一种基于弱吸附污染物的包气带土壤吸附参数测定仪的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种包气带土壤吸附参数测定装置，具体地说是涉及一种基于弱 吸附污染物的包气带土壤吸附参数测定仪。
【背景技术】
[0002] 随着近代土壤物理学及电算技术的迅猛发展，当前在溶质运移的定量研宄中，愈 来愈多地采用数学模型的方法来研宄和掌握化肥、农药在非饱和土壤中的迀移过程。为此， 正确地确定数学模型中所必需的参数，如溶质运移控制方程一一对流扩散方程的阻滞因 子、分配系数等就成为一项必须的工作。它对于研宄化肥、农药等对地下水的污染，区域水 盐运动规律，污水处理及再利用技术来说，具有重要的意义。
[0003] 吸附是土壤中固相、液相之间的物理化学作用的外在表现，它参与了溶质在土壤 中的运移过程，对溶质运移起阻滞作用。在求解土壤溶质运移方程时，如果溶质会被土壤吸 附，则必须通过实验确定阻滞因子R d以及溶质在土壤-水体系中的分配系数K d。溶质运移 的阻滞因子Rd，即水流流速与溶质运移速度的比值，无量纲，表征土壤阻滞溶质迀移能力的 参数。溶质在土壤-水体系中的分配系数K d，又称吸附比，是指在土壤-水两相体系中达到 平衡状态时，溶质在土壤与水中的浓度比值，常用单位为cm3/g，是描述溶质在土壤中吸附 行为的重要物理化学特征参数。
[0004] 在物理化学及土壤学中，常用静态实验测定法确定包气带土壤吸附参数。然而，大 量的研宄表明，静态实验的测定结果，比渗透条件下的实验结果明显偏高。这是因为，静态 实验中，土壤颗粒的全部表面均与溶液相互作用，而在渗透条件下，土样是不搅动的，吸附 作用仅在颗粒与溶液接触的那部分表面进行。
【发明内容】
[0005] 本实用新型提供了一种基于弱吸附污染物的包气带土壤吸附参数测定仪，该装置 解决了现有技术存在的问题，可准确测定较弱吸附作用污染物在包气带土壤中的阻滞系数 及分配系数，同时该方法简单可靠。
[0006] 实现本实用新型上述目的所采用的技术方案为：
[0007] 一种基于弱吸附污染物的包气带土壤吸附参数测定仪，包括密封盖、实验段、取样 装置、定水头固定装置、定水头供水装置、定水头供液装置和供水供液切换装置，其中实验 段由土柱、纱网、带孔有机玻璃板、石英砂滤层以及土柱支架组成，土柱为内部放置有土样 的圆筒状的有机玻璃柱，土柱支架位于土柱的底部，密封盖安装于土柱的顶端且将土柱的 顶部密封；取样装置设置于土柱的上部用于从土柱中取样；纱网、带孔有机玻璃板、石英砂 滤层均位于土柱中，且纱网设置有上下两层，土样的下方由上至下依次为上层纱网、石英砂 滤层、带孔有机玻璃板以及下层纱网，其中上层纱网与土样相接触，带孔有机玻璃板位于有 机玻璃柱的底面的上方8~12cm处，有机玻璃柱的底面上设置有入口，入口处连接有输入 管；所述的定水头固定装置呈支架结构，定水头供水装置、定水头供液装置均安装与定水头 固定装置上且两者的上下位置可调节；定水头供水装置的底部连接有出水管，定水头供液 装置的底部连接有出液管，出水管、出液管以及输入管均与供水供液切换装置连接，通过供 水供液切换装置实现输入管与出水管或出液管的连通。
[0008] 密封盖由圆形有机玻璃板、硅胶圈以及固定环组成，硅胶圈固定于圆形有机玻璃 板的底面上，且硅胶圈的直径与土柱内径相同；固定环为空心圆环有机玻璃板，固定环用氯 仿固定在土柱的顶部边沿上；在固定环和圆形有机玻璃板上设有相对应的6个螺孔，将密 封盖盖在土柱上，硅胶圈刚好扣入土柱内，通过固定螺丝可保证土柱的密封。
