一種用于實驗室模擬水體沉積物氮磷釋放的裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種用于實驗室模擬水體沉積物氮磷釋放的裝置，包括可調(diào)速泵、水浴恒溫器、保溫柱狀釋放器、保溫上覆水循環(huán)器和實驗條件檢測系統(tǒng)，保溫柱狀釋放器和保溫上覆水循環(huán)器頂部設有封閉蓋，保溫柱狀釋放器和保溫上覆水循環(huán)器的封閉蓋上方設有實驗條件檢測系統(tǒng)，所述實驗條件檢測系統(tǒng)穿過封閉蓋插入到保溫柱狀釋放器和保溫上覆水循環(huán)器內(nèi)；保溫柱狀釋放器設有可調(diào)速攪拌器，保溫柱狀釋放器一側(cè)中部的水閥通過導水管和可調(diào)速泵連接位于保溫下覆水循環(huán)器底部一側(cè)的水閥；所述保溫柱狀釋放器連接溫度調(diào)控器；保溫柱狀釋放器一側(cè)下部的水閥通過導水管和保溫下覆水循環(huán)器上部的水閥連接。本實用新型還可以用于實驗室模擬不同條件（溫度、DO、pH）對沉積物氮磷釋放的影響研究。
【專利說明】一種用于實驗室模擬水體沉積物氮磷釋放的裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及湖泊、城市內(nèi)河生態(tài)環(huán)境研究技術(shù)和檢測領(lǐng)域，特別涉及于湖泊、城市內(nèi)河水-沉積物界面環(huán)境的研究領(lǐng)域，具體是指一種用于實驗室模擬水體沉積物氮磷釋放的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和農(nóng)工業(yè)技術(shù)的進步，進入湖泊或城市內(nèi)河水體的營養(yǎng)物質(zhì)(主要是氮磷)和有機質(zhì)不斷增加，導致藻類等水生生物大量繁殖，水體質(zhì)量下降，功能減退，最終呈現(xiàn)不同程度的水體富營養(yǎng)化。按來源不同，導致水體富營養(yǎng)化的物質(zhì)可分為外源輸入和內(nèi)源釋放，其中外源輸入主要包括河流徑流輸入、大氣和雨水的干濕沉降等，內(nèi)源釋放主要為沉積物營養(yǎng)鹽的釋放。目前，在外源輸入不斷得到良好控制和管理的情況下，內(nèi)源釋放則成為影響水體富營養(yǎng)化的關(guān)鍵因素。
[0003]在湖泊、城市內(nèi)河的生物地球化學循環(huán)中，沉積物作為營養(yǎng)物質(zhì)的一個貯存庫，扮演者著源和匯的雙重角色。在不同的理化和生物條件下，沉積物中的營養(yǎng)物質(zhì)可通過間隙水釋放到上覆水體中，同時，上覆水體中的營養(yǎng)物質(zhì)也可以通過物理、化學和生物的作用沉降沉積到水體沉積物中。營養(yǎng)物質(zhì)不斷在水體-沉積物界面釋放或沉積，最終使水體-沉積物界面處于一個動態(tài)平衡的狀態(tài)。
[0004]目前，水體-沉積物界面營養(yǎng)物質(zhì)釋放的研究方法主要有水下原位模擬法和實驗室培養(yǎng)模擬法。前者比較接近實際，但研究的強度、難度、要求和費用較高，在發(fā)達國家應用廣泛，在我國應用不多；后者應用比較多，適用于研究污染物釋放以及其與影響因素之間的關(guān)系。實驗室培養(yǎng)模擬法中，可將采集的沉積物樣完好保存，帶回實驗室做相關(guān)的研究模擬實驗。但是，現(xiàn)有文獻資料關(guān)于沉積物氮磷釋放的實驗室培養(yǎng)模擬裝置過于簡單，無法實現(xiàn)通過控制實驗條件，以達到盡可能的接近實際沉積物理化環(huán)境，實驗獲取的數(shù)據(jù)與實際相差甚遠。
[0005]為達到與實際盡可能相符合，并實現(xiàn)多因素的優(yōu)化控制，需要設計一種新型的實驗室模擬沉積物氮磷釋放的裝置來嚴格控制實驗的模擬條件。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型的目的在于提供一種嚴格控制實驗條件的用于實驗室模擬沉積物氮磷釋放的裝置，既可以用于實驗室模擬沉積物氮磷的靜態(tài)和動態(tài)釋放，又可以研究氮磷釋放與影響因素之間的關(guān)系。CO2導管、pH探頭、DO探頭、酸堿導入管、可調(diào)速攪拌器、出氣口、溫度調(diào)控器、去除CO2的空氣導管、可調(diào)速泵、封閉蓋、水閥、水浴恒溫器、
