本發(fā)明屬于湖泊水體污染控制領(lǐng)域，具體涉及一種用于湖泊水體污染的阻控裝置及方法。

背景技術(shù)：

水體富營養(yǎng)化是當(dāng)前各個(gè)國家水體污染治理面臨的一個(gè)重大難題，也是造成各水生生態(tài)系統(tǒng)不同程度退化的主要原因，對(duì)水體環(huán)境和人類健康具有很大的危害性。水體富營養(yǎng)化是各種來源的營養(yǎng)鹽在特定環(huán)境因子共同作用下形成的一種污染物累計(jì)效應(yīng)。從源頭上劃分，湖泊中營養(yǎng)鹽的來源可分為內(nèi)源和外源，其中，沉積物營養(yǎng)鹽的釋放是湖泊水體中營養(yǎng)鹽的主要內(nèi)源。因此解決富營養(yǎng)化問題的一個(gè)途徑就是對(duì)水體中的營養(yǎng)鹽釋放進(jìn)行阻控。

沉積物原位覆蓋技術(shù)是沉積物原位修復(fù)技術(shù)一種代表性修復(fù)阻控技術(shù)，即在沉積物表層覆蓋一定厚度的阻控材料(如蛭石、沙、氧化鋁或者海綿鐵顆粒等)以達(dá)到利用阻控材料的吸附作用阻止沉積物中的營養(yǎng)鹽向水體中釋放，從而達(dá)到控制營養(yǎng)鹽內(nèi)源釋放的效果。

雖然通過向湖泊內(nèi)投加阻控材料可起到控制營養(yǎng)鹽釋放的效果，但是阻控材料投加入湖泊中后，只能對(duì)沉積物表層中的營養(yǎng)鹽進(jìn)行吸附。但是沉積物中營養(yǎng)鹽的釋放卻并不僅僅限于表層，其深層處的營養(yǎng)鹽同樣存在著釋放并向上層逐漸傳遞的現(xiàn)象。因此，這種通過在表層鋪蓋阻控材料對(duì)沉積物進(jìn)行阻控的方法對(duì)沉積物的阻控效果較為有限。

此外，雖然當(dāng)前本領(lǐng)域工作者對(duì)各種營養(yǎng)鹽的阻控方式和材料均有研究，也進(jìn)行了一些中試或者模擬實(shí)驗(yàn)。但通過阻控材料控制營養(yǎng)鹽釋放存在的問題在于：一方面，不同湖泊具有其自身的獨(dú)特性，不同材料和方式對(duì)不同湖泊水體富營養(yǎng)化治理效果各不相同，因此，如何有效治理不同湖泊在各實(shí)際環(huán)境因子條件下的水體污染，研究出最佳阻控材料和方式，這是本領(lǐng)域未解決的技術(shù)問題；另一方面，在使用各種阻控材料對(duì)湖泊水體進(jìn)行污染阻控的過程中，材料本身有可能對(duì)湖泊造成二次污染，并且不同材料在不同條件下對(duì)湖泊水體污染物的控制過程也存在較大差異。但是現(xiàn)階段本領(lǐng)域?qū)τ谕饧幼杩共牧显谑褂眠^程中的阻控機(jī)制和阻控過程卻并不清楚。

因此，如希望在湖泊實(shí)際環(huán)境條件下進(jìn)行更為有效的水體污染阻控和大規(guī)模應(yīng)用阻控材料，則應(yīng)當(dāng)盡快解決上述技術(shù)問題，這對(duì)于湖泊富營養(yǎng)化控制的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的一個(gè)技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中使用阻控材料對(duì)沉積物中的營養(yǎng)鹽釋放進(jìn)行阻控時(shí)，只能對(duì)沉積物表層中的營養(yǎng)鹽進(jìn)行吸附的技術(shù)問題。進(jìn)而提供一種對(duì)位于一定深度處的沉積物同樣也可起到吸附、阻控作用的阻控裝置；本發(fā)明解決的另一個(gè)技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)在使用外加阻抗材料裝置進(jìn)行污染治理時(shí)，缺少對(duì)其阻控機(jī)制和阻控過程進(jìn)行監(jiān)控和研究的手段。從而提供一種能具有監(jiān)測功能的用于湖泊水體污染的阻控裝置，本發(fā)明還提供了上述阻控裝置的使用方法。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案為：

一種用于湖泊水體污染的阻控裝置，包括：

用于插入湖泊底部的沉積物中的殼體，在所述殼體內(nèi)成型有至少一個(gè)沉積物腔，所述沉積物腔的頂面和底面均開口設(shè)置且所述底面的開口朝向所述殼體的下方，當(dāng)所述殼體插入所述湖泊底部的沉積物中時(shí)，所述沉積物通過所述底面的開口進(jìn)入所述沉積物腔；

在每個(gè)所述沉積物腔的水平方向鄰接位置處均設(shè)置有至少一個(gè)阻控材料腔，在所述阻控材料腔內(nèi)放置有阻控材料；

每個(gè)所述沉積物腔與鄰接的所述阻控材料腔中的至少一個(gè)通過分布有通孔的腔體側(cè)壁連通設(shè)置，所述通孔的孔徑小于位于所述腔體側(cè)壁一側(cè)的所述阻控材料的孔徑，位于所述腔體側(cè)壁兩側(cè)的所述沉積物腔中的沉積物和所述阻控材料腔中的阻控材料通過所述通孔相接觸。

