[发明专利]一种模拟地下水氧化还原带的沙柱装置及使用方法

权利要求书

1.基于模拟地下水氧化还原带的沙柱装置进行卤代烃氧化还原条件研究的方法，所述沙柱装置包括装有填充试剂的柱体（5），柱体（5）的上端连接进水漏斗（4），下端连接出水漏斗（7），进水漏斗（4）的入口连接带有蠕动泵一（3a）的橡胶导水管一（2a）的一端和带有蠕动泵二（3b）的橡胶导水管二（2b）的一端，橡胶导水管一（2a）的另一端连接用于盛放模拟卤代烃污染地下水的水箱（1），橡胶导水管二（2b）的另一端连接微生物培养液输入瓶（9），柱体（5）在不同高度处连接有水化学参数探针/探头（8），根据不同实验的目的，使用一套装置组成沙柱体系，批次研究卤代烃污染水体氧还原带、硝酸盐还原带、铁还原带和硫酸盐还原带的垂向迁移机理及污染修复药剂作用效果和影响因素的问题；

其特征在于，所述方法包括：

步骤（1），在柱体（5）中盛装满足实验要求的填充试介质；

步骤（2），向模拟地下水中加入不同浓度的卤代烃得到模拟卤代烃污染地下水，将欲测验的模拟卤代烃污染地下水样品放入水箱（1）中，将卤代烃地下水修复药剂放入微生物培养液输入瓶（9）中；

步骤（3），O₂和N₂通过氧气瓶和氮气瓶由导管接入水箱（1）中，调整模拟卤代烃污染地下水的N₂和O₂充气比例和时间，在不同柱体（5）中分别形成氧还原带、硝酸盐还原带、铁还原带和硫酸盐还原带，其中氧还原带模拟卤代烃污染地下水氧化还原电势控制在+ 1.1~1.3 V、pH=7，硝酸盐还原带模拟卤代烃污染地下水氧化还原电势控制在+ 0.9~1 V，Fe³⁺ 还原带模拟卤代烃污染地下水氧化还原电势控制在+ 0.7~0.8 V，SO₄^2-还原带模拟卤代烃污染地下水氧化还原电势控制在0.1~0.2 V；

步骤（4），通过蠕动泵一（3a）调节水箱（1）中模拟卤代烃污染地下水的流速为4-8 mL/天，通过蠕动泵二（3b）控制卤代烃污染地下水修复药剂的流速2-3 mL/天，精确还原地下水受污场地；

步骤（5），柱体（5）持续通入模拟卤代烃污染地下水，保持饱水状态，每周采样监测柱体（5）中包括水体氧化还原电势在内的水化学参数指标，获得卤代烃污染地下水分别在氧还原带、硝酸盐还原带、铁还原带和硫酸盐还原带的反应效率，并通过出水漏斗（7）收集反应后水体；

步骤（6），分别分析卤代烃在氧还原带、硝酸盐还原带、铁还原带和硫酸盐还原带中的浓度，采样测定卤代烃地下水修复药剂对卤代烃降解效果，研究药剂作用原理，分析地下水在氧还原带、硝酸盐还原带、铁还原带和硫酸盐还原带对药剂作用影响。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述柱体（5）的上端与进水漏斗（4）之间设置有尼龙网一（6a），下端与出水漏斗（7）之间设置有尼龙网二（6b）。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水箱（1）和微生物培养液输入瓶（9）都为带有刻度的棕色细口装置，封口后能够避免气体的泄露并带有避光作用。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述柱体（5）的材质为聚四氟材质，高15cm，内径3-5 cm，外径4-6 cm，一侧沿高度方向设有4个不小于0.1 cm的等距圆孔，供样本采集和水化学参数探针/探头（8）使用。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述填充试介质为模拟地下水介质，包括中砂、细砂、粉细砂和黏土，具体视模拟卤代烃污染场地当地情况而定，保证渗透系数为6×10^-3~3×10^-6 cm/s。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述卤代烃地下水修复药剂中包含水溶态功能菌剂，具体组成部分需视模拟卤代烃污染场地情况而定。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧气瓶和氮气瓶的导管插入到液面以下至水箱（1）底部。