本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種模擬污染物污染土壤的污染暈分層觀測裝置及方法，其裝置包括土樣箱和投放污染物的投料裝置，投料裝置位于投料箱上方，土樣箱由多個上下疊放的土層腔（1）拼接而成，土層腔（1）的側(cè)板上設(shè)有刻度尺（5）；其觀測方法包括以下步驟：S1，取土；S2，通過投料裝置向土樣箱內(nèi)投放污染物；S3，將土樣箱分離成獨立的土層腔；S4，用刻度尺將每個土層腔內(nèi)土壤表層的污染物范圍投影到二維坐標(biāo)系上；S5，根據(jù)每個土層腔內(nèi)土壤表層的高度位置將每個土層腔內(nèi)土壤表層的二維投影圖投影到三維坐標(biāo)系中，并連接形成三維污染暈。利用本發(fā)明專利技術(shù)的觀測裝置及方法可以在最小程度影響土壤結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，方便、直接、準(zhǔn)確的觀測污染暈。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及土壤污染觀察領(lǐng)域，更具體地說，涉及。
技術(shù)介紹
隨著城市化進(jìn)程的加快和工業(yè)的不斷發(fā)展，人為因素對包氣帶土壤造成的各種污染也不斷加劇。工廠排出的重金屬、放射性物質(zhì)、垃圾填埋場的滲出液以及石油烴類的泄漏時刻威脅著包氣帶土壤。包氣帶土壤是人類生存的必要資源，同時也是污染物向地下水運(yùn)移的通道，包氣帶污染被稱作“看不見的污染”。當(dāng)前，我國土壤污染日趨嚴(yán)重，包氣帶土壤受到不同程度的污染，對生態(tài)環(huán)境、食品安全和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。土壤污染造成有害物質(zhì)在農(nóng)作物中積累，并通過食物鏈進(jìn)入人體，引發(fā)各種疾病，最終危害人體健康。包氣帶土壤污染具有不可逆性，因此污染應(yīng)該以防為主，但是由于人類對包氣帶的了解不夠，包氣帶污染的防治較為困難。近年來，國內(nèi)外專家對包氣帶土壤的污染進(jìn)行了廣泛研究，但是由于包氣帶在地下，不方便觀測，直接研究污染物運(yùn)移規(guī)律很困難。雖然可以通過一些數(shù)值模擬軟件對污染物污染包氣帶過程中的污染暈進(jìn)行模擬，但是誤差較大無法深入研究污染物運(yùn)移機(jī)理。在研究污染物運(yùn)移中，物理模擬是一種有效的研究手段。如何研究出方便觀測，符合野外實際地質(zhì)情況的物理模擬裝置和方法對包氣帶土壤保護(hù)和修復(fù)都具有重大的意義。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題在于，提供。本專利技術(shù)解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種模擬污染物污染土壤的污染暈分層觀測裝置，包括土樣箱和投放污染物的投料裝置，所述投料裝置位于所述投料箱上方，所述土樣箱由多個上下疊放的土層腔拼接而成，所述土層腔的側(cè)板上設(shè)有刻度尺，位于最下端的土層腔的底部設(shè)有底板，所述頂層和中間層的土層腔的底部設(shè)有隔離網(wǎng)。在本專利技術(shù)所述的模擬污染物污染土壤的污染暈分層觀測裝置中，所述土層腔的前端和上端有開口，所述土層腔的側(cè)板在前端開口處設(shè)有豎刃條、所述底板和所述隔離網(wǎng)在前端開口處設(shè)有橫刃條。在本專利技術(shù)所述的模擬污染物污染土壤的污染暈分層觀測裝置中，所述觀測裝置還包括切割板，所述豎刃條上設(shè)有滑槽，所述切割板插入所述滑槽內(nèi)。