還設(shè)置有水質(zhì)監(jiān)測裝置，所述水質(zhì)監(jiān)測裝置適宜于監(jiān)測所述沉積物腔內(nèi)底泥的間隙水水質(zhì)；與所述水質(zhì)監(jiān)測裝置連接設(shè)置有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)所述水質(zhì)監(jiān)測裝置監(jiān)測的數(shù)據(jù)信息。

在至少一組通過分布有通孔的腔體側(cè)壁連通設(shè)置的所述沉積物腔與阻控材料腔中設(shè)置有第一取樣裝置，所述第一取樣裝置包括：

第一筒體，所述第一筒體與所述殼體固定連接，所述第一筒體的筒壁形成一個(gè)分布于所述腔體側(cè)壁兩側(cè)的合圍，所述第一筒體在水平方向上沿垂直于所述腔體側(cè)壁的方向延伸設(shè)置；

所述第一筒體的頂端位于所述腔體側(cè)壁的上方，在所述第一筒體的頂端設(shè)置有第一頂蓋，底端開口設(shè)置；在所述第一筒體內(nèi)安裝有第一活塞；所述第一活塞適宜于在所述第一筒體內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并與所述第一頂蓋相抵觸；在所述第一頂蓋和所述第一活塞上均設(shè)置有透水孔；當(dāng)所述第一活塞與所述第一頂蓋抵觸時(shí)，位于所述第一頂蓋和所述第一活塞上的透水孔交錯(cuò)設(shè)置。

在至少一個(gè)所述沉積物腔里設(shè)置有第二取樣裝置，所述第二取樣裝置包括：

第二筒體，所述第二筒體的頂端設(shè)置有第二頂蓋，底端開口設(shè)置；在所述第二筒體的外壁面上固定設(shè)置有沿豎直方向延伸的彈性條，在所述沉積物腔的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)置有沿豎直方向延伸的安裝槽，所述彈性條嵌套安裝在所述安裝槽內(nèi)，并適宜于沿所述安裝槽向上滑動(dòng)直至脫離所述安裝槽；

在所述第二筒體內(nèi)安裝有第二活塞，所述第二活塞適宜于在所述第二筒體內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并與所述第二頂蓋相抵觸；在所述第二頂蓋和所述第二活塞上均設(shè)置有透水孔，當(dāng)所述第二活塞與所述第二頂蓋抵觸時(shí)，位于所述第二頂蓋和所述第二活塞上的透水孔交錯(cuò)設(shè)置。

與所述第一活塞和第二活塞均連接設(shè)置有提拉裝置，所述提拉裝置為提拉桿或提拉線纜。

所述殼體包括：

至少兩個(gè)直徑互不相同的圓柱形筒壁，所述至少兩個(gè)圓柱形筒壁依次同心嵌套設(shè)置且固定連接，在位于最內(nèi)側(cè)的所述圓柱形筒壁的內(nèi)部形成圓柱形的腔體，在相鄰的所述圓柱形筒壁之間形成環(huán)形的腔體；所述腔體中的一部分設(shè)置為沉積物腔，與每個(gè)所述沉積物腔相鄰接的腔體中的至少一個(gè)設(shè)置為阻控材料腔；

在所述殼體內(nèi)設(shè)置有隔板，所述隔板設(shè)置有多個(gè)，每個(gè)所述隔板均沿所述圓柱形筒體的中心向外延伸至位于最外側(cè)的所述圓柱形筒壁，將所述殼體分隔成多個(gè)相互獨(dú)立的扇形區(qū)域。

所述圓柱形筒壁設(shè)置有兩個(gè)，在位于內(nèi)側(cè)的所述圓柱形筒壁內(nèi)部形成的圓柱形的腔體為阻控材料腔，相鄰的所述圓柱形筒壁之間形成的環(huán)形的腔體為沉積物腔；在位于內(nèi)側(cè)的所述圓柱形筒壁上設(shè)置有所述通孔；所述沉積物腔中的沉積物和所述阻控材料腔中的阻控材料通過所述通孔相接觸。

所述第一筒體在水平方向上沿位于外側(cè)的所述圓柱形筒體的半徑延伸設(shè)置，所述第一筒體位于所述阻控材料腔內(nèi)的部分的橫截面為扇形，所述第一筒體位于所述沉積物腔內(nèi)的部分的截面為寬度不變的長條形。

在所述阻控材料腔的底端設(shè)置有尖端部，所述尖端部朝下設(shè)置。

在所述阻控材料腔的頂端設(shè)置有可閉合的開口。

本發(fā)明所述的用于湖泊水體污染的阻控裝置，優(yōu)點(diǎn)在于：

(1)本發(fā)明所述的用于湖泊水體污染的阻控裝置，限定所述阻控材料腔的底面為密閉設(shè)置，里面放置有阻控材料，所述沉積物腔的底面開口且所述開口朝向殼體下方。所述阻控裝置在使用時(shí)，可在自身重力或者人為施加的向下的力的作用下插入所述湖泊底部沉積物中，所述沉積物通過所述開口進(jìn)入所述沉積物腔；本發(fā)明中的所述沉積物腔至少與一個(gè)所述阻控材料腔在水平方向上相鄰接，且通過分布有通孔的腔體側(cè)壁相連通，這就使得進(jìn)入所述沉積物腔的沉積物可通過腔體側(cè)壁上的通孔與所述阻控材料相接觸，此時(shí)形成的沉積物-阻控材料界面是沿沉積物的縱向深度防線延伸。因此本發(fā)明中對(duì)于沉積物的阻控并不僅僅是發(fā)生在沉積物的表面，對(duì)位于一定深度處的沉積物同樣也可起到吸附、阻控的作用，這與現(xiàn)有的、直接在沉積物表面鋪設(shè)阻控材料的阻控方式相比，具有更好的阻控效果。

