[發明專利]一種模擬高砷地下水灌溉對地下水環境影響的實驗裝置

有效

• 申請號: 201710740758.2
• 申請日: 2017-08-25
• 公開（公告）號: CN107643376B
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發明（設計）人: 池澤涌;謝先軍;馮宇;王志強;皮坤福;錢坤;薛肖斌;王焰新
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: G01N33/18
• 分類號: G01N33/18
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 龔春來

本發明提供一種模擬高砷地下水灌溉對地下水環境影響的實驗裝置，包括依次連接的厭氧操作箱、模擬裝置、監測池、三通管和廢液池，所述厭氧操作箱內盛放模擬高砷地下水，所述模擬高砷地下水采用無氧水配制，所述模擬裝置的內部填充模擬土壤層，所述三通管的高度變動時，在壓強差的作用下，所述模擬裝置的水位發生改變，從而實現模擬不同條件的地下水環境，所述模擬高砷地下水流入模擬裝置內，在重力的作用下所述模擬高砷地下水在模擬裝置內滲流，完成滲流的模擬高砷地下水從模擬裝置排出，然后依次流入監測池、三通管和廢液池，所述監測池內放置若干水質監測探頭，所述水質監測探頭用以實現連續監測水樣，所述廢液池用以收集流出的水樣。

技術領域

本發明涉及地下水模擬技術領域，尤其涉及一種模擬高砷地下水灌溉對地下水環境影響的實驗裝置。

背景技術

砷是一種有毒類金屬元素。慢性攝取含砷地下水會造成地方性砷中毒，引起皮膚、膀胱、腎、血管疾病甚至癌變等。高砷地下水分布在全球70多個國家，影響超過1.5億人口。僅就中國而言，約2千萬人口正遭受高砷地下水的威脅。為了更高效地對高砷地下水進行改良和修復，識別高砷地下水系統中砷遷移、富集過程的主控因素是關鍵所在。

溫度、pH、氧化還原環境、共存的活性物質等都影響地下水中砷形態及分布。高砷地下水主要分布在農村地區，而農村地區灌溉活動普遍發生，這種灌溉活動會改變地下水環境物質和環境，為了更好研究高砷地下水灌溉活動對地下水環境的影響，需要場地試驗和模擬實驗結合，從不同尺度對其作用機理進行研究。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種結構簡單、模擬效果好、可行性高的模擬高砷地下水灌溉對地下水環境影響的實驗裝置。

本發明提供一種模擬高砷地下水灌溉對地下水環境影響的實驗裝置，包括依次連接的厭氧操作箱、模擬裝置、監測池、三通管和廢液池，所述三通管能上下移動，所述厭氧操作箱和模擬裝置之間通過第一管道連接，所述監測池和模擬裝置之間通過第二管道連接，所述監測池和三通管的第一管口通過第三管道連接，所述三通管的第二管口和廢液池通過第四管道連接，所述三通管的第三管口與大氣連通，所述厭氧操作箱內盛放模擬高砷地下水，所述模擬高砷地下水用以模擬含有砷的地下水，所述模擬高砷地下水采用無氧水配制，所述模擬裝置的內部填充模擬土壤層，所述模擬土壤層用以模擬土壤介質，所述三通管的高度變動時，在壓強差的作用下，所述模擬裝置的水位發生改變，從而實現模擬不同條件的地下水環境，所述模擬高砷地下水通過第一管道流入模擬裝置內，在重力的作用下所述模擬高砷地下水在模擬裝置內滲流，完成滲流的模擬高砷地下水從模擬裝置內排出，然后依次流入監測池、三通管和廢液池，所述監測池內放置若干水質監測探頭，所述水質監測探頭用以實現連續監測水樣，所述廢液池用以收集流出的水樣。

進一步地，所述模擬裝置包括模擬裝置主體、設置在模擬裝置主體上方的模擬裝置上端和設置在模擬裝置主體下方的模擬裝置下端，所述模擬裝置上端通過第一法蘭盤連接在模擬裝置主體上，所述模擬裝置上端與第一法蘭盤之間通過第一橡膠密封圈密封，所述模擬裝置下端通過第二法蘭盤連接在模擬裝置主體上，所述模擬裝置下端與第二法蘭盤之間通過第二橡膠圈密封。

進一步地，所述模擬裝置上端的中間位置開設第一進水口，通過所述第一進水口將第一管道的一端與模擬裝置上端連接，所述第一管道上設置兩相閥門，開啟所述兩相閥門時，所述模擬高砷地下水流入模擬裝置主體內，所述模擬裝置下端的中間位置開設第一出水口，通過所述第一出水口將第二管道的一端與模擬裝置下端連接，所述第二管道上設置三相閥門，所述三相閥門的其中一端與大氣連通，該與大氣連通的三相閥門的一端用以水樣的采集。

進一步地，接近所述模擬裝置上端的模擬裝置主體的側面設有第一小孔，所述第一小孔內安裝通氣閥，所述通氣閥用以實現模擬裝置主體的內部與大氣間的氣體交換。

進一步地，所述模擬裝置主體的側邊設有若干小孔，這些小孔用以實現沿縱向流動途徑上的水樣的采集。