一種固液界面污染物釋放裝置的制造方法
【專利說明】一種固液界面污染物釋放裝置
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明屬于水環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域，涉及一種固液界面污染物釋放裝置，適用于有機(jī)污染物、氮磷等營養(yǎng)鹽、重金屬離子等污染物在土壤-水，沉積物-水等固液界面的靜態(tài)、動態(tài)交換。
[0003]
【背景技術(shù)】
沉積物是水體營養(yǎng)鹽、重金屬離子、有機(jī)污染物的主要儲存庫，沉積物中的營養(yǎng)鹽和污染物通過擴(kuò)散、對流、沉積物再懸浮等過程向上覆水體釋放，上覆水中的顆粒態(tài)營養(yǎng)鹽以及吸附在顆粒物上的污染物通過沉降作用進(jìn)入沉積物，并在沉積物中發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)。研究表明，湖泊和河流等水體富營養(yǎng)化程度往往與沉積物營養(yǎng)鹽釋放有密切的關(guān)系。沉積物中營養(yǎng)鹽和污染物一方面可以通過分子擴(kuò)散和濃度梯度擴(kuò)散即靜態(tài)擴(kuò)散進(jìn)入水體。另一方面，由于水表面受到動力擾動，沉積物受到各種生物擾動，外界的擾動通過沉積物再懸浮和沉降作用使得營養(yǎng)鹽和污染物進(jìn)入上覆水體，這種紊動擴(kuò)散造成的釋放量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于通過靜態(tài)擴(kuò)散所產(chǎn)生的釋放量。沉積物與上覆水體之間污染物的釋放、沉降等監(jiān)測數(shù)據(jù)一方面可以用于明確河流和湖泊等水體的“內(nèi)源”污染狀況，解釋水體“水華”爆發(fā)機(jī)理；另一方面可以為水體各種水質(zhì)模型提供所需的參數(shù)，對沉積物污染物釋放模型參數(shù)進(jìn)行率定。因此，測定水體沉積物營養(yǎng)鹽和污染物的釋放通量具有重要的意義。
[0004]目前，主要通過實驗室模擬方法研究沉積物/上覆水等固液界面污染物的釋放，影響污染物釋放的因素主要有溫度、物理擾動、生物擾動、溶解氧等。而各個研究組所用的模擬裝置相差很大，尚不能精確、全面控制對污染物釋放產(chǎn)生較大影響的實驗因素。在授權(quán)公告號CN 102092908 B，申請?zhí)?01010560897.5的發(fā)明專利“一種底泥污染物釋放的模擬裝置及其操作方法”，包括貯存槽、緩沖槽和污染物釋放槽三部分組成。在授權(quán)公告號為CN202785920 U，申請?zhí)枮?01220457348.X的實用新型專利“一種用于底泥釋放或水體沉降物收集的裝置”，包括采集桶、桶蓋、連接桿、掛鉤桿和拉力彈簧。在申請公布號CN102590479 A，申請?zhí)?01210049246.9的發(fā)明專利“一種基于擴(kuò)散理論的河湖底泥污染物通量測試方法及裝置”，包括底板、底座壁、柱體、取樣管。但是上述裝置存在裝樣復(fù)雜、不易拆裝、不能對沉積物和上覆水體做到分段控溫等確定。因此，需要研究具有結(jié)構(gòu)合理、功能全面、參數(shù)可調(diào)、易于組裝等優(yōu)點的模擬裝置。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

為解決上述問題，本發(fā)明提出了一種固液界面污染物釋放裝置。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種固液界面污染物釋放裝置，其特征在于:包括沉積物IC存單元、連接單元、上覆水釋放單元、檢測單元；
所述的沉積物貯存單元下方設(shè)有循環(huán)水進(jìn)水口，上方設(shè)有循環(huán)水出水口 ；
所述的連接單元為表面設(shè)置有若干個均勻分布的連接孔的圓盤；
所述的上覆水釋放單元下方設(shè)有循環(huán)水進(jìn)水口，上方設(shè)有循環(huán)水出水口 ；
所述的監(jiān)測單元下方設(shè)有循環(huán)水進(jìn)水口，上方設(shè)有循環(huán)水出水口 ；監(jiān)測單元頂部密封，并設(shè)置有兩孔；一孔安插溶氧電極，用于測定污染物釋放過程中體系溶解氧變化；另一孔安插取樣管，用于上覆水樣品采樣分析；
所述的沉積物貯存單元、上覆水釋放單元和檢測單元上下面上均設(shè)置有蝴蝶型螺絲，用于需要時通過所述的蝴蝶型螺絲和連接孔和所述的連接單元連接在一起。
[0007]作為優(yōu)選，所述的沉積物IC存單元為直徑10cm，高度30_50cm的圓柱型同心圓柱體。
