[0020] 以下结合附实施例对本发明作进一步详细描述。
[0021] 附图标号说明:底座1、支撑转轴2、主进液管21、次进液管22、旋转收集盘3、样品收集杯31、支架4、电机41、悬臂42、悬架42a、主漏斗5、主叶片门51、主叶片门电机51a、主出料阀52、次漏斗6、次叶片门61、次叶片门电机61a、次出料阀62。
[0022] 实施例1:参照图1,非水相液体土壤污染物浓度配制装置,包括一侧设有支撑转轴2的底座1,并且该支撑转轴2基部附近设有样品收集容器组件,其中:支撑转轴2顶端附近侧面连接有能按需定量加入液体试剂的主漏斗5;底座1的另一侧设有支架4;支架4上设有具有悬臂42的电机41;悬臂42自由端的悬架42a上悬挂有能按需定量加入液体试剂的次漏斗
6;次漏斗6能在悬臂42的摆动下运动到主漏斗5的上方或下方;主漏斗5底部开口处设有主出料阀52;次漏斗6底部开口处设有次出料阀62;主漏斗5和次漏斗6上均具有称量装置。悬臂42在电机41的带动下通过到达主漏斗5的上方或下方,根据本发明方法的需要以主出料阀52和次出料阀62的开合,进行样品的精确进料或出料,通过样品在主漏斗5和次漏斗6之间的按需交替加入,达到比现有技术更加快速精确的混合制样。主漏斗5的顶部开口内设有主叶片门51;次漏斗6的顶部开口内设有次叶片门61。主叶片门51和次叶片门61分别由主叶片门电机51a和次叶片门电机61a控制开合,可以根据悬臂42的摆动使次漏斗6处于主漏斗5的上方或下方,在上方的漏斗根据需要的重量对下方漏斗供料,达到按需循环混合的目的,同时还可以在加完料后封闭漏斗,位于漏斗内部的搅拌机构能进行快速混合而不使样品损失。主叶片门51开口上方附近设有主进液管21;次叶片门61开口上方附近设有次进液管22。
进液管在叶片门上方能防止搅拌时样品风尘污染、黏附在进液管上,以提高样品配置精度。
样品收集容器组件为具有旋转收集盘3和环形排布设置在该旋转收集盘3的样品收集杯31。
旋转收集盘3的设计能使整个装置占用空间较小。
[0023] 非水相液体土壤污染物浓度配制方法,其具有如下步骤:
[0024] ①备样配置步骤:将土样磨细、烘干,过1mm筛,备用,得到质量为 的干土;
[0025] ②基土配置步骤:配制特定含主液率 条件下质量为 的含液体土样,作为基础土样备用;含液率取5%至15%;
[0026] ③高污染配置步骤:配制高含副液率 污染土,混匀,取步骤②的基础土样,作为该高含副液浓度供试土样;
[0027] ④将剩余步骤②的基础土样作为原始土样,根据下一级较低污染物浓度 和推算公式计算出基础土样 质量,并混合均匀,得到该级污染物浓度供试土样;
[0028] 为原始高浓度污染土样总质量为,且 ;
[0029] 为该原始土样干土质量,且 ;
[0030] 为含水率系数,且 ;
[0031] 为稀释倍数,且 。
[0032] ⑤重复步骤④,依次以上一级高含副液率土样,配制下一级土样,直至所需的最低浓度土样为止。
[0033] 作为优化,本方法可采用非水相液体土壤污染物浓度配制装置,以悬臂(42)的上下摆动带动次漏斗(6),按需循环重复步骤④。
[0034] 现将原理简单的做一介绍:土样风干,磨细,烘干,过1mm筛,所得干土备用。
[0035] 定义含水率和含油率分别为水和非水相污染物质量与干土质量之比。
[0036] a.设所需污染土含油率由高到低依次为 , , ……, , ,共n个等级,要求设计含油率范围为2%-20%,最低含油率要求不小于各级浓度差;每个土样质量为M;
[0037] 根据所需浓度和所用干土质量配制特定含水率 条件下含水土样,作为基质土样,即底土,备用;范围为5%-15%,配制底土所用干土质量要求大于1.5M*n;将底土分为两份,一份质量为5M,用来配制最高含油率污染土;另一份质量为1.5M*n-5M,作为稀释用底土。
[0038] b.利用质量为5M的底土配制所需系列浓度中最高含油率 的污染土,为保证土样的均质性在容器内充分拌制,使土粒分散均匀;配好后取出M质量的污染土,作为第1个浓度供试土样;
[0039] c.称量剩余第1个浓度污染土样,设质量为 ,配制浓度为 的污染土样,根据公式7计算所需底土质量,混入剩余第1个浓度土样,拌制均匀;配好后取出M质量的污染土,作为第2个浓度供试土样;
[0040] d.配制第k(k=3, 4, ……, n)个土样时,重复步骤c,即依次从配制的k-1级高浓度土样中取出质量M作为第k-1级供试土样,将剩余土样按照同样的利用底土稀释的方法配制第k级污染物浓度土样,稀释所用底土质量用式7计算,直至所需的最低浓度土样 为止,循环次数为m=n-2。
[0041] 式7
[0042] 公式推导和参数含义如下:
[0043] 配制第k个土样时,设第k-1级浓度剩余土样质量为 ,其中所含干土质量设为 ,所含底土质量为 ,所含油质量为 ;设含油浓度稀释为第k级浓度后所含干土质量为 ,所含底土质量为 ;设稀释所用底土质量为 ;定义含水率系数为 , ;定义稀释倍数为 , 。
[0044] ∵ 式1
[0045] ∴ 式2
[0046] ∵ 式3
[0047] ∴ 式4
[0048] 式5
[0049] 又∵ 式6
[0050] ∴ 式7
