专利名称：土壤中污染物纵向迁移的淋滤装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测试土壤中污染物迁移的实验装置，特别是指一种土壤中污染物纵向迁移的淋滤装置。
背景技术：
土壤是人类赖以生存和发展的物质基础和环境条件。随着工业污染加剧，农业化学品施用量的不断加大，土壤污染日益严重。土壤污染不仅导致农产品的食品安全问题，还可以通过淋滤作用污染地下水，进而通过食物链危及人类的健康和生命。为控制和治理土壤污染，有关污染物迁移、淋溶与转化利用的模拟实验的需求越来越多。室内土柱淋滤模拟实验作为常规实验方法，经过多年的技术研发已经较为成熟，但实验土柱的结构尺寸和精确控水还有待改进。现有的土柱淋滤模拟实验器材可分为横向淋滤、纵向淋滤和双向淋滤三种，对于纵向淋滤设备而言，大多数室内土柱因圆柱结构的轴向尺度不够长(通常小于70cm)而缺乏代表性，无法模拟较深的土壤剖面中污染物的纵向迁移。其次，传统的土柱实验，由于鲜有业者在淋滤器材的注水口部位安装高精度的流量计，导致注水流速和总量控制精度不高。再者，淋滤装置顶部若不设置水分散过滤的结构，会使注水不均勻，而会造成土壤密度、导水率等土体物理性质的破坏。于是，设计者鉴于上述缺点，开发出一种新的土壤中污染物纵向迁移的淋滤装置。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种土壤中污染物纵向迁移的淋滤装置，尤其是一种纵向尺度较长的、可精确控制注水流速和流量的、能够均勻注水的淋滤装置。上述目的通过下述的技术方案所实现本实用新型提供一种土壤中污染物纵向迁移的淋滤装置，其包含一喷头，该喷头顶部具有一进水口，该进水口与一水源相连通；一能盛装实验土柱的中空的淋滤柱，该淋滤柱置放在所述喷头的下方，并与该喷头相对应，且该淋滤柱下方具有一出水口 ；所述淋滤装置的内部还设有至少两个能滤过淋滤液的过滤层。如上所述的淋滤装置，还包括一渗滤液承接容器，置于所述淋滤柱的出水口的下方；该淋滤装置的过滤层包含一位于实验土柱顶端的上过滤层，及一位于实验土柱底端的下过滤层；且所述喷头的进水口与该水源之间连接有一水流量计。如上所述的淋滤装置，该淋滤柱是上下横截面形状相同的具有上敞口的空心柱状结构，淋滤柱的底端为一漏斗形状的缩口，该缩口与所述的出水口相贯通。如上所述的淋滤装置，该上过滤层包括一直接设置于实验土柱上表面的上滤纸层，在上滤纸层上置放有一由多个滤球堆叠成的上滤球层，在喷头内部设有一上滤网层，该上滤网层位于上滤球层上方；该下过滤层包括一下滤网层，该下滤网层卡设在所述淋滤柱的缩口顶部，在下滤网层的上方铺设有一下滤纸层，在下滤纸层上设有一由多个滤球堆叠成的下滤球层，该下滤球层与所述实验土柱的下表面相接触。[0011]如上所述的淋滤装置，所述的上滤纸层和下滤纸层均包括至少一层滤纸，该滤纸的形状与淋滤柱的横截面形状相适应；所述的上滤网层和下滤网层均包括至少一滤网，且每个滤网均具有多个供液体穿过的网孔；所述上滤球层的顶面低于该淋滤柱的上敞口。如上所述的淋滤装置，该上、下滤球层中的每个滤球的直径在0. 4厘米到0. 6厘米之间。如上所述的淋滤装置，该每个滤网的网孔孔径在0. 1厘米到0. 3厘米之间。