作為優(yōu)選的實(shí)施方式，本發(fā)明中在所述阻控材料腔的頂端設(shè)置有可閉合的開口，通過所述開口放入阻控材料后，將所述開口閉合，此時(shí)所述阻控材料腔的頂面和底面均為密閉設(shè)置，使得所述裝置可以任意角度放入湖泊，從而避免了因殼體傾斜或湖泊底面不平整導(dǎo)致的阻控材料流出。

(2)本發(fā)明所述的用于湖泊水體污染的阻控裝置，還進(jìn)一步設(shè)置有水質(zhì)監(jiān)測裝置，所述水質(zhì)監(jiān)測裝置適宜于監(jiān)測所述沉積物腔內(nèi)底泥的間隙水水質(zhì)。通過設(shè)置水質(zhì)監(jiān)測裝置，可對(duì)沉積物中的水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測，從而幫助本領(lǐng)域工作者了解阻控的機(jī)制。作為優(yōu)選的實(shí)施方式，本發(fā)明中與所述水質(zhì)監(jiān)測裝置連接設(shè)置有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)所述水質(zhì)監(jiān)測裝置監(jiān)測的數(shù)據(jù)信息。

(3)本發(fā)明所述的用于湖泊水體污染的阻控裝置，與每個(gè)所述沉積物腔配套設(shè)置有第一取樣裝置，用于對(duì)沉積物和阻控材料樣品進(jìn)行取樣，所述第一取樣裝置的第一筒體固定安裝在位于分布有通孔的所述腔體壁兩側(cè)的所述阻控材料腔與所述沉積物腔中，且底端開口設(shè)置，當(dāng)所述殼體插入湖泊底部的沉積物時(shí)，沉積物以及阻控材料分別進(jìn)入第一筒體位于所述腔體壁兩側(cè)的部分。此時(shí)，第一筒體內(nèi)的第一活塞位于頂蓋的下方，且所述頂蓋和第一活塞上均設(shè)置有透水孔，位于沉積物上方的水通過透水孔進(jìn)入所述第一筒體。當(dāng)阻控裝置在湖底使用一段時(shí)間后被取出時(shí)，通過向上提拉所述第一活塞，使得所述第一活塞與所述頂蓋相抵觸，由于所述第一頂蓋和所述第一活塞上的第一透水孔為交錯(cuò)設(shè)置，當(dāng)二者抵觸時(shí)就形成了一個(gè)密閉不透水結(jié)構(gòu)。此時(shí)繼續(xù)提升所述第一活塞帶動(dòng)所述殼體上升或者直接提升所述殼體上升，由于第一筒體的頂端已經(jīng)密閉，在水壓的作用下，沉積物和阻控材料會(huì)隨第一筒體上升，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)沉積物和阻控材料的取樣。

(4)本發(fā)明所述的用于湖泊水體污染的阻控裝置，在每個(gè)所述沉積物腔里還分別設(shè)置有第二取樣裝置，所述第二取樣裝置用于在阻控裝置放入湖底之初對(duì)沉積物進(jìn)行取樣，當(dāng)所述殼體插入湖泊底部的沉積物時(shí)，沉積物進(jìn)入所述第二筒體，此時(shí)向上提拉所述第二活塞，所述第二活塞與所述第二筒體的頂蓋相抵觸，從而實(shí)現(xiàn)第二筒體頂端的密閉，此時(shí)繼續(xù)提升所述第二活塞并帶動(dòng)所述第二筒體上升，在水壓的作用下沉積物會(huì)隨第二筒體上升，從而完成沉積物的取樣。本發(fā)明在阻控材料使用過程的初期和結(jié)束時(shí)分別對(duì)沉積物進(jìn)行取樣，經(jīng)過對(duì)不同時(shí)期的沉積物中的營養(yǎng)鹽等指標(biāo)進(jìn)行檢測，可進(jìn)一步幫助本領(lǐng)域工作者研究阻控材料的阻控過程。

(5)本發(fā)明所述的用于湖泊水體污染的阻控裝置，進(jìn)一步優(yōu)選所述殼體包括至少兩個(gè)直徑互不相同的圓柱形筒壁，所述至少兩個(gè)圓柱形筒壁依次同心嵌套設(shè)置；且在所述殼體內(nèi)設(shè)置有隔板，所述隔板設(shè)置有多個(gè)，每個(gè)所述隔板均沿所述圓柱形筒體的中心向外延伸至位于最外側(cè)的所述圓柱形筒壁，將所述殼體分隔成多個(gè)相互獨(dú)立且相同的扇形區(qū)域。通過這種設(shè)置方式，使得所述殼體形成位于中間的圓柱形腔體以及位于所述圓柱形腔體外側(cè)的多個(gè)環(huán)形腔體，且每個(gè)腔體均被隔板分隔成多個(gè)相同的隔室，使得所述阻控裝置可以同時(shí)放置多種阻控材料，便于研究和對(duì)比不同阻控材料的阻控機(jī)制和阻控效果。并且對(duì)于圓形或環(huán)形腔體而言，其阻控材料和沉積物之間的接觸面為圓弧面，不存在死角，有利于避免邊界富集效應(yīng)。

(6)本發(fā)明所述的用于湖泊水體污染的阻控裝置，優(yōu)選與內(nèi)側(cè)所述圓柱形筒壁的底端連接設(shè)置有尖端部，所述尖端部的尖端朝下設(shè)置。通這種設(shè)置方式，使得殼體便于插入沉積物，減少插入過程中的阻力。

