一种重金属污染农田土壤液长期定位监测装置

1.本实用新型属于环境监测技术领域，涉及一种重金属污染农田土壤液长期定位监测装置。


背景技术：

2.我国农田土壤污染形势整体不容乐观，根据《全国土壤污染状况调查公报》显示，耕地土壤点位超标率为19.4％，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为13.7％、2.8％、1.8％和1.1％。如何长期、实时、快速监测土壤中重金属含量变化一直是困扰农田土壤修复发展的难题。
3.现有技术中，一般通过采集器插入土壤中，并由土壤渗水，然后将浸出液取出，针对浸出液在取出的过程中容易将土壤连带进入，因而会影响最终测量的浸出液的精确度，需要设计一种具有监测装置使得单位浸提液中污染物浓度大幅度提高，高效地对土壤液监测。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种重金属污染农田土壤液长期定位监测装置，解决了现有技术中存在的上述背景技术提出的问题。
5.本实用新型所采用的技术方案是，一种重金属污染农田土壤液长期定位监测装置，包括：
6.集液筒，底部开设有多个漏液孔；
7.进液管，从集液筒侧壁穿入，进液管的进口端位于集液筒外部，出口端位于漏液孔上方；
8.电化学监测系统，包括圆筒型的外壳，外壳的开口连接集液筒底端，外壳内部设置阳极室，阳极室内填充有阳极液，阳极室的外壁连接有质子交换膜，质子交换膜阳极室的其他壁一起形成闭合的空腔，空腔内设置有阳极，阳极与阴极通过监测电路连接，监测电路内还连接有外电阻；
9.控制器，固定在外壳内壁上，控制器用于接收监测电路收集的电信号数据，并通过无线收发器发送给远程控制终端。
10.本实用新型的特点还在于：
11.集液筒内底从上到下依次铺设多孔泡沫层与脱脂棉层。
12.漏液孔内设置有导液条，导液条的一端固定在漏液孔的内壁，另一端向下延伸并穿过漏液孔，固定在漏液孔内壁的导液条与脱脂棉层接触，
13.进液管的出口端设置倒漏斗状的喷洒头，喷洒头位于多孔泡沫层的上方。
14.外壳内壁上设置有保护罩，控制器放置在保护罩内。
15.集液筒的底部周向设置有第一卡槽，外壳的开口内壁周向设置有第二卡槽，第一卡槽与第二卡槽过盈配合。
16.第二卡槽内壁周向开设有环形凹槽，环形凹槽内设置有斯特封。
17.本实用新型的有益效果是：
18.1、本实用新型将实验化学与数学模拟相互结合，相互验证，本装置直接插入土壤中，即可检测土壤重金属浓度，无需对土壤进行前处理。该监测仪可长期埋于土壤中，能够实现土壤重金属的连续实时监测，可将监测数据实时传输至远程控制终端。
19.2、本实用新型的多孔泡沫层和脱脂棉层可吸收浸提液，当吸收至饱和后释放出浸提液，在多孔泡沫层和脱脂棉层作用下，改变了浸提液的流动方式：导液层中的浸提液的浸出的速度缓慢且均匀，并随着导液条均匀的流入到外壳中，使单位面积上滴加的浸提液的量和滴加速度均匀，集液筒中的浸提液分布更加均一，减小横向上的浸提差异，提高浸提效率。
附图说明
20.图1是本实用新型一种重金属污染农田土壤液长期定位监测装置的结构示意图图；
21.图2是本实用新型一种重金属污染农田土壤液长期定位监测装置的剖视图。
22.图中，1.集液筒，2.进液管，3-1.外壳，3-2.阳极室，3-3.质子交换膜，3-4.阳极，3-5.阴极，3-6.外电阻，4.控制器，5.多孔泡沫层，6.脱脂棉层，7.导液条，8.喷洒头，9.第一卡槽，10.第二卡槽，11.保护罩。
具体实施方式
23.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
24.本实用新型一种重金属污染农田土壤液长期定位监测装置，如图1、2所示，包括有集液筒1，集液筒1的底部开设有多个漏液孔，集液筒1内底从上到下依次铺设多孔泡沫层5与脱脂棉层6，漏液孔内设置有导液条7，导液条7的一端固定在漏液孔的内壁，另一端向下延伸并穿过漏液孔，固定在漏液孔内壁的导液条7与脱脂棉层6接触。
25.进液管2从集液筒1侧壁穿入集液筒1的内部，进液管2的进口端位于集液筒1外部，出口端位于漏液孔上方；进液管2的出口端设置倒漏斗状的喷洒头8，喷洒头8位于多孔泡沫层5的上方。
26.电化学监测系统，包括圆筒型的外壳3-1，外壳3-1的开口连接集液筒1-1底端，外壳3-1内部设置阳极室3-2，阳极室3-2内填充有阳极液，阳极室3-2的外壁连接有质子交换膜3-3，质子交换膜3-3阳极室的其他壁一起形成闭合的空腔，空腔内设置有阳极3-4，阳极3-4与阴极3-5通过监测电路连接，监测电路内还连接有外电阻3-6；
27.外壳3-1内壁上设置有保护罩11，控制器4放置在保护罩11内，并固定在外壳3-1内壁上，控制器用于接收监测电路收集的电信号数据，并通过无线收发器发送给远程控制终端。
28.集液筒1的底部周向设置有第一卡槽9，外壳3-1的开口内壁周向设置有第二卡槽10，第一卡槽9与第二卡槽过盈配合10，第二卡槽10内壁周向开设有环形凹槽，环形凹槽内设置有斯特封。
29.本实用新型一种重金属污染农田土壤液长期定位监测装置，其工作原理：本装置
埋入土壤中，土壤中的浸提液从进液管2-1流入到喷洒头2-2中，在喷洒头2-2的作用下，喷洒在多孔泡沫层5上，多孔泡沫层5吸收浸提液至饱和后，浸提液再渗入到脱脂棉层6，脱脂棉层6吸收至饱和后，渗出的浸提液在导液条7的引流作用下，以均匀液滴的方式滴入到外壳3-1内。浸提液与质子交换膜反应，检测电路中产生电流信号，控制器记录下电流信号发送给育成控制端。
30.本实用新型一种重金属污染农田土壤液长期定位监测装置，其优点在于：本实用新型将实验化学与数学模拟相互结合，相互验证，本装置直接插入土壤中，即可检测土壤重金属浓度，无需对土壤进行前处理。该监测仪可长期埋于土壤中，能够实现土壤重金属的连续实时监测，可将监测数据实时传输至远程控制终端；本实用新型的多孔泡沫层和脱脂棉层可吸收浸提液，当吸收至饱和后释放出浸提液，在多孔泡沫层和脱脂棉层作用下，改变了浸提液的流动方式：导液层中的浸提液的浸出的速度缓慢且均匀，并随着导液条均匀的流入到外壳中，使单位面积上滴加的浸提液的量和滴加速度均匀，集液筒中的浸提液分布更加均一，减小横向上的浸提差异，提高浸提效率。


