本實(shí)用新型一種土壤中污染物縱向遷移的淋濾裝置，其包含一噴頭1，該噴頭1頂部具有一進(jìn)水口 11，該進(jìn)水口 11與一水源相連通，本實(shí)施例中，該水源為一貯水罐5，所述噴頭1的進(jìn)水口 11與該貯水罐5之間連接有一水流量計(jì)3 ；一能盛裝實(shí)驗(yàn)土柱23的中空的淋濾柱2，該淋濾柱2是上下橫截面形狀相同的具有上敞口的空心柱狀結(jié)構(gòu)；該淋濾柱2置放在所述噴頭1的下方，與該噴頭1相對(duì)應(yīng)，該淋濾柱2下方具有一出水口 25，淋濾柱2的底端為一漏斗形狀的縮口 24，該縮口對(duì)與所述的出水口 25相貫通；一滲濾液承接容器4，置于所述淋濾柱2的出水口 25的下方；所述淋濾裝置的內(nèi)部還設(shè)有至少兩個(gè)能濾過淋濾液的過濾層。本實(shí)施例中，淋濾裝置的內(nèi)部設(shè)有兩個(gè)該過濾層。其中一過濾層為位于實(shí)驗(yàn)土柱頂端的上過濾層21，另一過濾層為位于實(shí)驗(yàn)土柱底端的下過濾層22 ；該上過濾層21包括一直接設(shè)置于實(shí)驗(yàn)土柱23上表面的上濾紙層213，在上濾紙層213上置放有一由多個(gè)濾球B堆疊成的上濾球?qū)?12，在噴頭1內(nèi)部設(shè)有一上濾網(wǎng)層211，該上濾網(wǎng)層211位于上濾球?qū)?12上方；請(qǐng)一并參閱圖3所示，該下過濾層22包括一下濾網(wǎng)層221，該下濾網(wǎng)層221卡設(shè)在所述淋濾柱2的縮口 M頂部，在下濾網(wǎng)層221的上方鋪設(shè)有一下濾紙層223，在下濾紙層223上設(shè)有一由多個(gè)濾球B堆疊成的下濾球?qū)?22，該下濾球?qū)?22與所述實(shí)驗(yàn)土柱23的下表面相接觸。所述的上濾紙層213和下濾紙層223均包括至少一層濾紙，本實(shí)施例中，該上濾紙層213和下濾紙層223均僅具有一層濾紙，該濾紙的形狀與淋濾柱2的橫截面形狀相適應(yīng)，且該濾紙是快速定性濾紙；所述的上濾網(wǎng)層211和下濾網(wǎng)層221均包括至少一濾網(wǎng)，本實(shí)施例中，該上濾網(wǎng)層211和下濾網(wǎng)層221均僅具有一層濾網(wǎng)，且每個(gè)濾網(wǎng)均具有多個(gè)供液體穿過的網(wǎng)孔，該網(wǎng)孔的孔徑在1毫米到3毫米之間；本實(shí)施例中，該每個(gè)濾網(wǎng)具有30-40個(gè)網(wǎng)孔，孔徑為1. 5毫米。所述上濾球?qū)?12的頂面低于該淋濾柱2的上敞口 ；該上、下濾球?qū)?12、222中的每個(gè)濾球B的直徑在0. 4厘米到0. 6厘米之間，本實(shí)施例中所采用的濾球B直徑均為0. 5厘米。上述的貯水罐5和水流量計(jì)3、水流量計(jì)3和噴頭1的進(jìn)水口 11均由乳膠材質(zhì)的導(dǎo)水管相連接，且該淋濾柱2的出水口 25接設(shè)有乳膠材質(zhì)的導(dǎo)水管；且該水流量計(jì)3為LZB-3WB型微小流量玻璃轉(zhuǎn)子水流量計(jì)，其測(cè)量范圍是0. 6 6毫升每分鐘，精度等級(jí)為2. 5，可精確控制流速和流量。上述的淋濾柱2柱體的高度是在90厘米到150厘米之間，淋濾柱2柱體的橫截面內(nèi)徑在5厘米到15厘米之間，本實(shí)施例中，淋濾柱2柱體高度110厘米，橫截面內(nèi)徑8厘米。上述的淋濾柱2、每個(gè)濾網(wǎng)和每個(gè)濾球B均為有機(jī)玻璃材質(zhì)。[0051]本使用新型通過下述的步驟組裝和應(yīng)用在淋濾柱2內(nèi)的下濾網(wǎng)層221上鋪設(shè)下濾紙層223，在下濾紙層223上鋪設(shè)若干濾球B，使下濾球?qū)?22具有一定的高度，之后按需要裝入土壤形成實(shí)驗(yàn)土柱23，本實(shí)施例實(shí)驗(yàn)土柱23的深度為100厘米；再在淋濾柱2的實(shí)驗(yàn)土柱23表層3厘米土壤添加人工污染物；后在實(shí)驗(yàn)土柱23頂面鋪墊該上濾紙層213和上濾球?qū)?12，該上濾球?qū)?12的濾球堆疊成在淋濾柱2內(nèi)具有一定的高度。