為了使本發(fā)明所述的用于湖泊水體污染的阻控裝置的實(shí)驗(yàn)裝置和方法的技術(shù)方案及更加清楚明白，以下結(jié)合具體附圖及具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。

附圖說明

如圖1所示是本發(fā)明所述的用于湖泊水體污染的阻控裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

如圖2所示是圖1中所述區(qū)域A的局部放大示意圖；

如圖3所示是本發(fā)明所述用于湖泊水體污染的阻控裝置的俯視圖；

如圖4所示是本發(fā)明所述設(shè)置有第一取樣裝置的阻控裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

如圖5所示是本發(fā)明所述第一取樣裝置的第一頂蓋的結(jié)構(gòu)示意圖；

如圖6所示是本發(fā)明所述第一取樣裝置的第一活塞的結(jié)構(gòu)示意圖；

如圖7所示是本發(fā)明所述設(shè)置有第一取樣裝置和第二取樣裝置的阻控裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

如圖8所示是本發(fā)明所述第二取樣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

如圖9所示是本發(fā)明所述設(shè)置有三個(gè)圓柱形筒壁的阻控裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

如圖10和圖11所示是本發(fā)明所述設(shè)置有底端尖部的阻控材料腔的示意圖；

其中，附圖標(biāo)記為:

1-殼體；21、22、23-由內(nèi)向外依次設(shè)置的圓柱形筒壁；3-阻控材料腔；4-沉積物腔；5-阻控材料腔的底面；6-沉積物腔的底端開口；7-第一筒體；8-第一頂蓋；9-第一頂蓋上的透水孔；10-第一活塞；11-第一活塞上的透水孔；12-第二筒體；13-第二頂蓋；14-第二頂蓋上的透水孔；15-第二活塞；16-第二活塞上的透水孔；17-彈性條；18-隔板；19-密封蓋；20-提拉裝置；24-通孔；25-固定桿。

具體實(shí)施方式

在下述具體實(shí)施方式中，涉及“頂端”、“底端”、“頂面”、“底面”中的“頂”和“底”是相對(duì)于所述阻控裝置的殼體插入所述湖泊底部沉積物中時(shí)的狀態(tài)而言的頂和底部。

實(shí)施例1

本實(shí)施例中提供的用于湖泊水體污染的阻控裝置如圖1-3所示，包括：用于插入湖泊底部的沉積物中的殼體1，本實(shí)施例中所述殼體1包括兩個(gè)直徑互不相同的圓柱形筒壁21、22，所述兩個(gè)圓柱形筒壁21、22依次同心嵌套設(shè)置，且通過一個(gè)徑向方向上的固定桿25固定連接；所述兩個(gè)圓柱形筒壁21、22的頂端和底端均平齊設(shè)置。在位于內(nèi)側(cè)的所述圓柱形筒壁21內(nèi)部形成圓柱形的腔體，在兩個(gè)所述圓柱形筒壁之間形成環(huán)形的腔體，所述圓柱形的腔體與所述環(huán)形的腔體在水平方向相鄰接；本實(shí)施例中所述圓柱形的腔體用作阻控材料腔，所述阻控材料腔的底面5密閉設(shè)置，且所述底面5設(shè)置為平面；在所述圓柱形的腔體內(nèi)放置有阻控材料，用作阻控材料腔3；作為優(yōu)選的實(shí)施方式，本實(shí)施例中所述阻控材料腔3的頂端設(shè)置有開口，在開口處設(shè)置可開啟的密封蓋19，從而實(shí)現(xiàn)開口的打開和閉合，所述密封蓋19可通過鉸鏈、螺釘?shù)冉Y(jié)構(gòu)安裝在所述阻控材料腔3的頂端開口處；本實(shí)施例中所述阻控材料為蛭石顆粒，所述蛭石顆粒的粒徑范圍為1-2mm。本實(shí)施中所述的環(huán)形的腔體的底面和頂面均開口設(shè)置且所述底面的開口6朝向殼體1的正下方，用作沉積物腔4；本實(shí)施例中位于內(nèi)側(cè)的所述圓柱形筒壁21為位于所述沉積物腔4與所述阻控材料腔3之間的腔體側(cè)壁，在所述腔體側(cè)壁上分布有通孔24(如圖2中的區(qū)域A所示)，所述通孔24的孔徑為0.5mm，小于蛭石顆粒的粒徑，從而可防止蛭石顆粒流出。為了提高沉積物與阻控材料的接觸面積，優(yōu)選將所述圓柱形筒壁設(shè)置為金屬網(wǎng)結(jié)構(gòu)，從而提高所述圓柱形筒壁的開孔率。

