[发明专利]一种研究土壤颗粒物排放的模拟装置及方法

说明书

本发明公开了一种研究土壤颗粒物排放的模拟装置，包括风机、模拟装置主体，模拟装置主体一端为进风端，模拟装置主体的进风端设置有导风板，模拟装置主体的进风端通过导风管与风机连接，模拟装置主体内的顶部设置有降雨管和光照管，模拟装置主体内的底部设置有样品槽，样品槽内设置有搅拌器，样品槽的底部设置有槽底漏水孔，模拟装置主体的两端的分别设置有上风向空气颗粒物采样器和下风向空气颗粒物采样器，本发明还公开了一种研究土壤颗粒物排放的方法。本发明可以同时模拟不同土壤类型、风速、翻耕强度、降雨强度、光照强度多个实验因素影响下的农业用地颗粒物排放。

技术领域

本发明涉及颗粒物排放领域，尤其涉及一种研究土壤颗粒物排放的模拟装置，还涉及一种研究土壤颗粒物排放的方法，适用于模拟研究旱地耕作过程PM2.5、PM10排放的机制和排放量的估算。

背景技术

大气气溶胶对区域雾霾和气候变化的影响是当前的研究热点，而土壤气溶胶是大气气溶胶的主要成分之一，土壤气溶胶在大气颗粒物PM10中所占的质量浓度一般为5％-20％,在某些区域或者特定的气候条件下可能会更高。

我国地域辽阔，耕地分布广泛。在北方地区，由于气候干燥、全年平均风速较大，土壤风蚀严重，而在南方地区，由于全年降雨较多，雨水的淋溶作用使得土壤中有机质下移，土壤表层风化严重。因此，土壤风蚀是土壤气溶胶中颗粒物的重要来源。除了常年存在的土壤风蚀，农田耕地虽然只有短短的几天到几周，但是颗粒物的排放却可能是风蚀的数倍，也是土壤气溶胶的重要来源之一。研究不同地表土壤风蚀、农业耕作等与颗粒物排放之间的关系对大气颗粒物研究具有重要意义。

发明内容

提供一种研究土壤颗粒物排放的模拟装置，还提供了一种研究土壤颗粒物排放的方法。装置结构简单，控制灵活方便，可以同时模拟单一或多个因素影响下土壤颗粒物的排放。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

一种研究土壤颗粒物排放的模拟装置，包括风机，还包括模拟装置主体，模拟装置主体一端为进风端，模拟装置主体的进风端设置有导风板，模拟装置主体的进风端通过导风管与风机连接，模拟装置主体内的顶部设置有降雨管和光照管，模拟装置主体内的底部设置有样品槽，样品槽内设置有搅拌器，样品槽的底部设置有槽底漏水孔，模拟装置主体的底部设置有滤水池，模拟装置主体底部设置有与滤水池连通的底部漏水孔，滤水池上设置有排水管，模拟装置主体的两端的分别设置有上风向空气颗粒物采样器和下风向空气颗粒物采样器。

如上所述的导风板包括从上往下依次设置的若干个导风叶片，导风叶片与风向调节阀连接。

如上所述的降雨管与水泵连接。

一种研究土壤颗粒物排放的模拟装置，还包括分别与风机、水泵、光照管、搅拌器连接的控制箱。

如上所述的模拟装置主体、风机、控制箱均设置在移动支架上。

如上所述的模拟装置主体的侧部设置有操作孔。

一种研究土壤颗粒物排放的方法，包括以下步骤：

步骤1、将样品放置于样品槽中，通过控制箱控制搅拌器搅拌速度为0～100r/min；

步骤2、通过控制箱控制导风板出风风速，导风板出风风速的范围为0～3m/s，调节风向调节阀设定导风板的出风风向，出风风向与垂直方向的角度为0～180°；通过控制箱控制降雨管的降雨量和降雨时间；通过控制箱控制光照管光照强度和时间；

步骤3、待模拟装置主体中风场稳定，通过上风向空气颗粒物采样器和下风向空气颗粒物采样器采集颗粒物气体；

步骤4、计算颗粒物排放量M。

如上所述的步骤4包括以下步骤：

步骤4.1、由下式确定排放系数EF_i：