研究沉積物分層營養(yǎng)鹽交換通量的實(shí)驗(yàn)裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及研究沉積物分層營養(yǎng)鹽交換通量的實(shí)驗(yàn)裝置，包括透明的模擬容器，所述模擬容器的底部設(shè)有不透光的外覆層和若干采集孔，所述外覆層的頂端不低于采集孔在模擬容器上的位置，所述每個采集孔均對應(yīng)配套有間隙水采樣裝置，所述間隙水采集裝置連接采集孔。本發(fā)明還涉及一種研究沉積物分層營養(yǎng)鹽交換通量的實(shí)驗(yàn)方法。本發(fā)明利用模擬容器容置沉積物和上覆水，外覆層模擬出沉積物無光照的環(huán)境，而間隙水采集裝置通過多個采集孔即可直接從沉積物的不同分層中獲取間隙水，使得實(shí)驗(yàn)人員可以在實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行簡單方便的沉積物間隙水分層研究，從而對沉積物分層營養(yǎng)鹽交換量開展研究。本發(fā)明適用于在實(shí)驗(yàn)室條件下研究沉積物分層營養(yǎng)鹽交換量。
【專利說明】研究沉積物分層營養(yǎng)鹽交換通量的實(shí)驗(yàn)裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水中沉積物的研究領(lǐng)域，特別是涉及一種沉積物分層營養(yǎng)鹽交換通量的實(shí)驗(yàn)裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]沉積物間隙水是沉積物-水界面物質(zhì)交換的重要參數(shù)，沉積物中的間隙水會釋放各種營養(yǎng)物質(zhì)到上覆水體里，間隙水的成分隨深度增加而不斷變化，研究間隙水不同分層的物質(zhì)變化可以了解整個水環(huán)境體系的變化情況，同時研究間隙水不同分層的物質(zhì)變化同時也等于是研究沉積物分層營養(yǎng)鹽交換通量。
[0003]獲取底泥間隙水的主要方法是在野外直接采集底泥，帶回實(shí)驗(yàn)室后再采集間隙水(未分層采集)，或者是野外原位采集間隙水。這些方法獲取間隙水時間長，而且無法開展間隙水的分層研究，因此存在一定的局限性。因此，為了彌補(bǔ)上述的局限性，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)急需一種可以模擬現(xiàn)場條件并有助于探究間隙水分層變化的裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)方法，該裝置和方法可以模擬沉積物的現(xiàn)場條件，并利于探究沉積物分層營養(yǎng)鹽交換量的變化。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
研究沉積物分層營養(yǎng)鹽交換通量的實(shí)驗(yàn)裝置，包括透明的模擬容器，所述模擬容器的底部設(shè)有不透光的外覆層和若干采集孔，所述外覆層的頂端不低于采集孔在模擬容器上的位置，所述每個采集孔均對應(yīng)配套有間隙水采樣裝置，所述間隙水采集裝置連接采集孔。
[0006]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述采集孔沿模擬容器的高度方向等間距排列。
[0007]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述間隙水采集裝置包括取水頭和連接在取水頭后端的塑料管，所述取水頭從采集孔處插入模擬容器內(nèi)部空間，所述塑料管后端設(shè)有收
集單元。
[0008]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述采集單元包括真空采血管和連接在塑料管上的注射針頭，所述注射針頭前端的針尖從真空采血管的口部插入。
[0009]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述采集孔與間隙水采集裝置之間設(shè)有密封結(jié)構(gòu)。
[0010]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述密封結(jié)構(gòu)包括固定在每個采集孔的內(nèi)壁的彈性膠圈，取水頭從采集孔插入后，彈性膠圈與取水頭的外壁或塑料管的外壁緊密貼合。
[0011]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述密封結(jié)構(gòu)包括套設(shè)在取水頭與塑料管連接處外周的彈性膠套，所述取水頭插入采集孔后，彈性膠套與采集孔內(nèi)壁緊密貼合。
[0012]研究沉積物分層營養(yǎng)鹽交換通量的實(shí)驗(yàn)方法，將在現(xiàn)場采集的帶有沉積物的水樣倒入模擬容器中，水樣靜止后使外覆層遮擋沉積物，之后通過間隙水采集裝置插入采集孔中從沉積物的不同分層中采集間隙水以進(jìn)行研究。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明利用模擬容器容置沉積物和上覆水，外覆層模擬出沉積物無光照的環(huán)境，而間隙水采集裝置通過多個采集孔即可直接從沉積物的不同分層中獲取間隙水，使得實(shí)驗(yàn)人員可以在實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行簡單方便的沉積物間隙水分層研究，從而對沉積物分層營養(yǎng)鹽交換量開展研究。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0015]圖1是本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是模擬容器的示意圖；
圖3是本發(fā)明密封結(jié)構(gòu)第一實(shí)施例的示意圖；
圖4是本發(fā)明密封結(jié)構(gòu)第二實(shí)施例的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]如圖1和圖2所示，研究沉積物分層營養(yǎng)鹽交換通量的實(shí)驗(yàn)裝置，包括上方敞開的模擬容器1，該模擬容器I透明，其為用有機(jī)玻璃做成長方體缸，尺寸為長X寬X高=35cmX 30cmX 50cm。沉積物和上覆水均容置在該長方體缸內(nèi)。
[0017]模擬容器I的下部沿高度方向等間距的開設(shè)有若干采集孔3，用于沉積物不同層深度間隙水的采樣。這些采集孔3有5個，相鄰的采集孔3之間的距離為2cm，最下端的采集孔3距長方體缸底端的距離也為2cm。