本實(shí)施例在所述殼體1上設(shè)置有水質(zhì)監(jiān)測裝置，所述水質(zhì)監(jiān)測裝置設(shè)置有營養(yǎng)鹽探頭和pH探頭，所述營養(yǎng)鹽探頭和pH探頭安裝在所述沉積物的上方且伸入所述沉積物腔4的內(nèi)部，用于檢測進(jìn)入所述沉積物腔4內(nèi)的沉積物的間隙水水質(zhì)；與所述水質(zhì)監(jiān)測裝置連接設(shè)置有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)所述水質(zhì)監(jiān)測裝置檢測的數(shù)據(jù)。作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述水質(zhì)監(jiān)測裝置的營養(yǎng)鹽探頭和pH探頭可沿殼體1的半徑方向設(shè)置有多組，從而檢測與沉積物-阻控材料界面不同距離處的沉積物間隙水的營養(yǎng)鹽含量。作為可選擇的實(shí)施方式，也可在所述殼體1上設(shè)置用于放置營養(yǎng)鹽探頭和pH探頭的支架，所述支架包括旋轉(zhuǎn)軸和橫桿，所述旋轉(zhuǎn)軸安裝在所述殼體1的中心位置，所述橫桿垂直安裝在所述旋轉(zhuǎn)軸上，且適宜于沿所述旋轉(zhuǎn)桿進(jìn)行徑向和豎直方向上的往返運(yùn)動(dòng)，所述營養(yǎng)鹽探頭和pH探頭安裝在所述橫桿上；與所述旋轉(zhuǎn)軸和橫桿連接設(shè)置有驅(qū)動(dòng)裝置，適宜于帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和帶動(dòng)所述橫桿進(jìn)行徑向和豎直方向上的往返運(yùn)動(dòng)。通過這種設(shè)置方式，使得所述阻控裝置只需要設(shè)置一組營養(yǎng)鹽探頭和pH探頭，即可在橫桿的帶動(dòng)下進(jìn)行徑向的移動(dòng)和沿順時(shí)針或者逆時(shí)針方向的旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)沉積物腔4中多個(gè)點(diǎn)位的間隙水的監(jiān)測。

使用本實(shí)施例中的阻控裝置進(jìn)行湖泊水體污染控制的方法為:將粒徑范圍為1-2mm的蛭石顆粒通過所述阻控材料腔3的頂端上的開口放入所述阻控材料腔3中，關(guān)閉所述密封蓋19將開口閉合；將所述阻控裝置放入湖泊中，通過向所述阻控裝置施加下壓力或者利用所述阻控裝置自身的重力使得所述阻控裝置下沉，直至所述阻控裝置的殼體1插入湖泊底部；當(dāng)所述殼體1插入湖泊底部時(shí)，湖泊底部的沉積物通過所述開口進(jìn)入所述沉積物腔4；進(jìn)入所述沉積物腔4內(nèi)的沉積物通過所述圓柱形筒壁的通孔24與位于另一側(cè)的所述阻控材料相接觸，從而在沉積物的深度方向上對(duì)沉積物的營養(yǎng)鹽釋放進(jìn)行阻控。同時(shí)所述水質(zhì)監(jiān)測裝置通過所述營養(yǎng)鹽探頭pH探頭檢測沉積物內(nèi)間隙水的營養(yǎng)鹽和pH指標(biāo)。

實(shí)施例2

本實(shí)施例中提供的用于湖泊水體污染的阻控裝置如圖4所示，在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例進(jìn)一步增設(shè)了第一取樣裝置，所述第一取樣裝置包括：

第一筒體7，所述第一筒體7與所述殼體固定連接且所述第一筒體的筒壁形成一個(gè)位于所述腔體側(cè)壁兩側(cè)的合圍，所述合圍包括位于所述腔體側(cè)壁兩側(cè)的兩個(gè)區(qū)域；所述第一筒體7在水平方向上沿位于外側(cè)的所述圓柱形筒體22的半徑延伸設(shè)置；本實(shí)施例中所述第一筒體7位于所述阻控材料腔內(nèi)的部分的橫截面為扇形，所述第一筒體7位于所述沉積物腔內(nèi)的部分的截面為寬度不變的長條形。

如圖5和圖6所示，所述第一筒體7的頂端設(shè)置有第一頂蓋8，底端開口設(shè)置；在所述第一筒體7內(nèi)安裝有第一活塞10；所述第一活塞10適宜于在所述第一筒體7內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并與所述第一頂蓋8相抵觸；在所述第一頂蓋8和所述第一活塞10上均設(shè)置有透水孔，當(dāng)所述第一活塞10與所述第一頂蓋8抵觸時(shí)，位于所述第一頂蓋8上的透水孔9和所述第一活塞10上的透水孔11交錯(cuò)設(shè)置，形成一個(gè)不透水結(jié)構(gòu)。

作為優(yōu)選的實(shí)施方式，本實(shí)施例在每個(gè)所述沉積物腔4里還分別設(shè)置有第二取樣裝置，如圖7和圖8所示，所述第二取樣裝置包括：第二筒體12，所述第二筒體12的頂端設(shè)置有頂蓋，底端開口設(shè)置；在所述第二筒體12的外壁面上固定設(shè)置有沿豎直方向延伸的彈性條17，在所述沉積物腔4的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)置有沿豎直方向延伸的安裝槽，所述彈性條17嵌套安裝在所述安裝槽內(nèi)，并適宜于沿所述安裝槽向上滑動(dòng)直至脫離所述安裝槽；在所述第二筒體12內(nèi)安裝有第二活塞15，所述第二活塞15適宜于在所述第二筒體12內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并與所述第二頂蓋13相抵觸；在所述第二頂蓋13和所述第二活塞上均設(shè)置有透水孔，當(dāng)所述第二活塞與所述第二頂蓋13抵觸時(shí)，位于所述第二頂蓋上的透水孔14和所述第二活塞上的透水孔16交錯(cuò)設(shè)置，形成一個(gè)不透水結(jié)構(gòu)。