在本專利技術(shù)所述的模擬污染物污染土壤的污染暈分層觀測裝置中，所述觀測裝置還包括把手和連接板，所述土層腔與所述前端開口相對的側(cè)板為后壁板，所述連接板固定在所述后壁板上，所述把手固定在所述連接板上。在本專利技術(shù)所述的模擬污染物污染土壤的污染暈分層觀測裝置中，所述土樣箱的底部設(shè)有取土鏟。在本專利技術(shù)所述的模擬污染物污染土壤的污染暈分層觀測裝置中，所述土層腔的側(cè)板的上下兩端設(shè)有連接條，所述連接條上設(shè)有凹槽，所述凹槽內(nèi)設(shè)有密封條。在本專利技術(shù)所述的模擬污染物污染土壤的污染暈分層觀測裝置中，相鄰的兩個土層腔通過緊固件可拆卸連接，所述緊固件安裝在所述連接條上。在本專利技術(shù)所述的模擬污染物污染土壤的污染暈分層觀測裝置中，所述投料裝置包括馬氏瓶、蓋板和玻璃管，所述蓋板覆蓋在所述土樣箱上方，所述玻璃管的一端插入所述馬氏瓶內(nèi)，另一端插入所述蓋板內(nèi)，所述玻璃管上設(shè)有閥門。在本專利技術(shù)所述的模擬污染物污染土壤的污染暈分層觀測裝置中，所述玻璃管內(nèi)設(shè)有石英砂。本專利技術(shù)還提供了一種模擬污染物污染土壤的污染暈分層觀測方法，包括以下步驟SI，取土，使土樣箱的每個土層腔內(nèi)都填充滿土壤；S2，通過投料裝置向土樣箱內(nèi)投放污染物；S3，污染物擴(kuò)散一段時間后，將土樣箱分離成獨立的土層腔；S4，觀察每個土層腔內(nèi)土壤表層的污染物，并用刻度尺將每個土層腔內(nèi)土壤表層的污染物范圍投影到二維坐標(biāo)系上，并記錄每個土層腔內(nèi)土壤表層的高度位置；S5，根據(jù)每個土層腔內(nèi)土壤表層的高度位置將每個土層腔內(nèi)土壤表層的二維投影圖投影到三維坐標(biāo)系中，并連接形成三維污染暈。實施本專利技術(shù)的模擬污染物污染土壤的污染暈分層觀測裝置及方法，具有以下有益效果(I)、通過投料裝置向土樣箱的頂層中的土壤投入污染物后，污染物可以透過隔離網(wǎng)進(jìn)入下層的土層腔中的土壤內(nèi)。污染物投放一段時間后，將土層腔分離，可以清楚的觀察每個土層腔內(nèi)的土壤表層的污染物，并用刻度尺將每個土層腔內(nèi)土壤表層的污染物范圍投影到二維坐標(biāo)系上，并記錄每個土層腔內(nèi)土壤表層的高度位置，結(jié)合多層土層腔的污染物范圍和所在的高度，可以得到三維污染暈。利用本專利技術(shù)的觀測裝置可以在最小程度影響土壤結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，準(zhǔn)確的模擬污染物污染包氣帶土壤的污染暈。利用本專利技術(shù)的方法可以在最小程度影響土壤結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，方便、直接、準(zhǔn)確的觀測污染暈。(2)、通過本專利技術(shù)的方法得到某一時間的污染暈三維空間圖后，可以再將土層腔組合起來，重復(fù)步驟S3-S5，便可以得到每個時間點的污染暈三維空間圖。將不同時間點的污染暈的三維空間圖輸入計算機(jī)，可以反演三維的彌散度和彌散系數(shù)等參數(shù)。同時，可以清晰的觀察污染物在包氣帶土壤的污染過程，便于深入分析污染物在包氣帶土壤中的溶質(zhì)運(yùn)移規(guī)律。附圖說明下面將結(jié)合附圖及實施例對本專利技術(shù)作進(jìn)一步說明，附圖中圖1是本專利技術(shù)模擬污染物污染土壤的污染暈分層觀測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是土層腔的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施例方式為了對本專利技術(shù)的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖詳細(xì)說明本專利技術(shù)的具體實施方式。