近年来，由于人类经济活动生产污染不断增加，世界上许多地区土壤污染面积不断扩大，影响了土壤的生态结构性和功能稳定性。目前，许多工厂从城市中心搬出，留下的工厂占地大部分受到污染，使其表面上不适宜植被生长，不利于人类居住；对于提炼和获取石油的工厂，由于油液的泄漏使得地面受到严重的污染，很难处理；在运输工业原料时发生的泄漏，可能含有腐蚀性或酸碱性物质，会对土壤造成污染。这些污染土壤会对农作物及地下水造成一定影响，直接导致粮食产量降低和品质下降，危害人体健康。随着人类对土壤重要性认识的加深，土壤污染受到高度重视，也逐渐成为环境科学研究热点。本课题研发的土壤污染过程与修复模拟系统主要目的有：第一，模拟不同污染物在不同类型土壤中的三维扩散、迁移和转化；第二，采用不同土壤修复方法进行污染土壤修复；第三，能够实现压力、温度、湿度、酸碱度、氧化还原电位、盐度等参数的监控功能和挥发组分的收集与监控功能。本文在分析了目前国内外土壤污染与修复及相关设备研究的基础上，拟合了模拟土壤污染与修复两个过程的工艺流程。主要进行了模拟装置箱体、模拟饱和带土壤水流速的渗水装置、调节箱体内部氧气含量的装置、以及土壤取样装置等结构设计。同时还对设备内部温度控制进行设计和对监测设备内部土壤参数进行仪器选型及布置。初步完成了定点注入/提取装置的三坐标行走机构设计，以实现对土壤样品的自动提取及液体污染物/修复剂的自动注入。我国土壤修复设备主要以大规模为主，小规模为辅。在模拟土壤污染与修复设备方面的研究鲜有报道，而用于研究土壤污染扩散及修复规律的设备更少。本论文的研究成果填补了该领域国内的空白，土壤污染与修复系统设备可以模拟自然条件下的环境氛围，进行土壤污染机理、规律以及修复方法等方面的研究，为土壤污染与修复研究人员提供一个实用的平台；对土壤修复设备的研究有很好的参考作用和一定的指导作用，具有很好的现实意义。