使用本實(shí)施例中的阻控裝置進(jìn)行湖泊水體污染控制的方法為:將粒徑范圍為1-2mm的蛭石顆粒放入所述阻控材料腔3中；將所述阻控裝置放入湖泊中，通過向所述阻控裝置施加下壓力或者利用所述阻控裝置自身的重力使得所述阻控裝置下沉，直至所述阻控裝置的殼體1插入湖泊底部；當(dāng)所述殼體1插入湖泊底部時(shí)，湖泊底部的沉積物通過所述開口進(jìn)入所述沉積物腔4，進(jìn)入所述沉積物腔4內(nèi)的沉積物通過所述腔體側(cè)壁的通孔24與位于另一側(cè)的所述阻控材料相接觸，從而在沉積物的深度方向上對(duì)沉積物的營養(yǎng)鹽釋放進(jìn)行阻控。本實(shí)施例中所述的阻控裝置通過設(shè)置第一取樣裝置，可在阻控過程進(jìn)行一段時(shí)間后對(duì)沉積物進(jìn)行采樣，具體方法為:在未采樣的初始狀態(tài)下，第一筒體7內(nèi)的第一活塞10位于頂蓋的下方，且所述頂蓋和第一活塞10上均設(shè)置有透水孔，位于沉積物上方的水通過透水孔進(jìn)入所述第一筒體7。當(dāng)所述殼體1插入湖泊底部時(shí)，所述沉積物進(jìn)入所述沉積物腔4的同時(shí)也進(jìn)入所述第一筒體位于所述沉積物腔4的一側(cè)，且所述沉積物位于所述活塞的下方。當(dāng)阻控裝置在湖底使用一段時(shí)間后被取出時(shí)，通過向上提拉所述第一活塞10，使得所述第一活塞10與所述頂蓋相抵觸，由于所述第一頂蓋8和所述第一活塞10上的透水孔為交錯(cuò)設(shè)置，當(dāng)二者抵觸時(shí)形成了密封不透水結(jié)構(gòu)。此時(shí)繼續(xù)提升所述第一活塞10帶動(dòng)所述殼體1上升或者直接提升所述殼體1上升，由于第一筒體7的頂端已經(jīng)密封，在水壓的作用下，沉積物和阻控材料會(huì)隨第一筒體7上升，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)沉積物和阻控材料的取樣。

本實(shí)施例通過設(shè)置所述第二取樣裝置，可在阻控裝置插入沉積物之初對(duì)沉積物樣品進(jìn)行取樣，從而便于和第一取樣裝置采取的樣品進(jìn)行對(duì)比。具體采樣方法為：初始狀態(tài)下，沉積物在進(jìn)入所述沉積物腔4的同時(shí)也進(jìn)入所述第二筒體12，此時(shí)向上提拉所述第二活塞，所述第二活塞與所述第二筒體12的頂蓋相抵觸，從而實(shí)現(xiàn)第二筒體12頂端的密封，此時(shí)繼續(xù)提升所述第二活塞并帶動(dòng)所述第二筒體12上升，所述上升過程中，提升的力克服了彈性條17的摩擦力，使得所述彈性條17相對(duì)于所述安裝槽向上滑動(dòng)。此時(shí)在水壓的作用下，沉積物會(huì)隨第二筒體12上升，從而完成沉積物的取樣。

作為優(yōu)選的實(shí)施方式，本實(shí)施例中所述第一筒體7位于所述沉積物腔內(nèi)的部分的底端與所述沉積物腔的底端相平齊。所述第二筒體12在初始狀態(tài)下時(shí)，其底端與所述沉積物腔的底端也是平齊設(shè)置。從而使得第一筒體7和第二筒體12可取到沉積物腔內(nèi)整個(gè)豎直方向上的沉積物樣品。并且為了防止沉積物從所述第一筒體和第二筒體的上方進(jìn)入導(dǎo)致透水孔堵塞的問題，本實(shí)施例優(yōu)選將所述第一筒體和第二筒體的頂蓋設(shè)置在沉積物腔和阻控材料腔的上方，所述殼體插入所述湖泊底部的沉積物中時(shí)，所述第一筒體和第二筒體插入所述沉積物的深度小于所述第一筒體和第二筒體的高度，優(yōu)選小于所述第一筒體和第二筒體高度的2/3。

同樣作為優(yōu)選的實(shí)施方式，為了便于提拉，可與所述第一活塞和第二活塞均連接設(shè)置提拉裝置20，所述提拉裝置20可以選擇設(shè)置為提拉桿或提拉線纜。

實(shí)施例3

本實(shí)施例中提供的用于湖泊水體污染的阻控裝置，包括：用于插入湖泊底部的沉積物中的殼體1，本實(shí)施例中所述殼體1包括兩個(gè)直徑互不相同的圓柱形筒壁21、22，所述兩個(gè)圓柱形筒壁21、22依次同心嵌套設(shè)置，且通過一個(gè)徑向方向上的固定桿25固定連接。在位于內(nèi)側(cè)的所述圓柱形筒壁21內(nèi)部形成圓柱形的腔體，在兩個(gè)所述圓柱形筒壁之間形成環(huán)形的腔體，所述圓柱形的腔體與所述環(huán)形的腔體在水平方向相鄰接；本實(shí)施例中所述圓柱形的腔體的底面5密閉設(shè)置，且所述底面5設(shè)置為平面；在所述圓柱形的腔體內(nèi)放置有阻控材料，用作阻控材料腔3；本實(shí)施例中所述阻控材料腔3的頂端敞口設(shè)置，在所述阻控材料腔的底端設(shè)置有尖端部，所述尖端部朝下設(shè)置(如圖10所示)；本實(shí)施例中所述阻控材料為蛭石顆粒，所述蛭石顆粒的粒徑范圍為1-2mm。本實(shí)施中所述的環(huán)形的腔體的底面和頂面均開口設(shè)置且所述底面的開口6朝向殼體1的正下方，用作沉積物腔4；本實(shí)施例中位于內(nèi)側(cè)的所述圓柱形筒壁21為位于所述沉積物腔4與所述阻控材料腔3之間的腔體側(cè)壁，在所述腔體側(cè)壁上分布有通孔24，所述通孔24的孔徑為0.5mm，小于蛭石顆粒的粒徑，從而可防止蛭石顆粒流出。為了提高沉積物與阻控材料的接觸面積，優(yōu)選將所述圓柱形筒壁設(shè)置為金屬網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

