[發(fā)明專利]土壤凍融過程中污染物遷移轉(zhuǎn)化的模擬裝置及方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010101368.9
• 申請(qǐng)日: 2010-01-27
• 公開（公告）號(hào): CN101788552A
• 公開（公告）日: 2010-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郝芳華;陳思楊;歐陽(yáng)威;宋凱宇;張璇;徐一鳴
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京師范大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N33/24
• 分類號(hào): G01N33/24
• 代理公司: 北京慧泉知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

1.一種土壤凍融過程中污染物遷移轉(zhuǎn)化的模擬裝置，其特征在于：該裝置具體包括四部 分：凍融箱、加熱裝置、制冷裝置、控制器；

凍融箱由箱體、冷風(fēng)板組成；箱體的兩側(cè)面設(shè)有玻璃窗，箱體頂部留有一定空間，安裝 冷風(fēng)板，冷風(fēng)板上均勻設(shè)有通氣孔；箱體兩對(duì)角線上等距布設(shè)溫度傳感器；箱體內(nèi)均勻放置 復(fù)數(shù)個(gè)土柱桶；在其中每個(gè)土柱桶內(nèi)按照上、中、下層垂直安裝熱敏電阻溫度計(jì)，并與控制 器連接，通過顯示屏和計(jì)算機(jī)顯示輸出溫度變化情況；在每個(gè)土柱桶上方的頂板安裝位移傳 感器，用于測(cè)定垂直方向上土體的變形；

加熱裝置設(shè)置于凍融箱底部；

制冷裝置與一冷室相連，通過冷風(fēng)管將冷室與凍融箱相連接，冷風(fēng)管設(shè)有閥門，

控制器設(shè)于凍融箱外部，分別與凍融箱、加熱裝置、制冷裝置、熱敏電阻溫度計(jì)和溫度 傳感器相連，控制器上設(shè)有接口，與計(jì)算機(jī)相連，顯示并記錄凍融實(shí)驗(yàn)設(shè)備的工作參數(shù)和凍 融過程中土體不同深度的溫度變化，并將信息輸出記錄。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤凍融過程中污染物遷移轉(zhuǎn)化的模擬裝置，其特征在于：所 述的箱體為夾層構(gòu)造，夾層內(nèi)填充發(fā)泡聚氨酯塑料隔熱。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤凍融過程中污染物遷移轉(zhuǎn)化的模擬裝置，其特征在于：所 述的土柱桶由透明抗凍聚丙烯塑料制成，塑料中填充有多孔玻璃微珠。

4.一種土壤凍融過程中污染物遷移轉(zhuǎn)化的模擬方法，其特征在于：具體包括如下步驟：

步驟一、實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作

把自然狀態(tài)的土壤樣品緩慢裝入土壤凍融過程中污染物遷移轉(zhuǎn)化模擬裝置的透明抗凍土 柱桶內(nèi)，在采集的土樣中添加蒸餾水；凍融實(shí)驗(yàn)開始前，選取裝好土壤的其中一個(gè)土柱桶， 分別取土壤樣品各層測(cè)定含水率、電導(dǎo)率和氮磷含量；

步驟二、模擬凍結(jié)和融化兩個(gè)過程中土壤水分和污染物的遷移情況

（1）凍結(jié)

啟動(dòng)壓縮機(jī)，使凍融箱內(nèi)溫度降低至-20℃，待溫度恒定后，繼續(xù)凍結(jié)；凍結(jié)時(shí)，在土柱 冷凍4h、8h、12h、16h、24h、48h后，分別取一個(gè)土柱桶，分層采集土樣，測(cè)定各層含水率、 電導(dǎo)率和氮磷含量；凍結(jié)過程中每10min觀測(cè)記錄上、中、下層土壤溫度；

（2）融化

關(guān)閉制冷裝置中冷風(fēng)管閥門，防止加熱融化過程中熱氣通過冷風(fēng)板散失，同時(shí)啟動(dòng)加熱 裝置，升溫至25℃，控制溫度恒定并持續(xù)供熱24h，在土柱融化2h、4h、8h、12h、16h、20h、 24h后，分別取一個(gè)土柱桶，分層采集土樣，測(cè)定各層含水率、電導(dǎo)率和氮磷含量；

步驟三、模擬凍結(jié)和融化反復(fù)循環(huán)過程中水分和污染物的遷移情況

通過控制器，啟動(dòng)或關(guān)閉制冷裝置/加熱裝置，控制凍融箱對(duì)角線最上方處溫度傳感器測(cè) 定溫度在-15℃和15℃間循環(huán)變化，循環(huán)周期為每隔3小時(shí)變化一次溫度，在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行3h、6h、 9h、12h、15h、18h、21h、24h后，分別取一個(gè)土柱桶，分層采集土樣，測(cè)定各層含水率、 電導(dǎo)率和氮磷含量。