[发明专利]一种监测与分析淋滤状态下土壤充填物中污染物动态释放的模拟系统

说明书

本发明监测与分析淋滤状态下土壤充填物中污染物动态释放的模拟系统，由样品容器外部子系统、样品容器内部子系统、高压供气子系统、淋滤液PH值调控子系统、进水进气管路子系统、传感器电路子系统、电脑控制终端子系统和淋滤液有机物分离子系统八个子系统组成；监测分析系统由高压供气子系统和淋滤液PH值调控子系统通过进水进气管路子系统向样品容器内部子系统提供一定压力气体和具有一定PH值的喷淋液；样品容器内部子系统内部压力、淋滤液中重金属污染物浓度及喷淋液的PH值信号分别通过传感器电路子系统传送至电脑控制终端子系统，同时部分淋滤液通过淋滤液有机物分离子系统分离提纯后进一步进行有机物分析，从而实现对固体废弃物中重金属污染物及有机物污染物释放的动态实时监测和分析。本发明系统具有操作方便、智能化高、动态淋滤模拟效果好和精度高的优点。

技术领域

本发明属于重构土壤污染物监测分析技术领域，具体涉及一种监测与分析淋滤状态下土壤充填物中污染物动态释放的模拟系统。

背景技术

煤矸石是在煤炭形成过程中伴生的一种含碳量较低、比煤硬度大的岩石，含碳量一般在20－30％，断口呈现褐色，有的还夹杂有少量煤炭，发热量一般可达1000～3000大卡/公斤，它主要来源于煤炭采掘和洗选过程。近些年随着采煤过程中机械化的加强和煤炭洗选比例的增加，使得我国煤矸石累计堆存量和年排放量成为世界上最多的国家之一。然而，我国目前煤矸石的利用率较低(不足15％)，除少量煤矸石用于制砖或水泥的煅烧外，大量煤矸石主要是露天堆放，造成周围环境被严重污染的局面。

鉴于此，国家加大了对矿区环境的治理工作，其中一项就是采用煤矸石充填塌陷区复垦土地，这不仅可以解决大量煤矸石堆放造成的环境污染问题，同时还可以解决矿区土地大量塌陷造成的土地面积减少和水土流失现状。然而，煤矸石充填重构土壤后，煤矸石中所含大量重金属和有机物对环境的污染效应问题，不容忽视，必须展开系统地研究。

目前，国内外对该领域的研究绝大部分都是在实验室内采用静态浸泡和动态淋滤将覆土+煤矸石中的污染物溶下，然后利用各种化学手段提取污染物，并采用相关仪器进行检测和分析，从而获得煤矸石中所含污染物的释放规律和机理，并依据该结果对煤矸石充填重构土壤中污染物对矿区环境的影响作用进行系统性地评价。由于矿区塌陷土地修复过程中煤矸石和土壤的填埋深度较深，

因此在实验室内存在模拟土柱高度太长无法实现、淋滤液PH值调控复杂、污染物检测流程复杂和装置运行精度低等问题，因而有必要针对矿区塌陷土地煤矸石充填重构的特殊要求，开发一套操作便利、使用方便、智能化和精确度高的动态淋滤实验监测分析系统。

发明内容

本发明的目的是解决现有实验室模拟装置在充填物充填重构土壤污染物迁移规律的研究过程中存在实际填埋深度较深时，则模拟装置无法模拟相应的土柱高度，同时模拟装置的耦合温度和淋滤液PH值无法精准调控、污染物检测流程复杂、控制系统智能化不高和实验分析结果重复性低等技术问题，提出一种监测与分析淋滤状态下土壤充填物中污染物动态释放的模拟系统。通过该监测分析系统可以实现自动调控淋滤液PH值、自动调控压力减少土柱高度、自动调控温度、在线监测重金属污染物和在线分离有机污染物等功能以模拟充填物充填重构土壤污染物动态淋滤释放规律，为充填物对充填重构土壤的环境影响研究提供一种新的分析检测方法和技术构思。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案。

一种监测与分析淋滤状态下土壤充填物中污染物动态释放的模拟系统，其特征在于：由样品容器外部子系统、样品容器内部子系统、高压供气子系统、淋滤液PH值调控子系统、进水进气管路子系统、传感器电路子系统、电脑控制终端子系统和淋滤液有机物分离子系统八个子系统组成；所述样品容器外部子系统包括高压法兰密封盖、外壳体、内壳体和底座；所述进水进气管路子系统包括高压水路管和高压进气管；所述传感器电路子系统包括高压传感器电路、淋滤液PH感应传感器电路、X射线荧光传感器电路和喷淋液PH感应传感器电路；所述电脑控制终端子系统包括电脑控制终端和电脑显示器；