一种污染土中污染物扩散模型装置

技术领域

本发明涉及模拟污染土中污染物扩散模型技术领域，更具体的说是涉及一种污染土中污染物扩散模型装置。

背景技术

随着科技的发展，给人们的生活带来越来越多的方便，但同时带来了土壤污染，为了更好的治理土壤污染，需要清楚了解污染土中污染物扩散的影响因素，以能够针对性的对污染土进行治理。

而掌握污染土中污染物扩散的影响因素，以及掌握其影响因素对污染土中污染物扩散的影响程度，如果在现场观察，不仅难以安置各个测试装置，而且需要消耗大量的劳动力。

因此，如何提供一种污染土中污染物扩散模型装置是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种污染土中污染物扩散模型装置，可以模拟外界因素对污染土中污染物扩散的影响程度，简单方便，节省劳动力。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种污染土中污染物扩散模型装置，包括：

箱体，所述箱体的两侧内壁处设置有缓冲层，且所述箱体设置有所述缓冲层的两侧箱壁上一一对应接通有进水口和出水口，一个所述缓冲层通过对应的所述进水口接通有进水管，另一个所述缓冲层通过对应的所述出水口接通有出水管，且所述进水管和所述出水管上均安装有阀门和流量计，同时每个所述缓冲层上均匀开通有多个通水孔；

试验筒，所述试验筒立设在所述箱体内，并分别与所述箱体的内壁以及与两个所述缓冲层之间限定有水流空间；所述试验筒的两端均开口，且所述试验筒内装载有污染土，同时所述试验筒的侧壁上均匀开通有多个流通孔，所述试验筒的两个开口端均封堵。

本发明将污染土放置在试验筒内，由于试验筒的侧壁上开设有多个流通孔，则试验筒内的污染土可以通过多个流通孔扩散出来，因此当打开阀门，同时通过流量计记录水流量，则进水管将外界的水输送至对应的缓冲层后通过缓冲层上的多个通水孔进入至水流空间内，同时水流空间内的水可以通过靠近出水管的多个通水孔进入至靠近出水管的缓冲层后再通过出水管流出，以便保证水可以均匀进入至试验筒内的污染土中，从而试验筒内的污染土可以随水流通过流通孔扩散出来，则分层或分区取出经过水流后的污染土，并通过专用仪器测试每层或每个区域经过水流后的污染土中污染物的浓度，则可以获知在一定水的流速(流量计记录着水流量，则可以推测出水的流速)下对应的污染土中所污染物的浓度，即本发明可以模拟一定水流速下污染土中污染物的扩散效果。本发明的结构简单，操作方便，节省劳动力。

优选的，所述污染土中嵌入有多个温度探头和多个水分传感器，且多个所述温度探头和多个所述水分传感器均沿所述试验筒的中轴线间隔嵌入在所述污染土中，同时多个所述温度探头和多个所述水分传感器均依次电性连接有控制器和显示屏。

本发明的多个温度探头沿试验筒的中轴线间隔嵌入在污染土中，并可以通过显示屏显示出来，则可以模拟冻融环境下污染土内部温度场的变化情况；并且，本发明的多个水分传感器沿试验筒的中轴线间隔嵌入在污染土中，并可以通过显示屏显示出来，则可以模拟冻融环境下污染土内部水分迁移情况，从而本发明通过多个温度探头和多个水分传感器可以为本发明模拟污染土中污染物的扩散提供更精准的试验条件。

优选的，两个所述缓冲层一一对应设置在所述箱体相对的两个侧壁上。

本发明使两个缓冲层相对，则不仅可以使水流为直线流通，从而提高水流带走污染土的速度，以便提高本发明的工作效率，而且能够顺应水流的特点，以提高本发明模拟条件的真实性。

优选的，所述箱体为长方体，所述缓冲层包括：

隔板，所述隔板靠近且平行所述箱体的一个侧壁立设在所述箱体内，同时所述隔板的两侧一一对应连接在与所述隔板垂直的所述箱体的两个侧壁上，以限定成容纳空腔，且多个所述通水孔均匀开通在所述隔板上。

本发明通过隔板与箱体的侧壁之间形成容纳空腔，同时多个通水孔均匀开通在隔板上，以便可以将进水管集中输入的水在容纳空腔中得到疏散，并通过多个通水孔进入至水流空间中，同理水流空间中的水先通过多个通水孔疏散着进入至靠近出水管的容纳空腔中再集中通过输水管排出，从而可以使水均匀流经试验筒内的全部污染土，避免水只集中流经试验筒中污染土的某一个局部，从而提高本发明模拟污染土中污染物扩散条件的真实性。