[0018]由于現(xiàn)場條件下間隙層沉積物是處于無光照的環(huán)境，為了模擬出該環(huán)境，模擬容器I的外壁自底端向上設(shè)有不透光的外覆層2，外覆層2向上延伸至最上端的采集孔3，使之覆蓋所有沉積物，即外覆層2的頂端不低于采集孔3在模擬容器I上的位置。為了安裝方便，外覆層2采用黑色的塑料薄膜，塑料薄膜圍繞模擬容器I 一圈后，用粘膠粘貼在模擬容器I的外壁。
[0019]當(dāng)實(shí)驗(yàn)室人員未開始采集間隙水時，為了防止沉積物和水的泄露，采集孔3上配套設(shè)有密封膠塞10，開始采集時將密封膠塞10拔出。
[0020]間隙水采集裝置包括取水頭4和塑料管5。取水頭4的直徑為2mm，其氣孔徑為
1.5 μ m，在采集間隙水時取水頭4從采集孔3插入模擬容器I內(nèi)的沉積物中。取水頭4的后端接有塑料管5，塑料管5的尾端設(shè)有采集單元。采集單元包括真空采血管6和連接在塑料管5上的注射針頭7，該注射針頭7為普通一次性注射針筒配套針頭。注射針頭7前端的針尖從真空采血管6的口部插入，利用負(fù)壓采集間隙水。
[0021]為了防止沉積物和水從間隙水采集裝置與采集孔3之間縫隙中滲漏，在采集孔3與間隙水采集裝置之間設(shè)置密封結(jié)構(gòu)。
[0022]如圖3所示的第一實(shí)施例中，在取水頭4與塑料管5連接處的外周套設(shè)彈性膠套9，彈性膠套9套入后其直徑略大于采集孔3的直徑。取水頭4插入采集孔3時，使彈性膠套9旋入采集孔3并與采集孔3內(nèi)壁緊密貼合，利用彈性膠套9的彈性形變密封采集孔3。
[0023]在本實(shí)施例中，彈性膠套9為7_9mm的橡膠管，且套設(shè)于取水頭4和塑料管5外周的橡膠管管段的長度均不少于3mm。套設(shè)于取水頭4外周的橡膠管管段是為了保證橡膠管與取水頭4、塑料管5之間產(chǎn)生足夠大的摩擦力，防止彈性膠套9旋入時發(fā)生相對位移。
[0024]如圖4所示的第二實(shí)施例中，在采集孔3的內(nèi)壁固定彈性膠圈8，采集時，取水頭4旋入彈性膠圈8中，使取水頭4或塑料管5的外壁與彈性膠圈8的內(nèi)壁緊密貼合，從而達(dá)到密封的作用。
[0025]研究沉積物分層營養(yǎng)鹽交換通量的實(shí)驗(yàn)方法，利用實(shí)施例1或?qū)嵤├?中的裝置，將在現(xiàn)場采集到的帶有沉積物的水樣倒入模擬容器I中，水樣靜止后外覆層2遮擋沉積物，之后通過間隙水采集裝置插入采集孔3中從沉積物的不同分層中采集間隙水以進(jìn)行研究。
[0026]以上所述只是本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式，其并不構(gòu)成對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。
【權(quán)利要求】
1.研究沉積物分層營養(yǎng)鹽交換通量的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:包括透明的模擬容器(I)，所述模擬容器(I)的底部設(shè)有不透光的外覆層(2)和若干采集孔(3)，所述外覆層(2)的頂端不低于采集孔(3)在模擬容器(I)上的位置，所述每個采集孔(3)均對應(yīng)配套有間隙水采樣裝置，所述間隙水采集裝置連接采集孔(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的研究沉積物分層營養(yǎng)鹽交換通量的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述采集孔(3)沿模擬容器(I)的高度方向等間距排列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的研究沉積物分層營養(yǎng)鹽交換通量的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述間隙水采集裝置包括取水頭(4)和連接在取水頭(4)后端的塑料管(5)，所述取水頭(4)從采集孔(3)處插入模擬容器(I)內(nèi)部空間，所述塑料管(5)后端設(shè)有收集單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的研究沉積物分層營養(yǎng)鹽交換通量的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述采集單元包括真空采血管(6)和連接在塑料管(5)上的注射針頭(7)，所述注射針頭(7)前端的針尖從真空采血管￠)的口部插入。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的研究沉積物分層營養(yǎng)鹽交換通量的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述采集孔(3)與間隙水采集裝置之間設(shè)有密封結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5 所述的研究沉積物分層營養(yǎng)鹽交換通量的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述密封結(jié)構(gòu)包括固定在每個采集孔(3)的內(nèi)壁的彈性膠圈(8)，取水頭(4)從采集孔(3)插入后，彈性膠圈(8)與取水頭(4)的外壁或塑料管(5)的外壁緊密貼合。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的研究沉積物分層營養(yǎng)鹽交換通量的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述密封結(jié)構(gòu)包括套設(shè)在取水頭(4)與塑料管(5)連接處外周的彈性膠套(9)，所述取水頭⑷插入采集孔⑶后，彈性膠套(9)與采集孔(3)內(nèi)壁緊密貼合。
8.利用權(quán)力要求I至7中任一項(xiàng)所述的裝置研究沉積物分層營養(yǎng)鹽交換通量的方法，其特征在于:將在現(xiàn)場采集的帶有沉積物的水樣倒入模擬容器(I)中，水樣靜止后使外覆層(2)遮擋沉積物，之后通過間隙水采集裝置插入采集孔(3)中從沉積物的不同分層中采集間隙水以進(jìn)行研究。
【文檔編號】G01N1/10GK103439143SQ201310342721
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月7日
【發(fā)明者】喬培培, 陳丕茂, 李娜 申請人:中國水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所