技术特征：
1.一种重金属污染农田土壤液长期定位监测装置，其特征在于，包括：集液筒(1)，底部开设有多个漏液孔；进液管(2)，从集液筒(1)侧壁穿入，进液管(2)的进口端位于集液筒(1)外部，出口端位于漏液孔上方；电化学监测系统，包括圆筒型的外壳(3-1)，外壳(3-1)的开口连接集液筒(1)底端，外壳(3-1)内部设置阳极室(3-2)，阳极室(3-2)内填充有阳极液，阳极室(3-2)的外壁连接有质子交换膜(3-3)，所述质子交换膜(3-3)阳极室的其他壁一起形成闭合的空腔，所述空腔内设置有阳极(3-4)，阳极(3-4)与阴极(3-5)通过监测电路连接，所述监测电路内还连接有外电阻(3-6)；控制器(4)，固定在外壳(3-1)内壁上，控制器用于接收监测电路收集的电信号数据，并通过无线收发器发送给远程控制终端；所述集液筒(1)内底从上到下依次铺设多孔泡沫层(5)与脱脂棉层(6)；所述漏液孔内设置有导液条(7)，所述导液条(7)的一端固定在漏液孔的内壁，另一端向下延伸并穿过漏液孔，固定在漏液孔内壁的导液条(7)与脱脂棉层(6)接触。2.根据权利要求1所述的一种重金属污染农田土壤液长期定位监测装置，其特征在于，所述进液管(2)的出口端设置倒漏斗状的喷洒头(8)，所述喷洒头(8)位于多孔泡沫的上方。3.根据权利要求1所述的一种重金属污染农田土壤液长期定位监测装置，其特征在于，所述外壳(3-1)内壁上设置有保护罩(11)，控制器(4)放置在保护罩(11)内。4.根据权利要求1所述的一种重金属污染农田土壤液长期定位监测装置，其特征在于，所述集液筒(1)的底部周向设置有第一卡槽(9)，外壳(3-1)的开口内壁周向设置有第二卡槽(10)，所述第一卡槽(9)与所述第二卡槽(10)过盈配合。5.根据权利要求4所述的一种重金属污染农田土壤液长期定位监测装置，其特征在于，所述第二卡槽(10)内壁周向开设环形凹槽，所述环形凹槽内设置有斯特封。

技术总结
本实用新型公开了一种重金属污染农田土壤液长期定位监测装置，包括集液筒，底部开设有多个漏液孔；进液管，从集液筒侧壁穿入，进液管的进口端位于集液筒外部，出口端位于漏液孔上方；电化学监测系统，包括圆筒型的外壳，外壳的开口连接集液筒底端，外壳内部设置阳极室，阳极室内填充有阳极液，阳极室的外壁连接有质子交换膜，质子交换膜阳极室的其他壁一起形成闭合的空腔，空腔内设置有阳极，阳极与阴极通过监测电路连接，监测电路内还连接有外电阻；控制器，固定在外壳内壁上，控制器用于接收监测电路收集的电信号数据，并通过无线收发器发送给远程控制终端。本实用新型浸提液分布更加均一，减小横向上的浸提差异，提高浸提效率。提高浸提效率。提高浸提效率。


技术研发人员：孙崇玉
受保护的技术使用者：淮北师范大学
技术研发日：2021.10.08
技术公布日：2022/3/8