优选的，所述缓冲层还包括：

颗粒沙，所述颗粒沙填充在所述容纳空腔中。

本发明通过在容纳空腔中填充颗粒沙，则可以进一步提高本发明对水进行疏散缓冲的效果。

优选的，所述颗粒沙为中粗沙，从而避免堵塞水的流通。

优选的，所述隔板靠近所述试验筒的一侧面上固定有过滤层。

本发明通过过滤层不仅不会影响水的流通(由于过滤层上具有多个通孔)，而且可以阻止从试验筒中扩散出来的污染土随水通过通水孔进入至容纳空腔后通过出水管排出至箱体外，从而可以避免污染土中扩散出的污染物对外界环境造成二次污染。

优选的，所述试验筒的一个开口端通过降温装置封堵，所述降温装置包括：

低温板，所述低温板覆盖在所述试验筒的一个开口端，且所述低温板内部开设有第一空腔，同时所述低温板远离所述试验筒的一侧面上分别开通有与所述第一空腔接通的入口和出口，所述入口接通有盐水输入管，所述出口接通有盐水输出管；

盐水箱，所述盐水箱中装载有盐水，且所述盐水的温度为零下二十五摄氏度至零下三十五摄氏度；所述盐水输入管和所述盐水输出管均接通至所述盐水箱中，同时所述盐水输入管和所述盐水输出管上均安装有控制阀。

本发明可以通过启动降温装置，则降温装置可以对污染土提供持续的冷端温度，从而本发明可以达到模拟冻土及冻土温度下污染土中污染物的扩散规律，也可以与水流配合，掌握污染土在低温和水流的共同下对其污染物扩散的影响效果；

具体的：本发明试验筒顶部安装低温板，低温板外接盐水输入管和盐水输出管，同时盐水输入管和盐水输出管均接通至盐水箱，则低温板内开设的第一空腔、盐水输入管、盐水输出管和盐水箱形成循环回路，盐水箱中为低温盐水，这样可在污染土顶部形成冷冻循环系统，通过低温板可以提供持续的冷端温度，达到模拟冻土及冻结温度下污染土中污染物扩散规律的效果。

并且，盐水是较长采用的冷媒，价格便宜，可控性好，且能达到预期的降温效果。

优选的，所述试验筒的另一个开口端通过升温装置封堵，所述升温装置包括：

高温板，所述高温板与所述低温板相对覆盖在所述试验筒的另一个开口端，且所述高温板内开设有第二空腔，同时所述高温板的侧壁上开通有与所述第二空腔接通的穿线孔；

电热器，所述电热器嵌设在所述第二空腔中，同时所述电热器连接有导线，所述导线穿过所述穿线孔连接至电源。

本发明可以通过启动升温装置，则升温装置可以对污染土提供持续的热源温度，从而本发明可以可以单独模拟高温下污染土中污染物的扩散情况，也可与降温装置配合，形成冷热交替循环条件下污染土中污染物的扩散情况，也可以与与水流配合，掌握污染土在高温和水流的共同下对其污染物扩散的影响效果，当然也可以同时与降温装置以及水流配合，分析在冷热交替循环以及水流的共同条件下污染土中污染物的扩散效果；

具体的：本发明试验筒底部安装高温板，高温板内安装电热器，则电热器通电可达到加热效果，这样便可以形成固定的热源温度，从而本发明可以模拟高温下污染土中污染物的扩散情况。

优选的，所述试验筒内分别装载有两层石英砂层，且一层所述石英砂层位于所述污染土与所述低温板之间，另一层所述石英砂层位于所述污染土与所述高温板之间，同时两层所述石英砂层内均嵌入有温度传感器，且两个所述温度传感器均依次电性连接所述控制器和所述显示屏。

本发明在污染土与低温板之间，以及在污染土与高温板之间均设置有石英砂层，则可以通过石英砂层提高低温板对污染土的传热效率，以及通过石英砂层提高高温板对污染土的传热效率，同时两层石英砂层内均嵌入有温度传感器，并使两个温度传感器中的数值通过控制器控制在显示屏上显示，则可以合理控制对污染土的影响温度，提高本发明模拟条件的真实性和模拟结果的准确性。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种污染土中污染物扩散模型装置，可以实现如下技术效果：