如上所述的淋滤装置，该水源和水流量计、该水流量计和喷头的进水口均由乳胶材质的导水管相连接，且该淋滤柱的出水口接设有乳胶材质的导水管；且该水流量计为LZB-3WB型微小流量玻璃转子水流量计，其测量范围是0. 6 6毫升每分钟。如上所述的淋滤装置，该淋滤柱的柱体部分为圆柱体结构，淋滤柱柱体的高度是在90厘米到150厘米之间，淋滤柱柱体的横截面内径在5厘米到15厘米之间。如上所述的淋滤装置，该淋滤柱、滤网和滤球均为有机玻璃材质。由以上技术方案所实现的本实用新型，其优点在于，1.该上过滤层的设置，可使注水两次分散，使喷洒均勻、淋滤更精确，且保护了实验土柱的上层土体不被冲蚀；2.该下滤纸层可过滤渗滤液，下滤球层通过隔离土壤与滤纸增强了过滤效果，保证了渗滤液的低杂质性；下滤网层可使渗滤液及时有效地排出，使实验土柱底部不积水，保护了实验土柱下层物理性质；3.该淋滤柱柱长110cm，内径8cm，既减少了污染物水平迁移的影响，也可模拟较深的土壤剖面中污染物的纵向迁移。4.该水流量计的设置，使淋滤装置可精确控制注水的流速和流量，对实验精度有进一步提升。

图1 本实用新型的结构示意图。图2 本实用新型的实验架示意图。图3 本实用新型的下过滤层局部结构示意图。主要元件标号说明1喷头11进水口[0027]2淋滤柱21上过滤层[0028]211上滤网层212滤球层[0029]213滤纸层22下过滤层[0030]221下滤网层222下滤球层[0031]223下滤纸层23实验土柱[0032]24缩口25出水口[0033]3水流量计4渗滤液承接容器[0034]5贮水罐B滤球[0035]6实验架61木板[0036]62安装孔63角铁框架具体实施方式
为令本实用新型的技术手段、发明目的及达成功效有更完整及清楚的揭露，兹于下详细说明，并请一并参阅附图及元件标号。请首先参阅图1，为本实用新型一种土壤中污染物纵向迁移的淋滤装置，其包含一喷头1，该喷头1顶部具有一进水口 11，该进水口 11与一水源相连通，本实施例中，该水源为一贮水罐5，所述喷头1的进水口 11与该贮水罐5之间连接有一水流量计3 ；一能盛装实验土柱23的中空的淋滤柱2，该淋滤柱2是上下横截面形状相同的具有上敞口的空心柱状结构；该淋滤柱2置放在所述喷头1的下方，与该喷头1相对应，该淋滤柱2下方具有一出水口 25，淋滤柱2的底端为一漏斗形状的缩口 24，该缩口对与所述的出水口 25相贯通；一渗滤液承接容器4，置于所述淋滤柱2的出水口 25的下方；所述淋滤装置的内部还设有至少两个能滤过淋滤液的过滤层。本实施例中，淋滤装置的内部设有两个该过滤层。其中一过滤层为位于实验土柱顶端的上过滤层21，另一过滤层为位于实验土柱底端的下过滤层22 ；该上过滤层21包括一直接设置于实验土柱23上表面的上滤纸层213，在上滤纸层213上置放有一由多个滤球B堆叠成的上滤球层212，在喷头1内部设有一上滤网层211，该上滤网层211位于上滤球层212上方；请一并参阅图3所示，该下过滤层22包括一下滤网层221，该下滤网层221卡设在所述淋滤柱2的缩口 M顶部，在下滤网层221的上方铺设有一下滤纸层223，在下滤纸层223上设有一由多个滤球B堆叠成的下滤球层222，该下滤球层222与所述实验土柱23的下表面相接触。