請(qǐng)一并參閱圖2所示，為本實(shí)用新型的實(shí)驗(yàn)架示意圖。本實(shí)用新型架設(shè)在一安裝架6上，安裝架6具有一個(gè)角鐵框架63和三層木板61，其中下面兩層木板開有若干組安裝孔62，在安裝時(shí)，首先拆下頂層的木板61，將若干本實(shí)用新型的淋濾裝置對(duì)應(yīng)置入每一組安裝孔62中，其中最下層木板61上的每一個(gè)安裝孔62可以恰好將該每個(gè)淋濾裝置的淋濾柱2縮口 M卡住，以達(dá)支撐定位效果，再分別在每個(gè)淋濾裝置的淋濾柱2出水口 25的對(duì)應(yīng)正下方放置一個(gè)滲濾液承接容器4;之后蓋上頂層的木板61，將裝入足量實(shí)驗(yàn)所需溶液的貯水罐5置放在頂層的木板61上，再將貯水罐5、流量計(jì)3和噴頭1的進(jìn)水口 11通過乳膠管連通，設(shè)定流量計(jì)3的流速為3毫升/分鐘，在25°C條件下進(jìn)行污染物在土壤中的淋濾遷移實(shí)驗(yàn)。當(dāng)淋濾液體流經(jīng)流量計(jì)，以一定的流速從噴頭留下時(shí)，首先經(jīng)過上濾網(wǎng)層分流，再淋灑到上濾球?qū)由希?jīng)過上濾球?qū)拥脑俅畏至髁髦辽蠟V紙層，再流入實(shí)驗(yàn)土柱；當(dāng)淋濾液體通過實(shí)驗(yàn)土柱后，會(huì)經(jīng)過下濾紙層的過濾，匯入滲濾液承接容器，而該下濾球?qū)泳哂幸欢ǜ叨?，可以保證實(shí)驗(yàn)土柱的土壤不與下濾紙層直接接觸，保證了下濾紙層的過濾效果，同時(shí)該下濾網(wǎng)層的多個(gè)網(wǎng)孔可使?jié)B濾液及時(shí)有效地排出。每隔一定時(shí)間取滲濾液承接容器中的滲濾液進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)更換滲濾液承接容器。淋濾結(jié)束后，砸碎玻璃柱并分層采集土壤樣品，室溫風(fēng)干后過100目篩，然后進(jìn)行分析檢測(cè)，通過數(shù)據(jù)分析和與原土壤中污染物含量的對(duì)比，查明污染物在土壤中的淋濾遷移規(guī)律。以上所述僅為本實(shí)用新型示意性的具體實(shí)施方式
，并非用以限定本實(shí)用新型的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求1.一種土壤中污染物縱向遷移的淋濾裝置，其包含一噴頭，該噴頭頂部具有一進(jìn)水口，該進(jìn)水口與一水源相連通；一能盛裝實(shí)驗(yàn)土柱的中空的淋濾柱，該淋濾柱置放在所述噴頭的下方，并與該噴頭相對(duì)應(yīng)，且該淋濾柱下方具有一出水口 ；其特征在于，所述淋濾裝置的內(nèi)部還設(shè)有至少兩個(gè)能濾過淋濾液的過濾層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淋濾裝置，其特征在于所述淋濾裝置包括一滲濾液承接容器，置于所述淋濾柱的出水口的下方；所述淋濾裝置的過濾層包含一位于實(shí)驗(yàn)土柱頂端的上過濾層，及一位于實(shí)驗(yàn)土柱底端的下過濾層；且所述噴頭的進(jìn)水口與該水源之間連接有一水流量計(jì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的淋濾裝置，其特征在于，所述的淋濾柱是上下橫截面形狀相同的具有上敞口的空心柱狀結(jié)構(gòu)，淋濾柱的底端為一漏斗形狀的縮口，該縮口與所述的出水口相貫通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的淋濾裝置，其特征在于該上過濾層包括一直接設(shè)置于實(shí)驗(yàn)土柱上表面的上濾紙層，在上濾紙層上置放有一由多個(gè)濾球堆疊成的上濾球?qū)?