如圖1、圖2所示，本專利技術(shù)的模擬污染物污染土壤的污染暈分層觀測裝置包括投料裝置和土樣箱。土樣箱由多個上下疊放的土層腔I拼接而成。土層腔I的側(cè)板上設(shè)有刻度尺5,在橫向、縱向和豎直方向均設(shè)有刻度尺5。在土樣箱的底部可以設(shè)置取土伊19,便于取土。頂層和中間層的土層腔I的底部設(shè)有隔離網(wǎng)，隔離網(wǎng)的致密程度由土壤粒徑和污染物粘稠度共同決定，保證使土壤不能透過，而使污染物能夠透過。位于最下端的土層腔I的底部設(shè)有底板11，底板11上沒有孔，污染物不能透過。投料裝置用于投放污染物，為了便于觀察，污染物內(nèi)可以混合染色劑。投料裝置設(shè)置在土樣箱的上方，投放裝置投放污染物后，污染物從上到下依次擴(kuò)散。將土樣箱分離成獨立的土層腔1，便可以清楚的觀察每個土層腔I內(nèi)的土壤表層的污染物，并用刻度尺5將每個土層腔I內(nèi)土壤表層的污染物范圍投影到二維坐標(biāo)系上，并記錄每個土層腔I內(nèi)土壤表層的高度位置，結(jié)合多層土層腔I的污染物范圍和所在的高度，可以得到三維污染暈。利用本專利技術(shù)的觀測裝置可以在最小程度影響土壤結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，準(zhǔn)確的模擬污染物污染包氣帶土壤的污染暈。當(dāng)土層腔I的個數(shù)增多，單個土層腔I的高度減小時，得到的三維污染暈也就越精確。進(jìn)一步的，土層腔I的前端和上端有開口，前端的開口用于取土，上端的開口用于與相鄰的土層腔I保持連通。土層腔I的側(cè)板在前端開口處設(shè)有豎刃條4、底板11和隔離網(wǎng)在前端開口處設(shè)有橫刃條8，豎刃條4和橫刃條8可以插入土壤中，便于取土。進(jìn)一步的，觀測裝置還可以包括切割板6，豎刃條4上設(shè)有滑槽，切割板6插入滑槽內(nèi)。在取土?xí)r，將切割板6插入滑槽內(nèi)，封閉土樣箱前端的開口，使土樣箱形成一個封閉的箱體。取土的過程中，最上層的豎刃條4應(yīng)露出在外，方便將切割板6插入滑槽內(nèi)。進(jìn)一步的，觀測裝置還包括把手14和連接板13。土層腔I與前端開口相對的側(cè)板為后壁板2,另外兩側(cè)為側(cè)壁板3。連接板13通過螺桿12固定在后壁板2上,把手14固定在連接板13上。錘擊把手14可以提高取土的效率，通過連接板13可以將多個土層腔I連接成一個整體，使整個土樣箱受力均勻，避免破壞土壤結(jié)構(gòu)。取土完成后，拉動把手14可將整個土樣箱取出。進(jìn)一步的，土層腔I的側(cè)板的上下兩端設(shè)有連接條9，相鄰的兩個土層腔I通過螺桿12或其本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
一種模擬污染物污染土壤的污染暈分層觀測裝置，其特征在于，包括土樣箱和投放污染物的投料裝置，所述投料裝置位于所述投料箱上方，所述土樣箱由多個上下疊放的土層腔（1）拼接而成，所述土層腔（1）的側(cè)板上設(shè)有刻度尺（5），位于最下端的土層腔（1）的底部設(shè)有底板（11），所述頂層和中間層的土層腔（1）的底部設(shè)有隔離網(wǎng)。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：彭浩，和澤康，范奇，萬軍偉，高延康，何俊蓉，
申請(專利權(quán))人：中國地質(zhì)大學(xué)武漢，
類型：發(fā)明
國別省市：
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