所述的上滤纸层213和下滤纸层223均包括至少一层滤纸，本实施例中，该上滤纸层213和下滤纸层223均仅具有一层滤纸，该滤纸的形状与淋滤柱2的横截面形状相适应，且该滤纸是快速定性滤纸；所述的上滤网层211和下滤网层221均包括至少一滤网，本实施例中，该上滤网层211和下滤网层221均仅具有一层滤网，且每个滤网均具有多个供液体穿过的网孔，该网孔的孔径在1毫米到3毫米之间；本实施例中，该每个滤网具有30-40个网孔，孔径为1. 5毫米。所述上滤球层212的顶面低于该淋滤柱2的上敞口 ；该上、下滤球层212、222中的每个滤球B的直径在0. 4厘米到0. 6厘米之间，本实施例中所采用的滤球B直径均为0. 5厘米。上述的贮水罐5和水流量计3、水流量计3和喷头1的进水口 11均由乳胶材质的导水管相连接，且该淋滤柱2的出水口 25接设有乳胶材质的导水管；且该水流量计3为LZB-3WB型微小流量玻璃转子水流量计，其测量范围是0. 6 6毫升每分钟，精度等级为2. 5，可精确控制流速和流量。上述的淋滤柱2柱体的高度是在90厘米到150厘米之间，淋滤柱2柱体的横截面内径在5厘米到15厘米之间，本实施例中，淋滤柱2柱体高度110厘米，横截面内径8厘米。上述的淋滤柱2、每个滤网和每个滤球B均为有机玻璃材质。[0051]本使用新型通过下述的步骤组装和应用在淋滤柱2内的下滤网层221上铺设下滤纸层223，在下滤纸层223上铺设若干滤球B，使下滤球层222具有一定的高度，之后按需要装入土壤形成实验土柱23，本实施例实验土柱23的深度为100厘米；再在淋滤柱2的实验土柱23表层3厘米土壤添加人工污染物；后在实验土柱23顶面铺垫该上滤纸层213和上滤球层212，该上滤球层212的滤球堆叠成在淋滤柱2内具有一定的高度。请一并参阅图2所示，为本实用新型的实验架示意图。本实用新型架设在一安装架6上，安装架6具有一个角铁框架63和三层木板61，其中下面两层木板开有若干组安装孔62，在安装时，首先拆下顶层的木板61，将若干本实用新型的淋滤装置对应置入每一组安装孔62中，其中最下层木板61上的每一个安装孔62可以恰好将该每个淋滤装置的淋滤柱2缩口 M卡住，以达支撑定位效果，再分别在每个淋滤装置的淋滤柱2出水口 25的对应正下方放置一个渗滤液承接容器4;之后盖上顶层的木板61，将装入足量实验所需溶液的贮水罐5置放在顶层的木板61上，再将贮水罐5、流量计3和喷头1的进水口 11通过乳胶管连通，设定流量计3的流速为3毫升/分钟，在25°C条件下进行污染物在土壤中的淋滤迁移实验。当淋滤液体流经流量计，以一定的流速从喷头留下时，首先经过上滤网层分流，再淋洒到上滤球层上，经过上滤球层的再次分流流至上滤纸层，再流入实验土柱；当淋滤液体通过实验土柱后，会经过下滤纸层的过滤，汇入渗滤液承接容器，而该下滤球层具有一定高度，可以保证实验土柱的土壤不与下滤纸层直接接触，保证了下滤纸层的过滤效果，同时该下滤网层的多个网孔可使渗滤液及时有效地排出。每隔一定时间取渗滤液承接容器中的渗滤液进行检测，同时更换渗滤液承接容器。淋滤结束后，砸碎玻璃柱并分层采集土壤样品，室温风干后过100目筛，然后进行分析检测，通过数据分析和与原土壤中污染物含量的对比，查明污染物在土壤中的淋滤迁移规律。以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式
，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。