本實(shí)施例在所述殼體1上設(shè)置有水質(zhì)監(jiān)測裝置，所述水質(zhì)監(jiān)測裝置設(shè)置有營養(yǎng)鹽探頭和pH探頭，所述營養(yǎng)鹽探頭和pH探頭安裝在所述沉積物的上方且伸入所述沉積物腔4的內(nèi)部，用于檢測進(jìn)入所述沉積物腔4內(nèi)的沉積物的間隙水水質(zhì)；與所述水質(zhì)監(jiān)測裝置連接設(shè)置有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)所述水質(zhì)監(jiān)測裝置檢測的數(shù)據(jù)。本實(shí)施例中所述水質(zhì)監(jiān)測裝置的營養(yǎng)鹽探頭和pH探頭沿殼體1的半徑方向設(shè)置有2組，從而檢測與沉積物-阻控材料界面不同距離處的沉積物間隙水的營養(yǎng)鹽含量。

作為優(yōu)選的實(shí)施方式，本實(shí)施例設(shè)置所述阻控材料腔的底端的尖端部為實(shí)心結(jié)構(gòu)或者為表面不設(shè)置孔的密閉結(jié)構(gòu)。這種設(shè)置方式的優(yōu)點(diǎn)在于可使得沉積物和阻控材料的界面位于同一豎直方向上，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)監(jiān)測時(shí)，防止因阻控材料腔變徑導(dǎo)致對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響。

使用本實(shí)施例中的阻控裝置進(jìn)行湖泊水體污染控制的方法為:將粒徑范圍為1-2mm的蛭石顆粒通過所述阻控材料腔3的頂端上的開口放入所述阻控材料腔3中；將所述阻控裝置放入湖泊中，通過向所述阻控裝置施加下壓力或者利用所述阻控裝置自身的重力使得所述阻控裝置下沉，直至所述阻控裝置的殼體1插入湖泊底部；當(dāng)所述殼體1插入湖泊底部時(shí)，湖泊底部的沉積物通過所述開口進(jìn)入所述沉積物腔4；進(jìn)入所述沉積物腔4內(nèi)的沉積物通過所述圓柱形筒壁的通孔24與位于另一側(cè)的所述阻控材料相接觸，從而在沉積物的深度方向上對(duì)沉積物的營養(yǎng)鹽釋放進(jìn)行阻控。同時(shí)所述水質(zhì)監(jiān)測裝置通過所述營養(yǎng)鹽探頭pH探頭檢測沉積物內(nèi)間隙水的營養(yǎng)鹽和pH指標(biāo)。

實(shí)施例4

本實(shí)施例中提供的用于湖泊水體污染的阻控裝置如圖9所示，設(shè)置有用于插入湖泊底部的沉積物中的殼體1，本實(shí)施例中所述殼體1包括三個(gè)直徑互不相同的圓柱形筒壁21、22、23，所述三個(gè)圓柱形筒壁21、22、23依次同心嵌套設(shè)置且固定連接。在位于最內(nèi)側(cè)的所述圓柱形筒壁21的內(nèi)部形成圓柱形的腔體，在每相鄰的兩個(gè)所述圓柱形筒壁之間形成環(huán)形的腔體，所述環(huán)形的腔體共有2個(gè)；本實(shí)施例在所述殼體1內(nèi)設(shè)置有隔板18，所述隔板18設(shè)置有4個(gè)，所述4個(gè)隔板18呈十字形排列，每個(gè)所述隔板18均沿所述圓柱形筒壁21、22、23的中心點(diǎn)向外延伸至位于最外側(cè)的所述圓柱形筒壁23，將所述殼體1分隔成4個(gè)相互獨(dú)立的扇形區(qū)域，同時(shí)也將每個(gè)腔體分隔成4個(gè)相同的腔體區(qū)域。

本實(shí)施例將位于最內(nèi)側(cè)的所述圓柱形筒壁21內(nèi)部的圓柱形的腔體設(shè)置為用于放置第一阻控材料的第一阻控材料腔，與位于最內(nèi)側(cè)的所述圓柱形筒壁21的底端連接設(shè)置有圓錐形尖端部，所述圓錐形尖端部為的尖端朝下設(shè)置(如圖9所示)；將緊鄰所述第一阻控材料腔的環(huán)形腔體設(shè)置為沉積物腔4，所述沉積物腔4的頂面和底面均開口設(shè)置且所述底面的開口6朝向殼體1的正下方；位于最外側(cè)的環(huán)形腔體設(shè)置為放置有第二阻控材料的第二阻控材料腔，如圖11所示，所述第二阻抗材料腔的底端設(shè)置為截面為圓錐形的尖端部，所述第二阻抗材料腔底端的尖端部同樣朝向下方設(shè)置；本實(shí)施例中位于所述第一阻控材料腔與所述沉積物腔4之間和位于所述沉積物腔4和第二阻控材料腔之間的圓柱形筒壁21、22上均分布設(shè)置有通孔24，所述圓柱形筒壁21上的所述通孔24的孔徑小于第一阻控材料的粒徑；所述圓柱形筒壁22上的所述通孔24的孔徑小于第二阻控材料的粒徑。

