一种植根-菌根-蚯蚓系统修复土壤重金属污染实验装置

本发明属于土壤修复，具体是一种植根-菌根-蚯蚓系统修复土壤重金属污染实验装置。

背景技术：

1、土壤是人类赖以生存的重要自然环境，随着工业的快速发展，土壤的重金属污染问题日益突出，由于重金属污染不能被降解，具有对生态环境、食品安全的重大影响，且重金属可以通过直接摄入、皮肤接触、吸收等各种途径危害人体，因此土壤污染修复日益受到重视。

2、研究使用高效的、低成本的土壤生物修复技术对重金属污染土壤的修复具有重要的推进作用。但土壤生物修复技术的研究需要进行一系列的实验进行模拟，以确保该方案的可靠性，因此需要一种土壤重金属污染实验装置。

技术实现思路

1、本发明的目的是一种植根-菌根-蚯蚓系统修复土壤重金属污染实验装置，以便于控制调节实验过程中的各种参数。

2、为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种植根-菌根-蚯蚓系统修复土壤重金属污染实验装置，包括壳体，壳体内放置有呈凵型的实验槽，实验槽内固定连接有若干隔板，隔板将实验槽分隔为若干腔室；

3、实验槽的内壁上固定连接有若干温度传感器、湿度传感器和ph传感器，温度传感器、湿度传感器和ph传感器均位于若干腔室内；

4、ph传感器包括本体和ph探头，本体上开有溶液腔，ph探头位于溶液腔内，ph探头上方设有遮挡块，遮挡块与本体固定连接，溶液腔底部靠近ph探头的一侧高于溶液腔底部远离ph探头的一侧；

5、本体内还固定连接有电磁区，电磁区位于溶液腔底部远离ph探头的一侧，溶液腔底部远离ph探头的一侧还连通有连接管，连接管上连通有电磁阀，连接管远离本体的一端与腔室连通；

6、实验槽和若干隔板分别连通有呈u型的换热管，换热管的两端均连通有第一单向阀，换热管的一端连通有泄压管，泄压管上连通有泄压阀，换热管另一端连通有气管，气管一端连通有气泵；

7、换热管一端为进气口，换热管另一端为出气口，位于进气口处的第一单向阀只能使气管内气体单向流动至换热管内，位于出气口处的第一单向阀只能使换热管内气体单向流动至泄压管内；

8、气泵下方设有换热机构，换热机构包括外壳，外壳位于壳体的一侧并与其固定连接，外壳内设有两个相互隔绝的加热腔和制冷腔，加热腔内曲折布置有电加热管，制冷腔内曲折布置有冷凝管，冷凝管的两端分别贯穿外壳，且加热腔和制冷腔与外界之间均连通有进气管，进气管上连通有第二单向阀；第二单向阀只能使外界的空气单向流动至进气管内；

9、加热腔和制冷腔均通过y型管与气泵的进气端口连通，y型管的铰接处连通有三通电磁阀；

10、壳体顶部转动配合有若干转动杆，转动杆上均固定连接有安装杆，安装杆位于壳体的上方，安装杆底部固定连接有若干喷头，若干喷头均连通有水管，水管位于安装杆内，水管远离喷头的一端连通有水泵；

11、壳体一侧固定连接有控制面板，控制面板与温度传感器、湿度传感器、ph传感器、电磁阀、三通电磁阀、气泵、电加热管和水泵电连接；

12、所述ph传感器，用于实时检测溶液腔内液体的ph值大小，所述电磁阀常态为关闭状态，当ph探头接触到溶液腔内液体过程中，电磁区产生的电磁场对溶液腔内液体中的重金属离子进行聚集；当ph探头接触到溶液腔内液体时，ph探头基于液体中氢离子的浓度大小产生相应的电位差信号，ph探头并将电位差信号发送至控制面板；一定时间内，控制面板将电位差信号的波动范围与设定的阈值进行对比，若波动范围小于或等于阈值，控制面板控制电磁阀启动，打开连接管；若波动范围大于阈值，电磁阀保持关闭状态。

13、采用上述方案后实现了以下有益效果：(1)人工将水泵的输入端放入储水罐中，人工通过控制面板设置设定湿度，控制面板通过湿度传感器实时获取实验槽内的湿度变化，控制面板将湿度变化与设定湿度进行对比，若湿度变化大于或等于设定湿度，则控制面板停止水泵工作，若湿度变化小于设定湿度，则控制面板启动水泵工作，便于控制实验槽内的湿度参数。