，在噴頭內(nèi)部設(shè)有一上濾網(wǎng)層，該上濾網(wǎng)層位于上濾球?qū)由戏?；該下過濾層包括一下濾網(wǎng)層，該下濾網(wǎng)層卡設(shè)在所述淋濾柱的縮口頂部，在下濾網(wǎng)層的上方鋪設(shè)有一下濾紙層，在下濾紙層上設(shè)有一由多個(gè)濾球堆疊成的下濾球?qū)樱撓聻V球?qū)优c所述實(shí)驗(yàn)土柱的下表面相接觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的淋濾裝置，其特征在于所述的上濾紙層和下濾紙層均包括至少一層濾紙，該濾紙的形狀與淋濾柱的橫截面形狀相適應(yīng)；所述的上濾網(wǎng)層和下濾網(wǎng)層均包括至少一濾網(wǎng)，且每個(gè)濾網(wǎng)均具有多個(gè)供液體穿過的網(wǎng)孔；所述上濾球?qū)拥捻斆娴陀谠摿転V柱的上敞口。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的淋濾裝置，其特征在于，該上、下濾球?qū)又械拿總€(gè)濾球的直徑在0.4厘米到0.6厘米之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的淋濾裝置，其特征在于，該每個(gè)濾網(wǎng)的網(wǎng)孔孔徑在0.1厘米到0.3厘米之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的淋濾裝置，其特征在于，該水源和水流量計(jì)、該水流量計(jì)和噴頭的進(jìn)水口均由乳膠材質(zhì)的導(dǎo)水管相連接，且該淋濾柱的出水口接設(shè)有乳膠材質(zhì)的導(dǎo)水管；且該水流量計(jì)為UB-3WB型微小流量玻璃轉(zhuǎn)子水流量計(jì)，其測(cè)量范圍是0. 6 6毫升每分鐘。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的淋濾裝置，其特征在于，該淋濾柱的柱體部分為圓柱體結(jié)構(gòu)，淋濾柱柱體的高度是在90厘米到150厘米之間，淋濾柱柱體的橫截面內(nèi)徑在5厘米到15厘米之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的淋濾裝置，其特征在于，該淋濾柱、濾網(wǎng)和濾球均為有機(jī)玻璃材質(zhì)。
專利摘要本實(shí)用新型有關(guān)一種土壤中污染物縱向遷移的淋濾裝置，該淋濾裝置包含一噴頭、一水流量計(jì)、一盛裝實(shí)驗(yàn)土柱的淋濾柱及一滲濾液承接容器；在淋濾柱中，還包含至少兩個(gè)能濾過淋濾液的過濾層，該實(shí)驗(yàn)土柱的上下兩端分別具有一過濾層結(jié)構(gòu)，且每個(gè)過濾層均具有一濾網(wǎng)層、一濾球?qū)雍鸵粸V紙層；另外該淋濾柱柱體的高度是在90厘米到150厘米之間，柱體的橫截面內(nèi)徑在5厘米到15厘米之間。本實(shí)用新型借由淋濾柱的軸向大尺寸，能夠模擬較深的土壤剖面中污染物的縱向遷移；借由水流量計(jì)的設(shè)置，能精確控制注水的流速和流量；借由上過濾層的設(shè)置，可使注水噴灑均勻；借由下過濾層的設(shè)置，可保證過濾效果并可使?jié)B濾液及時(shí)有效排出。
文檔編號(hào)G01N33/24GK202339340SQ201120494880
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2011年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月2日
發(fā)明者張枝煥, 朱雷, 賀光秀 申請(qǐng)人:中國石油大學(xué)(北京)