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取的技術(shù)方案為:一種用于實驗室模擬沉積物氮磷釋放的裝置，包括可調(diào)速泵、封閉蓋、水閥、水浴恒溫器、保溫柱狀釋放器、保溫上覆水循環(huán)器、導水管和實驗條件檢測系統(tǒng)，所述實驗條件檢測系統(tǒng)由CO2導管、pH探頭、DO探頭、酸堿導入管、溫度調(diào)控器和去除CO2的空氣導管組成，其中:保溫柱狀釋放器和保溫上覆水循環(huán)器頂部均設有封閉蓋，保溫柱狀釋放器和保溫上覆水循環(huán)器的封閉蓋上方均設有實驗條件檢測系統(tǒng)，且所述實驗條件檢測系統(tǒng)穿過封閉蓋分別插入到保溫柱狀釋放器和保溫上覆水循環(huán)器內(nèi)；保溫柱狀釋放器設有可調(diào)速攪拌器，保溫柱狀釋放器一側(cè)中部的水閥通過導水管和可調(diào)速泵連接位于保溫下覆水循環(huán)器底部一側(cè)的水閥；所述保溫柱狀釋放器連接溫度調(diào)控器；保溫柱狀釋放器一側(cè)下部的水閥通過導水管和保溫下覆水循環(huán)器上部的水閥連接。
[0008]本實用新型中，所述保溫柱狀釋放器一側(cè)中部的水閥高度位于保溫上覆水循環(huán)器內(nèi)水位下方5cm處。
[0009]本實用新型中，所述保溫柱狀釋放器一側(cè)下部的水閥高度與保溫柱狀釋放器內(nèi)放置的沉積物保持5cm。
[0010]本實用新型中，所述保溫柱狀釋放器和保溫上覆水循環(huán)器的封閉蓋上均設有出氣□。
[0011]本實用新型中，可調(diào)速攪拌器要防銹，用于靜態(tài)模擬實驗必要時的慢速攪拌，使上覆水混合均勻。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下有益效果:本實用新型的沉積物釋放裝置占用空間小、良好的保溫效果，能夠較嚴格的控制實驗模擬條件，適用于實驗室模擬沉積物氮磷釋放的靜態(tài)和動態(tài)試驗以及與釋放影響因素之間的關(guān)系研究。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型的實驗室模擬沉積物氮磷釋放裝置的示意圖。
[0014]圖中標號:1、CO2導管，2、pH探頭，3、DO探頭，4、酸堿導入管，5、可調(diào)速攪拌器，6、出氣口，7、溫度調(diào)控器，8、去除CO2的空氣導管，9、可調(diào)速泵，10、封閉蓋，11、水閥，12、水浴恒溫器，13、保溫柱狀釋放器，14、保溫上覆水循環(huán)器，15、導水管。
【具體實施方式】
[0015]請參閱附圖1所示，本實用新型為一種實驗室模擬水體沉積物氮磷釋放的裝置，由水浴恒溫器12、保溫柱狀釋放器13、保溫上覆水循環(huán)器14、可調(diào)速攪拌器5、可調(diào)速泵9以及實驗條件檢測系統(tǒng)等組成，所述實驗條件檢測系統(tǒng)由CO2導管1、ρΗ探頭2、D0探頭3、酸堿導入管4、溫度調(diào)控器7和去除CO2的空氣導管8組成，可調(diào)速攪拌器9和實驗條件檢測系統(tǒng)安裝于保溫柱狀釋放器13的封閉蓋10之上，保溫上覆水循環(huán)器14的實驗條件檢測系統(tǒng)安裝于循環(huán)器的封閉蓋10之上。所述封閉蓋10上設有出氣口 6。
[0016]保溫柱狀釋放器13安裝兩對高度不同的4個水.11，位于保溫柱狀釋放器13下側(cè)的水閥11與沉積物保持5 Cm，位于保溫柱狀釋放器13上側(cè)的水閥位于保溫上覆水循環(huán)器14水面下方5 cm ;保溫上覆水循環(huán)器14的兩側(cè)不同高度安裝2個水閥11。