使用本實(shí)施例中的阻控裝置進(jìn)行湖泊水體污染控制的方法為:將粒徑范圍為1-2mm的氧化鋁顆粒放入所述第一阻控材料腔的四個(gè)腔體區(qū)域中；將粒徑范圍為1-2mm的蛭石顆粒放入所述第二阻控材料腔的四個(gè)腔體區(qū)域中將所述阻控裝置放入湖泊中，通過向所述阻控裝置施加下壓力或者利用所述阻控裝置自身的重力使得所述阻控裝置下沉，直至所述阻控裝置的殼體1插入湖泊底部；當(dāng)所述殼體1插入湖泊底部時(shí)，湖泊底部的沉積物通過所述開口進(jìn)入所述沉積物腔4；進(jìn)入所述沉積物腔4內(nèi)的沉積物通過位于兩側(cè)的所述圓柱形筒壁的通孔24與位于兩側(cè)的所述第一阻控材料和第二阻控材料相接觸。

實(shí)施例5

本實(shí)施例中提供的用于湖泊水體污染的阻控裝置，包括用于插入湖泊底部的沉積物中的殼體1，本實(shí)施例中所述殼體1包括四個(gè)直徑互不相同的圓柱形筒壁，所述四個(gè)圓柱形筒壁依次同心嵌套設(shè)置。在位于最內(nèi)側(cè)的所述圓柱形筒壁內(nèi)部形成圓柱形的腔體，在每相鄰的兩個(gè)所述圓柱形筒壁之間形成環(huán)形的腔體，所述環(huán)形的腔體共有3個(gè)；本實(shí)施例在所述殼體1內(nèi)設(shè)置有隔板18，所述隔板18設(shè)置有4個(gè)，所述4個(gè)隔板18呈十字形排列，每個(gè)所述隔板18均沿所述圓柱形筒體的中心點(diǎn)向外延伸至位于最外側(cè)的所述圓柱形筒壁，將所述殼體1分隔成4個(gè)相互獨(dú)立的扇形區(qū)域，同時(shí)也將每個(gè)腔體分隔成4個(gè)相同的腔體區(qū)域。

本實(shí)施例將位于最內(nèi)側(cè)圓柱形的腔體以及由內(nèi)向外依次設(shè)置的三個(gè)環(huán)形的腔體依次設(shè)置為第一阻控材料腔、第一沉積物腔、第二阻控材料腔和第二沉積物腔；其中，在位于第一阻控材料腔和第一沉積物腔之間的圓柱形筒壁上以及位于第二阻控材料腔和第二沉積物腔之間的圓柱形筒壁上均分布有通孔24，本實(shí)施例中所述第一阻控材料腔的4個(gè)腔體區(qū)域中放置的阻控材料為直徑為1-2mm的蛭石顆粒；所述第二阻控材料腔的4個(gè)腔體區(qū)域中放置的阻控材料為直徑為2-3mm的氧化鋁顆粒；位于第一阻控材料腔和第一沉積物腔之間的圓柱形筒壁上的通孔24孔徑小于所述蛭石顆粒的粒徑，設(shè)置為0.5mm；所述第二阻控材料腔和第二沉積物腔之間的圓柱形筒壁上的通孔24的孔徑小于氧化鋁顆粒的粒徑，設(shè)置為1mm。所述第一沉積物腔和第二沉積物腔的4個(gè)腔體區(qū)域的底端均開口設(shè)置且所述底面的開口6朝向殼體1的正下方。

為了便于插入湖泊底部的沉積物中，本實(shí)施例中所述第一阻控材料腔和第二阻控材料腔的底端設(shè)置有尖端部，所述尖端部朝向下方設(shè)置；位于最外側(cè)的所述圓柱形筒壁的底端設(shè)置為楔形。

使用本實(shí)施例中的阻控裝置進(jìn)行湖泊水體污染控制的方法為:將粒徑范圍為1-2mm的蛭石顆粒放入所述第一阻控材料腔的四個(gè)腔體區(qū)域中；將粒徑范圍為2-3mm的蛭石顆粒放入所述第二阻控材料腔的四個(gè)腔體區(qū)域中將所述阻控裝置放入湖泊中，通過向所述阻控裝置施加下壓力或者利用所述阻控裝置自身的重力使得所述阻控裝置下沉，直至所述阻控裝置的殼體1插入湖泊底部；當(dāng)所述殼體1插入湖泊底部時(shí)，湖泊底部的沉積物通過所述開口進(jìn)入所述沉積物腔；進(jìn)入所述沉積物腔內(nèi)的沉積物通過位于兩側(cè)的所述圓柱形筒壁的通孔24與位于兩側(cè)的所述阻控材料相接觸。

需要說明的是，上述實(shí)施例1-5作為優(yōu)選的實(shí)施方式，優(yōu)選設(shè)置所述殼體1由圓柱形筒壁組成，從而有效提高阻控材料和沉積物之間的接觸面，提高了阻控材料的利用率。但作為可選擇的實(shí)施方式，所述殼體1也可以設(shè)置為其它形狀，如方形。

并且作為優(yōu)選的實(shí)施方式，可在上述實(shí)施例1-5中所述的阻控裝置的殼體上安裝綁定塊，所述綁定塊增加了殼體的重量，可帶動(dòng)所述殼體下沉。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求為準(zhǔn)。