14、(2)人工通过控制面板设置设定湿度，控制面板通过温度传感器实时获取实验槽内的温度变化，控制面板将温度变化与设定温度进行对比，若温度变化大于或等于设定温度，则控制面板启动气泵，控制面板并控制三通电磁阀使y型管连通制冷腔，气泵通过y型管抽吸制冷腔内的冷空气，气泵再通过气管将冷空气输入至换热管内，对实验槽内进行降温，直至温度变化与设定湿度一致，控制面板关闭气泵；

15、若温度变化小于设定温度，控制面板通过三通电磁阀使y型管连通加热腔，并启动电加热管和气泵，控制面板并控制三通电磁阀使y型管连通加热腔，气泵通过y型管抽吸加热腔内的热空气，气泵再通过气管将热空气输入至换热管内，对实验槽内进行升温，直至温度变化与设定湿度一致，控制面板关闭气泵和加热管，便于控制实验槽内的温度参数。

16、(3)在实验过程中，通过ph传感器获取土壤重金属污染修复过程中的ph变化，ph传感器检测过程中，通过溶液腔便于对实验槽内的液体进行收集，便于ph传感器进行检测；通过遮挡块对ph探头的遮挡和溶液腔底部靠近ph探头的一侧高于溶液腔底部远离ph探头的一侧形成的高度差，使溶液腔收集液体过程中液体不直接于ph探头进行接触，同时，倾斜的溶液腔即便于液体通过连接管排出，倾斜的溶液腔也便于电磁区产生的电磁场对液体中的重金属离子进行聚集，从而减少液体中重金属离子对ph探头检测的影响，提高ph传感器检测ph值大小的精度。

17、(4)人工将水泵的输入端放入储水罐中，此时储水罐内存放为人工调配的酸雨，人工关闭控制面板的智能控制湿度的程序，此时，控制面板只接受湿度传感器对实验槽内的湿度变化的检测。

18、人工启动水泵，水泵通过水管和喷头将酸雨喷洒至实验槽上方，模拟酸雨降雨，观察酸雨对土壤重金属污染修复过程中的影响。

19、(5)通过隔板将实验槽分隔为若干腔室，在同样的温度条件下，通过调节湿度和ph值的不同，便于一次进行多个对比实验。

20、(6)换热机构和气泵位于壳体的一侧，能减少换热机构和气泵工作过程中产生的震动和噪声对实验槽内部的影响，便于实验的进行。

21、进一步，换热机构与气泵之间设有支撑架，支撑架一端与换热机构顶部固定连接，支撑架另一端与气泵底部固定连接。

22、有益效果：支撑架能使换热机构更加稳固的安装在气泵上，支撑架使换热机构和气泵分割，从而减小两者工作过程中的相互影响。

23、进一步，壳体底部固定连接有若干轮子。

24、有益效果：轮子便于推动装置进行移动，轮子便于人使用装置。

25、进一步，壳体外壁中心处固定连接有窗口，且控制面板位于窗口的一侧。

26、有益效果：窗口为常见的透明玻璃层，窗口便于人观察实验槽内部部分情况，例如实验槽内土壤的紧密情况、蚯蚓的活动情况、土壤是否干燥等。

27、进一步，壳体内固定连接有支撑板，支撑板位于实验槽下，实验槽底部与支撑板上均开有若干排污孔；壳体内开有排污槽，排污槽一侧连通有排污管，排污管上连通有阀门。

28、有益效果：排污孔便于实验槽内多余的液体流入实验槽内，阀门便于控制排污管的开闭，便于排污槽内多余的液体通过排污管排出，避免多余的液体淹没实验槽内的土壤将蚯蚓淹死；同时，部分残留在排污槽内的液体挥发后，挥发的液体能保持土壤的湿润度。

29、进一步，排污槽远离排污管的一侧高于排污槽靠近排污管的一侧。

30、有益效果：排污槽形成的倾斜面便于排污槽内的液体从排污管排出。

31、进一步，实验槽上的排污孔和支撑板上的排污孔不处于同一竖直方向上，且实验槽上的排污孔和支撑板上的排污孔沿水平方向上呈交替布置。

32、有益效果：交替布置的排污孔能减少实验槽内的土壤从排污孔通过，便于保持实验槽内的土壤。

33、进一步，实验槽与壳体之间设有隔音层，隔音层与壳体固定连接。

34、有益效果：隔音层包括但不限于平静隔音吸音棉层，隔音层能隔绝外界的噪声，减少噪音对蚯蚓的日常生活的影响，影响实验效果。