一种基于强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强 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究中，愈 来愈多地采用数学模型的方法来研究和掌握化肥、农药在非饱和土壤中的迁移过程。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--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。它对于研究化肥、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，表征土壤阻滞溶质迁移能力的 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 量的研究表明，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。
[0005] 所以应采用动态土柱吸附法测定土壤吸附参数。而对于吸附作用十分强烈的污染 物，如重金属离子（Cd 2+、Pb2+、Hg2+等），它们的迁移速度及慢，大部分被吸附在土柱表层。在 计算土壤吸附参数时，无法在沿程取水样测定溶质浓度沿程分布曲线，只能在实验结束后 自上而下分层取样，通过测定试样土壤的吸附量确定它们在土柱中的纵向分布情况。而目 前的传统土柱，只能在实验结束后对土柱进行切割，来完成分成取样，这导致实验的操作复 杂，并且容易对土壤进行扰动，同时也增加了实验的危险系数。
【发明内容】
[0006] 本实用新型提供了一种基于强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，该实用新型可在实验结束后，分层取土样，从而准确测定较强 吸附作用污染物在包气带土壤中的阻滞系数及分配系数，且该方法简单方便。
[0007] 实现本实用新型上述目的所采用的技术方案为：
[0008] -种基于强吸附污染物的包气带土壤吸附参数测定仪，包括可拆分土柱、缓冲段、 土柱固定装置、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，所述可拆分土柱中盛放有土样，可拆分土柱由土柱内环、土柱外环、内环拉手和 外环拉手组成，土柱内环呈圆筒状，其外壁上设置有一条坚直的缺口，缺口的弧度为0. 3~ 〇.7π，内环拉手安装固定于土柱内环的顶部；土柱外环分为内外两层，其内层为与土柱内 环的缺口的形状相同的弧形板，其外层呈圆筒状，内层与外层相互粘贴固定，且外层的内径 与土柱内环的外径相匹配，土柱内环套装于土柱外环的内部且能够在土柱外环中上下移 动，土柱内环的缺口与土柱外环的内层位置相对应，土柱内环的高度大于土柱外环，外环拉 手安装于土柱外环的中部；取样装置设置于土柱外环的上部用于从土柱中取样，且取样装 置位于土柱外环上内层的对应位置处；所述的缓冲段由有机玻璃管、纱网Α、纱网Β、带孔有 机玻璃板以及石英砂滤层组成，其中纱网Α、石英砂滤层、带孔有机玻璃板以及纱网B由上 至下依次放置于有机玻璃管中，其中纱网A与土样相接触，带孔有机玻璃板位于有机玻璃 管的底面的上方8~12cm处；有机玻璃管的内径与土柱内环的内径相同，有机玻璃管的底 面上设置有入口，入口处连接有输入管；所述土柱固定装置将可拆分土柱以及缓冲段固定， 其中缓冲段可拆分土柱固定于缓冲段的上方；
[0009] 所述的定水头固定装置由定水头固定架和铁棍组成，铁棍设有4根且坚直安装在 定水头固定架上，定水头供水装置、定水头供液装置均安装于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，用于切换供水或供液。
[0010] 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。
[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] 所述的土柱固定装置由连接板、固定螺丝、橡胶圈以及底座组成，其中缓冲段固定 于底座上，底座的下方设置有支架，连接板安装于可拆分土柱以及缓冲段之间的连接处，将 可拆分土柱固定于缓冲段的上方，橡胶圈位于可拆分土柱以及缓冲段之间，对两者的连接 处进行密封；在底座和连接板四个角的对应处分别设有四个螺丝孔，通过固定螺丝可将连 接板与底座固定在一起。
[0013] 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，挡板坚直固定于长方体 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。
[0014] 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