一种基于土柱淋溶实验的新型环境污染物迁移模拟装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术一种基于土柱淋溶实验的新型环境污染物迁移模拟装置涉及属于淋溶装置技术领域，具体涉及一种基于土柱淋溶实验的新型环境污染物迁移模拟装置，包括固定相连的固定架和用于模拟降雨的淋溶土柱管，其特征在于，所述淋溶土柱管上方设置有马氏瓶，所述马氏瓶通过淋溶土柱管与位于淋溶土柱管下方的样品收集瓶相连，所述马氏瓶与固定架固定相连；淋溶土柱管从上至下依次分为超高层区域、填充有玻璃珠的玻璃珠层区域、填充有石英砂的上石英砂层区域、填充土壤的模拟土层区域、填充有石英砂的下石英砂区域及铺设滤纸的滤纸层区域；本装置结构简单，装卸方便快捷，易于制造，设计合理，重复利用率高，数据获取便捷，经济实用，适合推广应用。适合推广应用。适合推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种基于土柱淋溶实验的新型环境污染物迁移模拟装置


[0001]本技术涉及属于淋溶装置
，具体涉及一种基于土柱淋溶实验的新型环境污染物迁移模拟装置。

技术介绍

[0002]抗生素因具有防治疾病和促进动物生长的双重功效而被广泛应用于畜牧养殖业。由于抗生素在畜牧养殖业中的长期使用，导致养殖动物肠道内诱导出大量的抗生素抗性基因（Antibiotic Resistance Genes, ARGs）。这些动物体内的抗生素及其抗性基因会随着动物粪便和尿液被排出。我国是畜禽养殖大国，在满足国民生活的同时也产生了大量的畜禽粪污。由于处理运行成本投入较大、缺少因地制宜的粪便处理工艺，这些含有抗生素及其抗性基因的畜禽粪尿和污水超过 40%以上未得到有效处理而直接进入土壤环境。随着抗生素在土壤环境中的持续累积，其产生的环境胁迫又会进一步加重ARGs的传播风险。进入土壤中的ARGs可以在土壤矿物、有机胶体等的保护下长期存在。与其他污染物不同的是，ARGs具有遗传性，可通过物种间遗传物质的交换、自身繁殖等方式无限传播，并在不同介质中的微生物菌群之间进行水平转移。ARGs不但可以在土壤介质中迁移，还可以通过植物吸收进入生物链，甚至通过渗漏进入地下水，进而通过食物链逐级传递，最终危害人类健康。
[0003]ARGs在土壤环境的迁移传播是一个非常复杂的过程。首先，ARGs可以通过遗传或基因转移在微生物间传播，其次，ARGs可以借助风力、水流等自然外力，以及通过蚯蚓、线虫等土壤动物的携带在土壤不同空间上发生迁移。目前，关于ARGs在土壤环境中迁移传播规律的研究还处于起步阶段，尤其是土壤中ARGs的空间垂直分布特征有很多问题还需要进一步深入探讨。
[0004]目前关于 ARGs 的研究主要集中在农田土壤施用粪肥或废水灌溉后 ARGs 的分布特点和丰度变化、ARGs 外源汇入对土壤微生物群落结构和多样性的影响等。然而目前还未有关于采用室内模拟土柱实验研究土壤中ARGs的空间垂直分布特征的报道。本实验装置可进行 ARGs 纵向迁移的室内模拟实验，模拟人工降雨环境，进行土柱降雨淋溶模型实验，研究耕作层土壤中 ARGs 的空间分布特征，分析 ARGs 在不同深度土壤中的种类和丰度，也可用于在不同条件下的填土柱反应实验以探求 ARGs 随土壤溶液向土壤深层迁移的规律。