[0008]作為優(yōu)選所述的連接單元為直徑21cm、表面設(shè)置有六個均勻分布的連接孔的圓盤，圓盤中間設(shè)置有預(yù)留孔和密封圈；
作為優(yōu)選所述的上覆水釋放單元為直徑10cm，高度30、50、100、200cm不等的圓柱型同心圓柱。
[0009]作為優(yōu)選所述的監(jiān)測單元為直徑10cm，高度為20-50cm的圓柱型同心圓柱。
[0010]作為優(yōu)選所述的沉積物IC存單元、連接單元、上覆水釋放單元、檢測單元均由不銹鋼或有機(jī)玻璃材質(zhì)制作而成。
[0011]本發(fā)明通過在裝置外部設(shè)置恒溫冷肼，可以做到精確控溫，分段控溫；各個單元具有不同的高度，通過簡單組合可以獲得不同沉積物高度和上覆水高度的模擬裝置，適用于各種深度的河流及湖泊的污染物釋放研究。通過添加外部的振蕩裝置，本發(fā)明所公布的釋放裝置既可以用于污染物的靜態(tài)釋放，也可以用于污染物的動態(tài)釋放。所述的各個單元之間通過連接單元進(jìn)行連接。各個部件均可不需要借助工具進(jìn)行分離和組裝，有利于設(shè)備的運輸、維修和更換。
[0012]
【附圖說明】
圖1:本發(fā)明實施例裝置的沉積物貯存單元示意圖。
[0013]圖2:本發(fā)明實施例裝置的連接單元示意圖。
[0014]圖3:本發(fā)明實施例裝置的上覆水釋放單元示意圖。
[0015]圖4:本發(fā)明實施例裝置的檢測單元示意圖。
[0016]
【具體實施方式】
[0017]為了便于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解和實施本發(fā)明，下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的實施示例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0018]請見圖1、圖2、圖3和圖4，本發(fā)明提供的一種固液界面污染物釋放裝置，包括沉積物IC存單元、連接單元、上覆水釋放單元、檢測單元；沉積物IC存單元為圓柱型同心圓柱體，其下方設(shè)有循環(huán)水進(jìn)水口 I，上方設(shè)有循環(huán)水出水口 2 ;連接單元為表面具有六個均勻分布的連接孔4的圓盤，圓盤中間設(shè)置有預(yù)留孔5和密封圈6 ;上覆水釋放單元為圓柱型同心圓柱體，其下方設(shè)有循環(huán)水進(jìn)水口，上方設(shè)有循環(huán)水出水口 ；監(jiān)測單元為圓柱型同心圓柱體，其下方設(shè)有循環(huán)水進(jìn)水口，上方設(shè)有循環(huán)水出水口 ；監(jiān)測單元頂部密封，并設(shè)置有兩孔；一孔安插溶氧電極7，用于測定污染物釋放過程中體系溶解氧變化；另一孔安插取樣管8，用于上覆水樣品采樣分析；沉積物貯存單元、上覆水釋放單元和檢測單元上下面上均設(shè)置有蝴蝶型螺絲3，用于需要時通過蝴蝶型螺絲3和連接孔4和連接單元連接在一起。
[0019]本實施例的沉積物貯存單元為直徑10cm，高度30-50cm的圓柱型同心圓柱體；連接單元為直徑21cm、表面具有六個均勾分布的連接孔的圓盤；上覆水釋放單元為直徑10cm，高度30、50、100、200cm不等的圓柱型同心圓柱；監(jiān)測單元為直徑10cm，高度為20-50cm的圓柱型同心圓柱。當(dāng)然，本發(fā)明的沉積物IC存單元、連接單元、上覆水釋放單元、監(jiān)測單元也可以根據(jù)需要設(shè)計成其他形狀。
[0020]本實施例的沉積物貯存單元、連接單元、上覆水釋放單元、檢測單元均可以由不銹鋼或有機(jī)玻璃材質(zhì)制作而成。
[0021]本發(fā)明的裝置整體置于搖床中，用于模擬各種外部擾動。
[0022]當(dāng)執(zhí)行污染物的靜態(tài)釋放實驗時，首先將沉積物或其它固體樣品加入沉積物貯存單元中，也可以將裝有柱狀沉積物的樣品管直接放入沉積物貯存單元中，然后根據(jù)擬模擬的釋放水深選擇不同高度的上覆水釋放單元，通過連接單元進(jìn)行連接，后通過虹吸作用慢慢向釋放單元中加入所需水體。再通過連接單元將檢測單元和上覆水釋放單元連接。通過預(yù)留孔加入溶氧電極和取樣管。將根據(jù)實際水體水溫的測量值，對不同的上覆水釋放單元通入不同溫度的循環(huán)水，以實現(xiàn)分段控溫的目的。溫度平衡后，在不同的釋放時間通過取樣管進(jìn)行取樣，采用相關(guān)方法對所取樣品進(jìn)行分析測定。
[0023]當(dāng)執(zhí)行污染物的動態(tài)釋放實驗時，根據(jù)實驗需求，按照靜態(tài)釋放的連接方法將上覆水釋放單元連接后，整體放于振蕩裝置中，通過左右或者前后振蕩，進(jìn)行污染物的動態(tài)釋放實驗。