[0051] 如果采用传统方法逐个配样,需要重复称取土样、称取油样、称取水样、搅拌均匀、清理搅拌容器等步骤,比较繁琐,过程中也会产生不必要的样品消耗,该方法只需要配制好底土,根据公式7计算出所需要的底土质量,称取后混入较高一级浓度的污染土,即得到下一级低浓度污染土。为保证污染水平的一致性,配制土样时在容器内充分搅拌均匀。与传统样品制备方法相比,本发明的优点和突出效果为简便、快速,且样品均质性高。
[0052] 以下用一个具体操作的实际方案以进一步说明本发明的技术方案:为了研究不同含油率柴油污染粉质亚粘土的岩土力学性质,选定初始含水率分别为5%和15%,配制柴油含油率为20%、18%、16%、14%、12%、10%、8%、6%、4%、2%的粉质亚粘土污染土样;
[0053] 以5%含水率柴油污染粉质亚粘土为例,设每级含油率所需试验土样为M=100g ,共n=10个土样,最低含油率为2%,等于浓度差2%,根据上述方法称取干土质量为1.5n*M=1500g,称取水75g,在直径为30cm不锈钢容器中拌制均匀,作为底土备用。将底土1575g分成
2份,其中一份质量为5M=500g,作为配制含油率为20%浓度土样,另一份1075g作为稀释用底土。根据式2,500g含水率为5%底土所含干土质量为476.2g,根据含油率定义,初次配样需称取柴油质量为95.2g,将称量好的95.2g柴油和500g底土在直径为30cm不锈钢容器中拌制均匀,共计595.2g,取出配好的污染土样100g,作为第1个浓度污染土,含油率为20%,剩余土样为495.2g。配制含油率为18%浓度污染土时,根据式7计算所需底土质量为46.22g,称取
46.22g底土,和剩余495.2g含油率为20%剩余土样拌制均匀,总计541.42g,取出配好的污染土样100g,作为第2个浓度污染土,含油率为18%,剩余土样441.42g。类似地,重复上述步骤,依次配制16%、14%、12%、10%、8%、6%、4%、2%浓度土样,共重复8次,配制土样所需参数见表1。
同理,当含水率为15%时土样配制参数见表2。
[0054] 表1 含水率为5%时柴油污染粉质亚粘土样品配制参数表
[0055]含油率(%) 18 16 14 12 10 8 6 4 2
k 2 3 4 5 6 7 8 9 10
/g 495.2 441.42 388.52 336.68 286.19 237.56 191.79 151.19 122.7
/g 46.22 47.1 48.16 49.51 51.37 54.23 59.4 71.51 118.2
/ g 541.42 488.52 436.68 386.19 337.56 291.79 251.19 222.7 240.9
[0056] 表2 含水率为15%时柴油污染粉质亚粘土配制参数表
[0057]含油率(%) 18 16 14 12 10 8 6 4 2
k 2 3 4 5 6 7 8 9 10
/g 486.96 436.74 387.78 340.43 295.26 253.3 216.63 190.12 188.6
/g 49.78 51.04 52.65 54.83 58.04 63.33 73.49 98.48 198.99
/ g 536.74 487.78 440.43 395.26 353.3 316.63 290.12 288.6 387.59
[0058] 实施例2:实验要求配制机油污染粉土,固定含水率为10%,含油率分别为17%、15%、13%、11%、9%、7%、5%、3%,共8个土样,每个浓度所需土样质量为M=20g,最低含油率为3%,大于浓度差2%。
[0059] 根据实验要求及上述方法,称取干土质量为1.5×20×8=240g,称取水24g,水和干土共264g拌制均匀,作为底土备用。将底土264g分成2份,其中一份质量为5M=100g,作为配制含油率为20%浓度土样,另一份164g作为稀释用底土。根据式2,100g含水率为10%底土所含干土质量为90.91g,根据含油率定义,初次配样需称取机油质量为15.45g,将称量好的15.45g机油和100g底土在容器中拌制均匀,共计115.45g,取出配好的污染土样20g,作为第
1个浓度污染土,含油率为17%,剩余土样为95.45g。配制含油率为15%浓度污染土时,根据式
7计算所需底土质量为11.02g,称取11.02g底土,和剩余95.45g含油率为17%剩余土样拌制均匀,总计106.47g,取出配好的污染土样20g,作为第2个浓度污染土,含油率为15%,剩余土样86.47g。类似地,重复上述步骤,依次配制13%、11%、9%、7%、5%、3%浓度土样,共重复6次,配制土样所需参数见表3。
[0060] 表3 含水率为10%时机油污染粉土配制参数表
[0061]含油率(%) 15 13 11 9 7 5 3
k 2 3 4 5 6 7 8
/g
95.45 86.47 78.18 70.89 65.21 62.43 65.91
/g 11.02 11.71 12.71 14.32 17.22 23.48 42.03
/ g 106.47 98.18 90.89 85.21 82.43 85.91 107.94
[0062] 尽管已结合优选的实施例描述了本发明,然其并非用以限定本发明,任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,能够对在这里列出的主题实施各种改变、同等物的置换和修改,因此本发明的保护范围当视所提出的权利要求限定的范围为准。