一种重金属污染土壤修复试验装置的制作方法

本技术属于土壤修复领域，涉及一种重金属污染土壤修复试验装置。

背景技术：

1、铅锌矿产资源是国民经济发展中不可缺少的重要资源，然而开发铅锌矿产资源的环境影响往往被忽视。从开采到选矿、冶炼到废渣的储存等铅锌矿产资源开发活动都会导致土壤重金属污染或存在污染风险。中国铅锌地区现在正面临着严重的as、cd、pb 和 zn等重金属造成的污染。这些重金属在土壤和水体中的积累对环境和人类健康构成威胁。

2、土壤重金属的修复方法按类型可分为物理修复法、化学修复法、生物修复法和联合修复法，物理修复法包括客土法、热处理法等，化学修复法包括化学淋洗、化学氧化、溶剂提取、电化学修复等，生物修复法包括动物修复、植物修复和微生物修复，联合修复法类型是前几种方法的组合，如化学-生物联合修复、微生物-动物-植物联合修复等。然而，大多数达到清理水平的传统技术成本昂贵且能耗高，尤其是采用异位处理方法从土壤中提取重金属，不适用于实际工程项目。一些研究表明，碱性矿物（如煤粉灰、沸石、膨润土和碱性铝土矿残渣）可以固定稳定化土壤重金属可交换部分。因此，目前我国土壤修复实际工程项目主要采用的还是原位稳定化的方法，但原位稳定化的方法还存在清洁效率低、次要环境影响和缺乏后期跟踪评估等问题，某些固体修复材料修复污染土壤过程中，会降低土壤的固碳能力，使得土壤中的碳、氮等元素生成二氧化碳、一氧化二氮等温室气体排出，降低土壤肥力。因此，需要进一步为污染地区开发更可持续的修复技术，开发既能修复土壤、又能提高土壤的固定碳、氮等元素的能力的修复材料。

3、基于此，需要开发对应的重金属污染土壤修复试验装置，以便通过室内修复试验，跟踪不同固体修复材料对重金属污染土壤的修复效果以及修复过程中的温室气体排放情况，但现有的土壤修复试验装置均是针对采用修复液淋洗修复土壤而设计的，不适用于利用固体修复材料修复土壤的情况，且无法监测修复过程中的温室气体排放。

技术实现思路

1、本实用新型实施例的目的在于提供一种重金属污染土壤修复试验装置，以解决现有的土壤修复试验装置不适用于利用固体修复材料修复土壤、无法监测修复过程中的温室气体排放的问题。

2、本实用新型实施例所采用的技术方案是：一种重金属污染土壤修复试验装置，包括：

3、试验本体，试验本体内放置土壤层，并在土壤层上铺设修复材料层；

4、封盖，封盖与试验本体的顶部可拆卸密封连接；

5、取样孔，取样孔开设在试验本体侧壁上、试验本体内的土壤层外围；

6、浸出液收集装置，浸出液收集装置的进液口与试验本体底部连通；

7、其中：

8、取样孔上设置有可打开/密封取样孔的堵头。

9、进一步的，所述的试验本体侧壁上开设有多个取样孔，多个取样孔均匀设置在土壤层的外围。

10、进一步的，所述的试验本体内从下到上依次铺设第一细砂层、粗砂石层、第二细砂层、土壤层、修复材料层。

11、进一步的，所述的试验本体为透明结构，且试验本体上设置有刻度线。

12、进一步的，所述的试验本体包括第一套管和第二套管，第一套管底部和第二套管顶部螺纹连接；

13、所述的第一套管和第二套管的连接处设置有密封橡胶圈。

14、进一步的，所述的试验本体侧壁上设置有注水口，注水口外部通过第二阀门连接进水管，进水管上设置有水泵；

15、所述的试验本体内设置有与其可拆卸连接的降雨模拟器，所述的注水口内部与降雨模拟器连通。

16、进一步的，所述的试验本体内壁上开设有竖直滑槽，竖直滑槽底部开设定位槽；

17、所述的降雨模拟器周向上设置有支撑架，支撑架与试验本体内壁上的竖直滑槽匹配滑动连接，支撑架端部与竖直滑槽底部的定位槽匹配卡接。

18、进一步的，所述的试验本体靠近封盖的侧壁上固定有气体监测传感器和温度传感器；

19、所述的土壤层内埋设有湿度传感器；

20、所述的气体监测传感器、温度传感器和湿度传感器的输出线和电源线穿过试验本体后与外部的显示屏以及dv24v电源对应连接。

21、进一步的，所述的气体监测传感器以及湿度传感器的输出端与控制器的不同输入端对应连接；

22、所述的第二阀门采用电磁阀，第二阀门与控制器的第一输出端对应连接；

23、所述的水泵采用电动水泵，水泵通过交流接触器与交流电源连接；

24、所述的控制器的第二输出端与第一中间继电器的常闭触点连接，第一中间继电器的线圈与dc24v电源对应连接，第一中间继电器的公共端与交流接触器线圈km1的正极连接，交流接触器线圈km1的负极与dc24v电源的负极连接；