[0017]所述保溫柱狀釋放器13和保溫上覆水循環(huán)器14有導水管15和可調(diào)速泵9相連。
[0018]本實用新型的水體沉積物氮磷釋放模擬裝置的使用方法如下:
[0019]靜態(tài)模擬時，將完好保存的新鮮沉積物樣置于保溫柱形釋放器的底部(可用錫箔紙引入，以防沉積物貼壁)，用虹吸法將多余的水排出，然后通過可調(diào)泵和導水管將經(jīng)過
0.45 ym膜過濾的上覆水體由保溫上覆水循環(huán)器14上側(cè)水閥沿壁緩慢注入保溫柱狀釋放器13中(以防攪渾)，并與保溫柱狀釋放器13頂端保持幾厘米的距離，蓋好封閉蓋10，安裝pH探頭2、DO探頭3和溫度調(diào)節(jié)器7，根據(jù)所需的實際條件調(diào)節(jié)pH值(大范圍變動用1+9的HCl和I mol/L的NaOH調(diào)節(jié)，小范圍變動用CO2和去除CO2的空氣調(diào)節(jié))、D0(用CO2和去除CO2的空氣調(diào)節(jié))和溫度，調(diào)節(jié)完成后即可開始沉積物氮磷釋放的靜態(tài)模擬實驗；動態(tài)模擬時，在完成靜態(tài)裝置之后，將經(jīng)過0.45 ym膜過濾的水樣注入保溫上覆水循環(huán)器14中，然后調(diào)節(jié)保溫上覆水循環(huán)器14中的pH值、DO值、溫度調(diào)節(jié)和控制系統(tǒng)，使其與保溫柱狀釋放器13中相吻合，最后用導水管15和可調(diào)水泵9如附圖1所示方式連接成一體，開啟可調(diào)水泵9，即可進行動態(tài)模擬實驗。實驗過程中若pH、D0、溫度有所變化，都可以立刻進行校正。
【權(quán)利要求】
1.一種用于實驗室模擬水體沉積物氮磷釋放的裝置，包括可調(diào)速泵、封閉蓋、水閥、水浴恒溫器、保溫柱狀釋放器、保溫上覆水循環(huán)器、導水管和實驗條件檢測系統(tǒng)，其特征在于所述實驗條件檢測系統(tǒng)由CO2導管、pH探頭、DO探頭、酸堿導入管、溫度調(diào)控器和去除CO2的空氣導管組成，其中:保溫柱狀釋放器和保溫上覆水循環(huán)器頂部均設有封閉蓋，保溫柱狀釋放器和保溫上覆水循環(huán)器的封閉蓋上方均設有實驗條件檢測系統(tǒng)，且所述實驗條件檢測系統(tǒng)穿過封閉蓋分別插入到保溫柱狀釋放器和保溫上覆水循環(huán)器內(nèi)；保溫柱狀釋放器設有可調(diào)速攪拌器，保溫柱狀釋放器一側(cè)中部的水閥通過導水管和可調(diào)速泵連接位于保溫下覆水循環(huán)器底部一側(cè)的水閥；所述保溫柱狀釋放器連接溫度調(diào)控器；保溫柱狀釋放器一側(cè)下部的水閥通過導水管和保溫下覆水循環(huán)器上部的水閥連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于實驗室模擬水體沉積物氮磷釋放的裝置，其特征在于所述保溫柱狀釋放器一側(cè)中部的水閥高度位于保溫上覆水循環(huán)器內(nèi)水位下方5cm處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于實驗室模擬水體沉積物氮磷釋放的裝置，其特征在于所述保溫柱狀釋放器一側(cè)下部的水閥高度與保溫柱狀釋放器內(nèi)放置的沉積物保持5cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于實驗室模擬水體沉積物氮磷釋放的裝置，其特征在于所述保溫柱狀釋放器和保溫上覆水循環(huán)器的封閉蓋上均設有出氣口。
【文檔編號】G01N33/00GK203772829SQ201420096145
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年3月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月5日
【發(fā)明者】楊長明, 沈爍, 荊亞超, 王育來 申請人:同濟大學