[0009] 所述的取样装置由铜宝塔和密封头组成，铜宝塔装在距土柱顶部5cm处，密封头 上有与铜宝塔相匹配的螺纹。
[0010] 所述的定水头固定装置由定水头固定架和铁棍组成，定水头固定架由角钢做成， 铁棍设有4根且竖直安装在定水头固定架上。
[0011] 所述的供水供液切换装置由三通接头、控制阀A和控制阀B组成，出水管、出液管 以及输入管均与三通接头连接，在出水管上有控制阀A，在出液管上有控制阀B ;控制阀A 开、控制阀B关，为向土柱供水状态；控制阀A关、控制阀B开，为向土柱供液状态。
[0012] 所述的定水头供水装置由挡板、供水溢流管、供水管、出水管和内旋螺丝组成，定 水头供水装置为高IOcm的缺顶面的长方体盒，挡板的高度为8cm，挡板竖直固定于长方体 盒中，将整个定水头供水装置分为左右两室，左室底部最左边设有出水孔，出水管与出水孔 相连；左室底部右侧设有供水孔，供水管与供水孔相连；右室底部设有溢流孔，供水溢流管 与溢流孔相连；定水头供水装置的后壁有两个供铁棍通过的孔，通过旋紧内旋螺丝可将定 水头供水装置固定在定水头固定架上。
[0013] 所述的定水头供液装置由挡板、供液溢流管、供液管、出液管和内旋螺丝组成，定 水头供液装置为高IOcm的缺顶面的长方体盒，挡板的高度为8cm，挡板竖直固定于长方体 盒中，将整个定水头供液装置分为左右两室，左室底部最左边设有出液孔，出液管与出液孔 相连；左室底部右侧设有供液孔，供液管与供液孔相连；右室底部设有溢流孔，供液溢流管 与溢流孔相连；定水头供液装置的后壁有两个供铁棍通过的孔，通过旋紧内旋螺丝可将定 水头供液装置固定在定水头固定架上。
[0014] 本实用新型的一种基于弱吸附污染物的包气带土壤吸附参数测定仪的工作原理 如下：
[0015] 当溶质的运移速度低于土壤中水分的运动速度时，溶质运移是受阻滞的。土壤中 水分的运动速度与溶质的运移速度之间的差是由土壤吸附溶质所引起的，通常用阻滞因子 Rd来评估受阻滞的溶质的运移速度：
[0016]
【主权项】
1. 一种基于弱吸附污染物的包气带土壤吸附参数测定仪，其特征在于：包括密封盖、 实验段、取样装置、定水头固定装置、定水头供水装置、定水头供液装置和供水供液切换装 置，其中实验段由土柱、纱网、带孔有机玻璃板、石英砂滤层以及土柱支架组成，土柱为内部 放置有土样的圆筒状的有机玻璃柱，土柱支架位于土柱的底部，密封盖安装于土柱的顶端 且将土柱的顶部密封；取样装置设置于土柱的上部用于从土柱中取样；纱网、带孔有机玻 璃板、石英砂滤层均位于土柱中，且纱网设置有上下两层，土样的下方由上至下依次为上层 纱网、石英砂滤层、带孔有机玻璃板以及下层纱网，其中上层纱网与土样相接触，带孔有机 玻璃板位于有机玻璃柱的底面的上方8~12cm处，有机玻璃柱的底面上设置有入口，入口 处连接有输入管；所述的定水头固定装置呈支架结构，定水头供水装置、定水头供液装置 均安装与定水头固定装置上且两者的上下位置可调节；定水头供水装置的底部连接有出水 管，定水头供液装置的底部连接有出液管，出水管、出液管以及输入管均与供水供液切换装 置连接，通过供水供液切换装置实现输入管与出水管或出液管的连通。