技术实现思路

[0005]本技术的目的是针对上述问题，提供结构简单、易于制造、可操作性能强、模拟误差小、易于控制反应条件、便于取样的一种基于土柱淋溶实验的新型污染物迁移模拟装置，该实验装置可进行四环素类抗生素抗性基因纵向迁移的室内模拟实验，模拟人工降雨环境，进行土柱降雨淋溶模型实验，研究耕作层土壤中四环素类抗生素抗性基因的空间分布特征，分析四环素类抗生素抗性基因在不同深度土壤中的种类和丰度，也可用于在不同条件下的填土柱反应实验以探求四环素类抗生素抗性基因随土壤溶液向土壤深层迁移
的规律。
[0006]本技术一种基于土柱淋溶实验的新型环境污染物迁移模拟装置，包括固定相连的固定架和用于模拟降雨的淋溶土柱管，其特征在于，所述淋溶土柱管上方设置有马氏瓶，所述马氏瓶通过淋溶土柱管与位于淋溶土柱管下方的样品收集瓶相连，所述马氏瓶与固定架固定相连；
[0007]所述淋溶土柱管从上至下依次分为超高层区域、填充有玻璃珠的玻璃珠层区域、填充有石英砂的上石英砂层区域、填充土壤的模拟土层区域、填充有石英砂的下石英砂区域及铺设滤纸的滤纸层区域；
[0008]所述马氏瓶上连接有出水管，出水管远离马氏瓶的一端伸入超高层区域，所述样品收集瓶通过收集管与淋溶土柱管底部相连通；
[0009]所述淋溶土柱管周面上对应模拟土层区域的位置设置有取样口。
[0010]优选地，超高层区域高度为3
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4 cm，玻璃珠层区域高度为1
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2 cm，上石英砂层区域高度为1
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2cm，模拟土层区域高度为25 cm，下石英砂区域高度为1
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2 cm，滤纸层区域高度为1
‑
2 cm。
[0011]优选地，玻璃珠直径为3 mm，石英砂为20
‑
40目。
[0012]优选地，淋溶土柱管周面上设有三个用于取样的取样口，相邻两个取样口在竖直方向上的距离均为10 cm，取样口直径为1 cm。
[0013]优选地，靠近上石英砂层区域的取样口与上石英砂层区域在竖直方向上的距离为5cm。
[0014]优选地，还包括取样装置，所述取样装置上连接有取样管，所述取样管远离取样装置的一端伸入取样口后与淋溶土柱管内的模拟土层区域相连通。
[0015]优选地，取样装置包括取样筒，所述取样筒的一端与取样管密封相连，取样筒内密封设置有活塞，活塞背离取样管的一面上设置有取样推拉杆，取样推拉杆远离活塞的一端从取样筒内伸出。
[0016]优选地，收集管通过漏斗与样品收集瓶相连。
[0017]或者优选地，淋溶土柱管的内壁上涂覆有白凡士林疏水涂层。
[0018]优选地，淋溶土柱管为有机玻璃制成，淋溶土柱管直径为5
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10 cm，高度为35
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40 cm。
[0019]本技术的优点与有益效果为：
[0020]（1）本装置结构简单，装卸方便快捷，易于制造，设计合理，重复利用率高，数据获取便捷，经济实用，适合推广应用。
[0021]（2）本装置运行稳定，易于控制反应条件，可操作性强，淋溶效果好且可根据实验需求设定不同的淋溶量，模拟不同降雨强度。
[0022]（3）本装置可通过土壤溶液采样器单独且多次收集分析不同时段，不同土层的淋溶液，实验结束后，可实现在不分割淋溶土柱管的情况下，快速取出垂直方向上不同层次的土壤样品进行分析，采样数据多样，使实验更加真实有效。
[0023]（4）本技术可进行新环境污染物纵向迁移的室内模拟实验，模拟人工降雨环境，进行土柱降雨淋溶模型实验，也可用于在不同条件下的填土柱反应实验以探求淋溶后污染物随土壤溶液向土壤深层迁移的规律。
附图说明
[0024]图1为本技术结构示意图。
[0025]图2为本技术实施例2中不同降雨量条件下的土柱淋溶实验结果。
[0026]图3为本技术实施例3中不同土壤类型条件下的土柱淋溶实验结果。
[0027]附图标记：1
‑
固定架，2
‑
马氏瓶，3
‑
淋溶土柱管，4
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样品收集瓶，9
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超高层区域，10
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玻璃珠层区域，11
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上石英砂层区域，12
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模拟土层区域，13
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下石英砂区域，14
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滤纸层区域 ，15
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取样口，16
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取样装置，17
‑
取样管，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于土柱淋溶实验的新型环境污染物迁移模拟装置，包括固定相连的固定架（1）和用于模拟降雨的淋溶土柱管（3），其特征在于，所述淋溶土柱管（3）上方设置有马氏瓶（2），所述马氏瓶（2）通过淋溶土柱管（3）与位于淋溶土柱管（3）下方的样品收集瓶（4）相连，所述马氏瓶（2）与固定架（1）固定相连；所述淋溶土柱管（3）从上至下依次分为超高层区域（9）、填充有玻璃珠的玻璃珠层区域（10）、填充有石英砂的上石英砂层区域（11）、填充土壤的模拟土层区域（12）、填充有石英砂的下石英砂区域（13）及铺设滤纸的滤纸层区域（14）；所述马氏瓶（2）上连接有出水管，出水管远离马氏瓶（2）的一端伸入超高层区域（9），所述样品收集瓶（4）通过收集管（21）与淋溶土柱管（3）底部相连通；所述淋溶土柱管（3）周面上对应模拟土层区域（12）的位置设置有取样口（15）。2.如权利要求1所述一种基于土柱淋溶实验的新型环境污染物迁移模拟装置，其特征在于，所述超高层区域（9）高度为3
‑
4 cm，玻璃珠层区域（10）高度为1
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2 cm，上石英砂层区域（11）高度为1
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2cm，模拟土层区域（12）高度为25 cm，下石英砂区域（13）高度为1
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2 cm，滤纸层区域（14）高度为1
‑
2 cm。3.如权利要求2所述一种基于土柱淋溶实验的新型环境污染物迁移模拟装置，其特征在于，所述玻璃珠直径为3 mm，石英砂为20
‑
40目。4.如权利要求3所述一种基于土柱淋溶实验的新型环境污染物迁移模拟装置，其特征在于，所述淋...

【专利技术属性】
技术研发人员：安婧，王宝玉，高程程，丁子明，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳应用生态研究所，
类型：新型
国别省市：