一种用于分析卤代烯烃迁移转化时空规律的模拟装置

本技术涉及卤代有机污染物污染羽刻画模拟设备的，更具体地，涉及一种用于分析卤代烯烃迁移转化时空规律的模拟装置。

背景技术：

1、氯乙烯(四氯乙烯，pce；三氯乙烯，tce等)由于其出色的物理、化学性质以及较低的生产成本而被大量生产并广泛应用于工业，农业，军工业和城市生活中(如用作金属脱脂剂、化学合成中间体、传热液和干洗液等)。由于pce和tce的广泛、长时间的使用，大量的pce和tce在使用过程通过跑冒滴漏进入环境中，导致全球大面积的土壤和地下水被污染。氯乙烯对人体及其他生物具有较大毒性，具体包括发育毒性，干扰内分泌功能，生殖毒性，并且，氯乙烯的低氯代产物(如一氯乙烯，vc)具有更大的毒性，对人体造成内分泌干扰、肝损伤、神经毒性及致癌作用。2017年，tce和vc已分别被列入物质优先处理名单(substancepriority list)中的第16位和第4位。因此，亟需对环境介质中这类卤代有机污染物进行修复处理。

2、氯乙烯类污染物由于比水重，一旦泄露至环境中便会在重力作用下渗透至含水层。并且由于难溶于水，氯乙烯污染物会随着水流及土壤间隙的毛细管力作用发生横向扩散，产生更大范围的污染羽。因此，由于氯乙烯特殊的物理化学特性，以及污染物分布特征随着时间的变化趋势复杂，氯乙烯污染羽的精准刻画对污染物的高效修复既关键又困难，使得对氯乙烯污染的高效修复构成了巨大挑战。此外，在原位微生物修复氯乙烯污染物过程中，脱卤菌的定殖和扩散与氯乙烯污染物的关系鲜有报道，脱卤菌是否会跟踪污染物进行定殖并还原脱氯也尚未了解。

3、因此，为了探究氯乙烯污染物的扩散规律并精确刻画污染羽，提高氯乙烯污染物的修复效率，以及探究脱卤菌扩散定殖规律，优化微生物修复技术，亟需开发一种模拟装置，实现对氯乙烯污染物及脱卤菌时空分布规律的探究，促进氯乙烯污染的原位高效修复。

4、现有一种模拟土壤中污染物迁移规律装置，所述装置包括：实验模拟柱、采样装置、淋洗液收集装置和水位控制系统，所述实验模拟柱中填入培养土，培养土中插入观测管，所述水位控制系统通过橡胶软管与观测管连接，向培养土中注水，所述水位控制系统能够进行恒定水位供水或干湿交替性供水，所述采样装置从实验模拟柱中采集不同深度的土壤溶液，所述淋洗液收集装置收集培养土底部的土壤淋洗液。

5、上述现有的土壤污染物迁移规律模拟装置，无法针对氯乙烯污染物的扩散规律并精确刻画污染羽，仍然满足不了氯乙烯污染物及脱卤菌时空分布规律的探究需求。

技术实现思路

1、本实用新型为克服上述现有技术满足不了氯乙烯污染物及脱卤菌时空分布规律的探究需求，提供一种用于分析卤代烯烃迁移转化时空规律的模拟装置。

2、为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种用于分析卤代烯烃迁移转化时空规律的模拟装置，包括箱体，所述箱体的顶壁开设有多个监测区，每个监测区连接有若干土壤取样器及若干气相取样器；所述土壤取样器及所述气相取样器均位于箱体内部。

3、箱体用于盛装土壤，以模拟自然环境；将氯乙烯污染源置入箱体内，然后利用气相取样器来监测箱体内土壤中氯乙烯的浓度，待氯乙烯在箱体内的土壤中充分扩散后，再将脱卤菌置入箱体内，然后通过土壤取样器收集土壤并测定脱卤菌的扩散定殖情况。

4、进一步地，所述气相取样器包括浅层气相取样器、中层气相取样器及深层气相取样器；所述浅层气相取样器的底端与箱体顶壁之间的距离小于中层气相取样器的底端与箱体顶壁之间的距离，所述中层气相取样器的底端与箱体顶壁之间的距离小于深层气相取样器的底端与箱体顶壁之间的距离。

5、进一步地，所述气相取样器为中间贯通的管状气相取样器。

6、进一步地，所述浅层气相取样器的长度为50～60mm；所述中层气相取样器的长度为290～310mm，所述深层气相取样器的长度为500～550mm；所述箱体的深度为600～650mm。

7、进一步地，所述土壤取样器包括棒体，所述棒体上开设有多个用于储存土壤的收集槽，多个所述收集槽沿棒体的延伸方向排列。

8、进一步地，所述收集槽朝向棒体的底部倾斜开设于棒体的侧壁上。

9、进一步地，多个所述收集槽分别排列于棒体轴线的两侧。

10、进一步地，所述土壤取样器、气相取样器均可拆卸地设于箱体顶部的监测区内。

11、进一步地，所述箱体顶壁在每个监测区内均可拆卸地设有多个密封接头，所述土壤取样器、气相取样器均通过密封接头与箱体顶壁可拆卸连接。

12、进一步地，所述密封接头包括连接组件及密封组件，所述土壤取样器、气相取样器通过连接组件安装于箱体的顶壁；所述密封组件用于将土壤取样器、气相取样器与箱体外界隔离。