25、所述的气体监测传感器、湿度传感器、第二阀门的电源线均与dc24v电源连接。

26、进一步的，所述的dc24v电源的正极与第二阀门连接的支线上设置有第一注水开关，第一注水开关引出的电源线分三路连接：

27、第一路与第二阀门的线圈正极连接；第二路与第二中间继电器的线圈正极连接，第二中间继电器的常闭触点与控制器的第一输出端连接，第二中间继电器的常开触点与dc24v电源的正极连接，第二中间继电器的公共端与第二阀门的线圈正极连接，第二中间继电器的线圈以及第二阀门的线圈负极与dc24v电源的负极连接；第三路与第一中间继电器的常开触点连接；

28、所述的dc24v电源的正极与第一中间继电器的线圈连接的支路上设置有第二注水开关。

29、本实用新型实施例的有益效果是：

30、1、试验本体与封盖可拆卸密封连接，方便放入土壤层和修复材料层，可用于固体修复材料对土壤的修复试验；试验本体侧壁上、土壤层外围开设有取样孔，方便定期取样，试验本体底部设置浸出液收集装置，方便定期收集土壤的浸出液，可通过定期取样监测土壤和浸出液中重金属含量，监测选择的修复材料对重金属污染的修复效果，解决了现有的土壤修复试验装置不适用于利用生物炭修复土壤的问题；

31、2、设置有气体监测传感器，可监测不同修复材料修复重金属污染土壤过程中释放的二氧化碳等温室气体，基于该装置选择的修复材料对环境更加友好，解决了现有的土壤修复试验装置无法监测修复过程中的温室气体排放的问题；

32、3、通过设置试验本体包括第一套管和第二套管，第一套管底部和第二套管顶部螺纹连接，可实现取样孔的高度调节，能够适用于不同厚度土壤的修复试验；

33、4、试验本体内设置有降雨模拟装置，可进行土壤修复过程中的降雨模拟；

34、5、通过控制器、湿度传感器以及第二阀门、水泵的连接，可实现自动补水功能；

35、6、通过第一注水开关和第二注水开关的设置，可关闭自动补水，进行人工补水控制。

技术特征：

1.一种重金属污染土壤修复试验装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种重金属污染土壤修复试验装置，其特征在于，所述的试验本体侧壁上开设有多个取样孔（4），多个取样孔（4）均匀设置在土壤层的外围。

3.根据权利要求1所述的一种重金属污染土壤修复试验装置，其特征在于，所述的试验本体内从下到上依次铺设第一细砂层、粗砂石层、第二细砂层、土壤层、修复材料层。

4.根据权利要求1所述的一种重金属污染土壤修复试验装置，其特征在于，所述的试验本体为透明结构，且试验本体上设置有刻度线。

5.根据权利要求1所述的一种重金属污染土壤修复试验装置，其特征在于，所述的试验本体包括第一套管（1）和第二套管（2），第一套管（1）底部和第二套管（2）顶部螺纹连接；

6.根据权利要求1~5任一项所述的一种重金属污染土壤修复试验装置，其特征在于，所述的试验本体侧壁上设置有注水口（5），注水口（5）外部通过第二阀门（15）连接进水管，进水管上设置有水泵（14）；

7.根据权利要求6所述的一种重金属污染土壤修复试验装置，其特征在于，所述的试验本体内壁上开设有竖直滑槽；

8.根据权利要求6所述的一种重金属污染土壤修复试验装置，其特征在于，所述的试验本体靠近封盖（3）的侧壁上固定有气体监测传感器（10）和温度传感器（11）；

9.根据权利要求8所述的一种重金属污染土壤修复试验装置，其特征在于，所述的气体监测传感器（10）以及湿度传感器（16）的输出端与控制器（13）的不同输入端对应连接；

10.根据权利要求9所述的一种重金属污染土壤修复试验装置，其特征在于，所述的dc24v电源（12）的正极与第二阀门（15）连接的支线上设置有第一注水开关（18），第一注水开关（18）引出的电源线分三路连接：

技术总结
一种重金属污染土壤修复试验装置，包括：试验本体，试验本体内放置土壤层，并在土壤层上铺设修复材料层；封盖，封盖与试验本体的顶部可拆卸密封连接；取样孔，取样孔开设在试验本体侧壁上、试验本体内的土壤层外围；浸出液收集装置，浸出液收集装置的进液口与试验本体底部连通；取样孔上设置有可打开/密封取样孔的堵头。试验本体侧壁上开设有多个取样孔，多个取样孔均匀设置在土壤层的外围。试验本体为透明结构，且试验本体上设置有刻度线。试验本体包括第一套管和第二套管，第一套管底部和第二套管顶部螺纹连接；第一套管和第二套管的连接处设置有密封橡胶圈。可用于固体修复材料对土壤的修复试验。

技术研发人员：史谊飞,杜妍,高培育,高钰涓,王二小
受保护的技术使用者：陕西省环境调查评估中心
技术研发日：20230518
技术公布日：2024/1/14