权利要求1.一种土壤中污染物纵向迁移的淋滤装置，其包含一喷头，该喷头顶部具有一进水口，该进水口与一水源相连通；一能盛装实验土柱的中空的淋滤柱，该淋滤柱置放在所述喷头的下方，并与该喷头相对应，且该淋滤柱下方具有一出水口 ；其特征在于，所述淋滤装置的内部还设有至少两个能滤过淋滤液的过滤层。
2.根据权利要求1所述的淋滤装置，其特征在于所述淋滤装置包括一渗滤液承接容器，置于所述淋滤柱的出水口的下方；所述淋滤装置的过滤层包含一位于实验土柱顶端的上过滤层，及一位于实验土柱底端的下过滤层；且所述喷头的进水口与该水源之间连接有一水流量计。
3.根据权利要求1或2所述的淋滤装置，其特征在于，所述的淋滤柱是上下横截面形状相同的具有上敞口的空心柱状结构，淋滤柱的底端为一漏斗形状的缩口，该缩口与所述的出水口相贯通。
4.根据权利要求3所述的淋滤装置，其特征在于该上过滤层包括一直接设置于实验土柱上表面的上滤纸层，在上滤纸层上置放有一由多个滤球堆叠成的上滤球层，在喷头内部设有一上滤网层，该上滤网层位于上滤球层上方；该下过滤层包括一下滤网层，该下滤网层卡设在所述淋滤柱的缩口顶部，在下滤网层的上方铺设有一下滤纸层，在下滤纸层上设有一由多个滤球堆叠成的下滤球层，该下滤球层与所述实验土柱的下表面相接触。
5.根据权利要求4所述的淋滤装置，其特征在于所述的上滤纸层和下滤纸层均包括至少一层滤纸，该滤纸的形状与淋滤柱的横截面形状相适应；所述的上滤网层和下滤网层均包括至少一滤网，且每个滤网均具有多个供液体穿过的网孔；所述上滤球层的顶面低于该淋滤柱的上敞口。
6.根据权利要求4所述的淋滤装置，其特征在于，该上、下滤球层中的每个滤球的直径在0.4厘米到0.6厘米之间。
7.根据权利要求5所述的淋滤装置，其特征在于，该每个滤网的网孔孔径在0.1厘米到0.3厘米之间。
8.根据权利要求2所述的淋滤装置，其特征在于，该水源和水流量计、该水流量计和喷头的进水口均由乳胶材质的导水管相连接，且该淋滤柱的出水口接设有乳胶材质的导水管；且该水流量计为UB-3WB型微小流量玻璃转子水流量计，其测量范围是0. 6 6毫升每分钟。
9.根据权利要求3所述的淋滤装置，其特征在于，该淋滤柱的柱体部分为圆柱体结构，淋滤柱柱体的高度是在90厘米到150厘米之间，淋滤柱柱体的横截面内径在5厘米到15厘米之间。
10.根据权利要求5所述的淋滤装置，其特征在于，该淋滤柱、滤网和滤球均为有机玻璃材质。
专利摘要本实用新型有关一种土壤中污染物纵向迁移的淋滤装置，该淋滤装置包含一喷头、一水流量计、一盛装实验土柱的淋滤柱及一渗滤液承接容器；在淋滤柱中，还包含至少两个能滤过淋滤液的过滤层，该实验土柱的上下两端分别具有一过滤层结构，且每个过滤层均具有一滤网层、一滤球层和一滤纸层；另外该淋滤柱柱体的高度是在90厘米到150厘米之间，柱体的横截面内径在5厘米到15厘米之间。本实用新型借由淋滤柱的轴向大尺寸，能够模拟较深的土壤剖面中污染物的纵向迁移；借由水流量计的设置，能精确控制注水的流速和流量；借由上过滤层的设置，可使注水喷洒均匀；借由下过滤层的设置，可保证过滤效果并可使渗滤液及时有效排出。
文档编号G01N33/24GK202339340SQ201120494880
公开日2012年7月18日 申请日期2011年12月2日 优先权日2011年12月2日
发明者张枝焕, 朱雷, 贺光秀 申请人:中国石油大学(北京)