本发明将污染土放置在试验筒内，由于试验筒的侧壁上开设有多个流通孔，则试验筒内的污染土可以通过多个流通孔扩散出来，因此当打开阀门，同时通过流量计记录水流量，则进水管将外界的水输送至对应的缓冲层后通过缓冲层上的多个通水孔进入至水流空间内，同时水流空间内的水可以通过靠近出水管的多个通水孔进入至靠近出水管的缓冲层后再通过出水管流出，以便保证水可以均匀进入至试验筒内的污染土中，从而试验筒内的污染土可以随水流通过流通孔扩散出来，则分层或分区取出经过水流后的污染土，并通过专用仪器测试每层或每个区域经过水流后的污染土中污染物的浓度，则可以获知在一定水的流速(流量计记录着水流量，则可以推测出水的流速)下对应的污染土中所污染物的浓度，即本发明可以模拟一定水流速下污染土中污染物的扩散效果。

本发明的结构简单，操作方便，节省劳动力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明一种污染土中污染物扩散模型装置的结构图；

图2为本发明一种污染土中污染物扩散模型装置中试验筒的结构图。

其中，1-箱体；11-缓冲层；12-进水管；13-出水管；14-阀门；15-流量计；110-通水孔；2-试验筒；210-水流空间；21-污染土；22-降温装置；23-升温装置；20-流通孔；111-隔板；101-容纳空腔；221-低温板；222-盐水输入管；223-盐水输出管；224-盐水箱；231-高温板；232-电热器；24-石英砂层；241-温度传感器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种污染土中污染物扩散模型装置，包括：

箱体1，箱体1的两侧内壁处设置有缓冲层11，且箱体1设置有缓冲层11的两侧箱壁上一一对应接通有进水口和出水口，一个缓冲层11通过对应的进水口接通有进水管12，另一个缓冲层11通过对应的出水口接通有出水管13，且进水管12和出水管13均上安装有阀门14和流量计15，同时每个缓冲层11上均匀开通有多个通水孔110；

试验筒2，试验筒2立设在箱体1内，并分别与箱体1的内壁以及与两个缓冲层11之间限定有水流空间210；试验筒2的两端均开口，且试验筒2内装载有污染土21，同时试验筒2的侧壁上均匀开通有多个流通孔20，试验筒2的两个开口端均封堵。

为了进一步优化上述技术方案，污染土21中嵌入有多个温度探头和多个水分传感器，且多个温度探头和多个水分传感器均沿试验筒2的中轴线间隔嵌入在污染土21中，同时多个温度探头和多个水分传感器均依次电性连接有控制器和显示屏。

为了进一步优化上述技术方案，两个缓冲层11一一对应设置在箱体1相对的两个侧壁上。

为了进一步优化上述技术方案，箱体1为长方体，缓冲层11包括：

隔板111，隔板111靠近且平行箱体1的一个侧壁立设在箱体1内，同时隔板111的两侧一一对应连接在与隔板111垂直的箱体1的两个侧壁上，以限定成容纳空腔101，且多个通水孔110均匀开通在隔板111上。

为了进一步优化上述技术方案，缓冲层11还包括：

颗粒沙，颗粒沙填充在容纳空腔101中。

为了进一步优化上述技术方案，隔板111靠近试验筒2的一侧面上固定有过滤层。

为了进一步优化上述技术方案，试验筒2的一个开口端通过降温装置22封堵，降温装置22包括：

低温板221，低温板221覆盖在试验筒2的一个开口端，且低温板221内部开设有第一空腔，同时低温板221远离试验筒2的一侧面上分别开通有与第一空腔接通的入口和出口，入口接通有盐水输入管222，出口接通有盐水输出管223；

盐水箱224，盐水箱224中装载有盐水，且盐水的温度为零下二十五摄氏度至零下三十五摄氏度；盐水输入管222和盐水输出管223均接通至盐水箱224中，同时盐水输入管222和盐水输出管223上均安装有控制阀。

为了进一步优化上述技术方案，试验筒2的另一个开口端通过升温装置23封堵，升温装置23包括：

高温板231，高温板231与低温板221相对覆盖在试验筒2的另一个开口端，且高温板231内开设有第二空腔，同时高温板231的侧壁上开通有与第二空腔接通的穿线孔；

电热器232，电热器232嵌设在第二空腔中，同时电热器232连接有导线，导线穿过穿线孔连接至电源。

为了进一步优化上述技术方案，试验筒2内分别装载有两层石英砂层24，且一层石英砂层24位于污染土21与低温板221之间，另一层石英砂层24位于污染土21与高温板231之间，同时两层石英砂层24内均嵌入有温度传感器241，且两个温度传感器241均依次电性连接控制器和显示屏。