13、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

14、1.通过在箱体上设置多个监测区，且每个监测区均设有土壤取样器及气相取样器，从而可以充分地监测到箱体内氯乙烯的扩散情况，进而达到真实反映氯乙烯污染物泄漏至土壤环境中迁移扩散规律的效果，也能够通过对土壤样品的测定分析来实现对脱卤菌的扩散及定殖情况研究，为实际污染场地微生物修复提供了理论指导；

15、2.通过设置浅层气相取样器、中层气相取样器及深层气相取样器，能够对箱体中土壤各个深度的氯乙烯扩散情况进行监测，结合箱体设置有多个监测区，实现了横向、竖向、纵向多维度监测，更能够真实地反映氯乙烯污染物泄漏至土壤环境中迁移扩散规律；

16、3.通过在棒体上开设多个沿棒体的延伸方向排列的收集槽，使得箱体内各个深度的土壤均可以被收集槽所收集，从而能够采集到足够多且足够具有代表性的土壤样本，进而实现较为准确地获知脱卤菌的扩散及定殖情况。

技术特征：

1.一种用于分析卤代烯烃迁移转化时空规律的模拟装置，其特征在于，包括箱体(1)，所述箱体(1)的顶壁开设有多个监测区(2)，每个监测区(2)连接有若干土壤取样器(6)及若干气相取样器；所述土壤取样器(6)及所述气相取样器均位于箱体(1)内部；所述气相取样器包括浅层气相取样器(3)、中层气相取样器(4)及深层气相取样器(5)；所述浅层气相取样器(3)的底端与箱体(1)顶壁之间的距离小于中层气相取样器(4)的底端与箱体(1)顶壁之间的距离，所述中层气相取样器(4)的底端与箱体(1)顶壁之间的距离小于深层气相取样器(5)的底端与箱体(1)顶壁之间的距离。

2.根据权利要求1所述的用于分析卤代烯烃迁移转化时空规律的模拟装置，其特征在于，所述气相取样器为中间贯通的管状气相取样器。

3.根据权利要求2所述的用于分析卤代烯烃迁移转化时空规律的模拟装置，其特征在于，所述浅层气相取样器(3)的长度为50～60mm；所述中层气相取样器(4)的长度为290～310mm，所述深层气相取样器(5)的长度为500～550mm。

4.根据权利要求1所述的用于分析卤代烯烃迁移转化时空规律的模拟装置，其特征在于，所述土壤取样器(6)包括棒体(61)，所述棒体(61)上开设有多个用于储存土壤的收集槽(62)，多个所述收集槽(62)沿棒体(61)的延伸方向排列。

5.根据权利要求4所述的用于分析卤代烯烃迁移转化时空规律的模拟装置，其特征在于，所述收集槽(62)朝向棒体(61)的底部倾斜开设于棒体(61)的侧壁上。

6.根据权利要求5所述的用于分析卤代烯烃迁移转化时空规律的模拟装置，其特征在于，多个所述收集槽(62)分别排列于棒体(61)轴线的两侧。

7.根据权利要求1所述的用于分析卤代烯烃迁移转化时空规律的模拟装置，其特征在于，所述土壤取样器(6)、气相取样器均可拆卸地设于箱体(1)顶部的监测区(2)内。

8.根据权利要求7所述的用于分析卤代烯烃迁移转化时空规律的模拟装置，其特征在于，所述箱体(1)顶壁在每个监测区(2)内均可拆卸地设有多个密封接头(7)，所述土壤取样器(6)、气相取样器均通过密封接头(7)与箱体(1)顶壁可拆卸连接。

9.根据权利要求8所述的，其特征在于，所述密封接头(7)包括连接组件及密封组件，所述土壤取样器(6)、气相取样器通过连接组件安装于箱体(1)的顶壁；所述密封组件用于将土壤取样器(6)、气相取样器与箱体(1)外界隔离。

技术总结本技术涉及卤代有机污染物污染羽刻画模拟设备的技术领域，更具体地，涉及一种用于分析卤代烯烃迁移转化时空规律的模拟装置，包括箱体，所述箱体的顶壁开设有多个监测区，每个监测区连接有若干土壤取样器及若干气相取样器；所述土壤取样器及所述气相取样器均位于箱体内部。箱体用于盛装土壤，以模拟自然环境；将氯乙烯污染源置入箱体内，然后利用气相取样器来监测箱体内土壤中氯乙烯的浓度，待氯乙烯在箱体内的土壤中充分扩散后，再将脱卤菌置入箱体内，然后通过土壤取样器收集土壤并测定脱卤菌的扩散定殖情况。技术研发人员：汪善全,吴日枫,许湘萍受保护的技术使用者：中山大学技术研发日：20231108技术公布日：2024/8/16