2. 根据权利要求1所述的基于弱吸附污染物的包气带土壤吸附参数测定仪，其特征在 于：密封盖由圆形有机玻璃板、硅胶圈以及固定环组成，硅胶圈固定于圆形有机玻璃板的底 面上，且硅胶圈的直径与土柱内径相同；固定环为空心圆环有机玻璃板，固定环用氯仿固定 在土柱的顶部边沿上；在固定环和圆形有机玻璃板上设有相对应的6个螺孔，将密封盖盖 在土柱上，硅胶圈刚好扣入土柱内，通过固定螺丝可保证土柱的密封。
3. 根据权利要求1所述的基于弱吸附污染物的包气带土壤吸附参数测定仪，其特征在 于：所述的取样装置由铜宝塔和密封头组成，铜宝塔装在距土柱顶部5cm处，密封头上有与 铜宝塔相匹配的螺纹。
4. 根据权利要求1所述的基于弱吸附污染物的包气带土壤吸附参数测定仪，其特征在 于：所述的定水头固定装置由定水头固定架和铁棍组成，定水头固定架由角钢做成，铁棍设 有4根且竖直安装在定水头固定架上。
5. 根据权利要求1所述的基于弱吸附污染物的包气带土壤吸附参数测定仪，其特征在 于：所述的供水供液切换装置由三通接头、控制阀A和控制阀B组成，出水管、出液管以及输 入管均与三通接头连接，在出水管上有控制阀A，在出液管上有控制阀B ;控制阀A开、控制 阀B关，为向土柱供水状态；控制阀A关、控制阀B开，为向土柱供液状态。
6. 根据权利要求1所述的基于弱吸附污染物的包气带土壤吸附参数测定仪，其特征在 于：所述的定水头供水装置由挡板、供水溢流管、供水管、出水管和内旋螺丝组成，定水头供 水装置为高l〇cm的缺顶面的长方体盒，挡板的高度为8cm，挡板竖直固定于长方体盒中，将 整个定水头供水装置分为左右两室，左室底部最左边设有出水孔，出水管与出水孔相连；左 室底部右侧设有供水孔，供水管与供水孔相连；右室底部设有溢流孔，供水溢流管与溢流孔 相连；定水头供水装置的后壁有两个供铁棍通过的孔，通过旋紧内旋螺丝可将定水头供水 装置固定在定水头固定架上。
7. 根据权利要求1所述的基于弱吸附污染物的包气带土壤吸附参数测定仪，其特征在 于：所述的定水头供液装置由挡板、供液溢流管、供液管、出液管和内旋螺丝组成，定水头供 液装置为高l〇cm的缺顶面的长方体盒，挡板的高度为8cm，挡板竖直固定于长方体盒中，将 整个定水头供液装置分为左右两室，左室底部最左边设有出液孔，出液管与出液孔相连；左 室底部右侧设有供液孔，供液管与供液孔相连；右室底部设有溢流孔，供液溢流管与溢流孔 相连；定水头供液装置的后壁有两个供铁棍通过的孔，通过旋紧内旋螺丝可将定水头供液 装置固定在定水头固定架上。
【专利摘要】本实用新型提供了一种基于弱吸附污染物的包气带土壤吸附参数测定仪，至少包括密封盖、实验段、取样装置、定水头固定装置、定水头供水装置、定水头供液装置和供水供液切换装置，其中实验段由土柱、纱网、带孔有机玻璃板、石英砂滤层以及土柱支架组成，密封盖安装于土柱的顶端且将土柱的顶部密封；取样装置设置于土柱的上部，定水头供水装置、定水头供液装置均安装与定水头固定装置上且两者的上下位置可调节；定水头供水装置的底部连接有出水管，定水头供液装置的底部连接有出液管，出水管、出液管以及输入管均与供水供液切换装置连接，该装置可准确测定较弱吸附作用污染物在包气带土壤中的阻滞系数及分配系数，同时该方法简单可靠。
【IPC分类】G01N5-00, G01N15-08
【公开号】CN204359629
【申请号】CN201520063976
【发明人】和泽康, 马传明, 张长城
【申请人】中国地质大学（武汉）
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年1月29日