[發明專利]一種研究土壤顆粒物排放的模擬裝置及方法

有效

• 申請號: 201710013705.0
• 申請日: 2017-01-09
• 公開（公告）號: CN106840986B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 汪明霞;任俊杰;孫國成;薛玲玲;孫杰威
• 申請（專利權）人: 華中農業大學
• 主分類號: G01N15/06
• 分類號: G01N15/06;G01N5/02
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所(普通合伙) 42001
• 代理人: 李鵬;王敏鋒

本發明公開了一種研究土壤顆粒物排放的模擬裝置，包括風機、模擬裝置主體，模擬裝置主體一端為進風端，模擬裝置主體的進風端設置有導風板，模擬裝置主體的進風端通過導風管與風機連接，模擬裝置主體內的頂部設置有降雨管和光照管，模擬裝置主體內的底部設置有樣品槽，樣品槽內設置有攪拌器，樣品槽的底部設置有槽底漏水孔，模擬裝置主體的兩端的分別設置有上風向空氣顆粒物采樣器和下風向空氣顆粒物采樣器，本發明還公開了一種研究土壤顆粒物排放的方法。本發明可以同時模擬不同土壤類型、風速、翻耕強度、降雨強度、光照強度多個實驗因素影響下的農業用地顆粒物排放。

技術領域

本發明涉及顆粒物排放領域，尤其涉及一種研究土壤顆粒物排放的模擬裝置，還涉及一種研究土壤顆粒物排放的方法，適用于模擬研究旱地耕作過程PM2.5、PM10排放的機制和排放量的估算。

背景技術

大氣氣溶膠對區域霧霾和氣候變化的影響是當前的研究熱點，而土壤氣溶膠是大氣氣溶膠的主要成分之一，土壤氣溶膠在大氣顆粒物PM10中所占的質量濃度一般為5％-20％,在某些區域或者特定的氣候條件下可能會更高。

我國地域遼闊，耕地分布廣泛。在北方地區，由于氣候干燥、全年平均風速較大，土壤風蝕嚴重，而在南方地區，由于全年降雨較多，雨水的淋溶作用使得土壤中有機質下移，土壤表層風化嚴重。因此，土壤風蝕是土壤氣溶膠中顆粒物的重要來源。除了常年存在的土壤風蝕，農田耕地雖然只有短短的幾天到幾周，但是顆粒物的排放卻可能是風蝕的數倍，也是土壤氣溶膠的重要來源之一。研究不同地表土壤風蝕、農業耕作等與顆粒物排放之間的關系對大氣顆粒物研究具有重要意義。

發明內容

提供一種研究土壤顆粒物排放的模擬裝置，還提供了一種研究土壤顆粒物排放的方法。裝置結構簡單，控制靈活方便，可以同時模擬單一或多個因素影響下土壤顆粒物的排放。

本發明的上述目的通過以下技術方案實現：

一種研究土壤顆粒物排放的模擬裝置，包括風機，還包括模擬裝置主體，模擬裝置主體一端為進風端，模擬裝置主體的進風端設置有導風板，模擬裝置主體的進風端通過導風管與風機連接，模擬裝置主體內的頂部設置有降雨管和光照管，模擬裝置主體內的底部設置有樣品槽，樣品槽內設置有攪拌器，樣品槽的底部設置有槽底漏水孔，模擬裝置主體的底部設置有濾水池，模擬裝置主體底部設置有與濾水池連通的底部漏水孔，濾水池上設置有排水管，模擬裝置主體的兩端的分別設置有上風向空氣顆粒物采樣器和下風向空氣顆粒物采樣器。

如上所述的導風板包括從上往下依次設置的若干個導風葉片，導風葉片與風向調節閥連接。

如上所述的降雨管與水泵連接。

一種研究土壤顆粒物排放的模擬裝置，還包括分別與風機、水泵、光照管、攪拌器連接的控制箱。

如上所述的模擬裝置主體、風機、控制箱均設置在移動支架上。

如上所述的模擬裝置主體的側部設置有操作孔。

一種研究土壤顆粒物排放的方法，包括以下步驟：

步驟1、將樣品放置于樣品槽中，通過控制箱控制攪拌器攪拌速度為0～100r/min；

步驟2、通過控制箱控制導風板出風風速，導風板出風風速的范圍為0～3m/s，調節風向調節閥設定導風板的出風風向，出風風向與垂直方向的角度為0～180°；通過控制箱控制降雨管的降雨量和降雨時間；通過控制箱控制光照管光照強度和時間；

步驟3、待模擬裝置主體中風場穩定，通過上風向空氣顆粒物采樣器和下風向空氣顆粒物采樣器采集顆粒物氣體；

步驟4、計算顆粒物排放量M。

如上所述的步驟4包括以下步驟：

步驟4.1、由下式確定排放系數EF_i：