[0024]盡管本說明書較多地使用了沉積物貯存單元、連接單元、上覆水釋放單元、檢測單元、循環(huán)水進(jìn)水口 1、循環(huán)水出水口 2、蝴蝶型螺絲3、連接孔4、預(yù)留孔5、密封圈6、插溶氧電極7、取樣管8等術(shù)語，但并不排除使用其他術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便的描述本發(fā)明的本質(zhì)，把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發(fā)明精神相違背的。
[0025]應(yīng)當(dāng)理解的是，本說明書未詳細(xì)闡述的部分均屬于現(xiàn)有技術(shù)。
[0026]應(yīng)當(dāng)理解的是，上述針對較佳實施例的描述較為詳細(xì)，并不能因此而認(rèn)為是對本發(fā)明專利保護(hù)范圍的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可以做出替換或變形，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)，本發(fā)明的請求保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1.一種固液界面污染物釋放裝置，其特征在于:包括沉積物貯存單元、連接單元、上覆水釋放單元、檢測單元； 所述的沉積物貯存單元下方設(shè)有循環(huán)水進(jìn)水口(1)，上方設(shè)有循環(huán)水出水口(2); 所述的連接單元為表面設(shè)置有若干個均勻分布的連接孔(4); 所述的上覆水釋放單元下方設(shè)有循環(huán)水進(jìn)水口，上方設(shè)有循環(huán)水出水口 ； 所述的監(jiān)測單元下方設(shè)有循環(huán)水進(jìn)水口，上方設(shè)有循環(huán)水出水口 ；監(jiān)測單元頂部密封，并設(shè)置有兩孔；一孔安插溶氧電極(7)，用于測定污染物釋放過程中體系溶解氧變化；另一孔安插取樣管(8)，用于上覆水樣品采樣分析； 所述的沉積物貯存單元、上覆水釋放單元和檢測單元上下面上均設(shè)置有蝴蝶型螺絲(3)，用于需要時通過所述的蝴蝶型螺絲(3)和連接孔(4)和所述的連接單元連接在一起。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固液界面污染物釋放裝置，其特征在于:所述的沉積物貯存單元為直徑10cm，高度30-50cm的圓柱型同心圓柱體。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固液界面污染物釋放裝置，其特征在于:所述的連接單元為直徑21cm、表面設(shè)置有六個均勻分布的連接孔的圓盤，圓盤中間設(shè)置有預(yù)留孔(5)和密封圈(6)04.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固液界面污染物釋放裝置，其特征在于:所述的上覆水釋放單元為直徑10cm，高度30、50、100、200cm不等的圓柱型同心圓柱。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固液界面污染物釋放裝置，其特征在于:所述的監(jiān)測單元為直徑10cm，高度為20_50cm的圓柱型同心圓柱。6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的固液界面污染物釋放裝置，其特征在于:所述的沉積物1C存單元、連接單元、上覆水釋放單元、檢測單元均由不銹鋼或有機(jī)玻璃材質(zhì)制作而成。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種固液界面污染物釋放裝置，包括沉積物貯存單元、連接單元、上覆水釋放單元、檢測單元；沉積物貯存單元、上覆水釋放單元、檢測單元下方均設(shè)有循環(huán)水進(jìn)水口，上方均設(shè)有循環(huán)水出水口；連接單元為表面設(shè)置有若干個均勻分布的連接孔；監(jiān)測單元頂部密封，并設(shè)置有兩孔；一孔安插溶氧電極，用于測定污染物釋放過程中體系溶解氧變化；另一孔安插取樣管，用于上覆水樣品采樣分析；本發(fā)明具有固體沉積物和上覆水體的分段精確控溫、溶氧在線檢測等優(yōu)點；適用于固液界面污染物的靜態(tài)和動態(tài)釋放研究。該裝置的部件均可不需要借助工具進(jìn)行分離和組裝，有利于設(shè)備的運輸、維修和更換。
【IPC分類】G01N33/00
【公開號】CN105242007
【申請?zhí)枴緾N201510597806
【發(fā)明人】彭虹, 張萬順, 張旭
【申請人】武漢大學(xué)
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年9月18日