实施例1：

本发明实施例公开了一种污染土中污染物扩散模型装置，模拟一定流速下污染物扩散速率的效果，其工作原理如下：

打开阀门14，同时通过流量计15记录水流量(可以推测出水的流速)，则进水管12将外界的水输送至对应的隔板111与箱体1侧壁之间形成的容纳空腔101中进行疏散，被疏散后的水流通过隔板111上开通的多个通水孔110进入至水流空间210内，则水流空间210内的水同时通过试验筒2的侧壁上开通的多个流通孔20进入至试验筒2内，并流经验筒2中的污染土21，使得流经验筒2内的污染土21随水流通过个流通孔20进入至水流空间210内，然后形成的污水通过靠近出水管13的通水孔110进入至靠近出水管13的容纳空腔101中后载通过出水管13排出(为了保证水从进水管12进，从出水管13出，可以使箱体1靠近进水管12的一端高于靠近出水管13的一端)至污水收集箱(出水管13连接有污水收集箱)，防止污水中的污染物对外界环境造成二次污染(为了更好的防止污染土外泄，可以在隔板111靠近试验筒2的一侧面上固定有过滤层，以便将污染杂质留在箱体1内)；

实验结束后，将试验筒2取出，拆除各个结构，可分层、分区取污染土并依次编号，再将编好号码的土体用专用仪器监测其中各污染物浓度，以及结合通过控制水的流量可实现预定的流速，水流匀速经试验筒2侧壁上的多个流通孔20流过污染土21，可达到模拟一定流速下污染物扩散速率的效果，整理(将多个实验的不同水流速作为x轴的数据，将多个水流速一一对应的多个污染土中污染物的浓度作为y轴的数据)便可得到整体污染土中污染物随水流的扩散情况。

实施例2：模拟冻土及冻结温度下土体中污染物扩散规律的效果，其工作原理如下：

本发明试验筒顶部安装低温板221，低温板221外接盐水输入管222和盐水输出管223，同时盐水输入管222和盐水输出管223均接通至盐水箱224，则打开控制阀，低温板221内开设的第一空腔、盐水输入管222、盐水输出管223和盐水箱224形成循环回路，盐水箱224中为低温盐水，这样可在污染土21顶部形成冷冻循环系统，通过低温板221可以提供持续的冷端温度；

实验结束后，将试验筒2取出，拆除各个结构，可分层、分区取污染土并依次编号，再将编好号码的土体用专用仪器监测其中各污染物浓度，结合低温板221提供持续的冷端温度，整理便可以得到模拟冻土及冻结温度下污染土中污染物扩散规律。

实施例3：实施例3为实施例2与实施例1的结合，以便掌握污染土21在低温和水流的共同下对其污染物扩散的影响效果。

实施例4：模拟高温下土体中污染物的扩散情况，其工作原理如下：本发明试验筒2底部安装高温板231，高温板231内安装电热器232，则电热器232通电可达到加热效果，这样便可以形成固定的热源温度；

实验结束后，将试验筒2取出，拆除各个结构，可分层、分区取污染土并依次编号，再将编好号码的土体用专用仪器监测其中各污染物浓度，结合高温板231提供持续的热源温度，整理便可以得到模拟高温下污染土中污染物的扩散情况。

实施例5：实施例5为实施例4与实施例2的结合，形成冷热交替循环条件下污染土中污染物的扩散情况。

实施例6：实施例6为实施例5与实施例3的结合，掌握污染土在冷热交替循环以及水流的共同条件下污染土中污染物的扩散效果。

实施例7：

在实施例1-6的基础上，本发明的多个温度探头沿试验筒2的中轴线间隔嵌入在污染土中，并可以通过显示屏显示出来，则可以模拟冻融环境下污染土内部温度场的变化情况；并且，本发明的多个水分传感器沿试验筒2的中轴线间隔嵌入在污染土中，并可以通过显示屏显示出来，则可以模拟冻融环境下污染土内部水分迁移情况，从而本发明通过多个温度探头和多个水分传感器可以为本发明模拟污染土中污染物的扩散提供更精准的试验条件。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。