[發(fā)明專利]一種模擬近海水-沉積物中污染物遷移轉(zhuǎn)化行為的實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)方法及其應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811152322.2
• 申請(qǐng)日: 2018-09-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110967279A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 遲杰;張璠;丁錚;宮浩斐
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N13/00
• 分類號(hào): G01N13/00;G01N13/04
• 代理公司: 天津創(chuàng)智天誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12214
• 代理人: 王秀奎;李薇

本發(fā)明公開(kāi)了一種模擬近海水?沉積物中污染物遷移轉(zhuǎn)化行為的實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)方法，可便于進(jìn)行污染物在近海環(huán)境中遷移轉(zhuǎn)化行為的模擬實(shí)驗(yàn)和研究。該實(shí)驗(yàn)裝置由三部分組成：外源污染物儲(chǔ)存室、水源輸送系統(tǒng)和泥水交換裝置。本裝置可以方便、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)污模擬染物輸入及系統(tǒng)停留，水及沉積物樣品的采集，并且可根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，做出不同規(guī)格的實(shí)驗(yàn)裝置。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)境技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種模擬近海水-沉積物中污染物遷移轉(zhuǎn)化行為的實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)方法。

背景技術(shù)

海岸帶作為生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，不僅可以作為經(jīng)濟(jì)帶，還可以作為生態(tài)旅游區(qū)，具有重要的經(jīng)濟(jì)、文化、景觀等功能。近海水體通常緊鄰經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展地區(qū)，城市化和工業(yè)化的過(guò)程同時(shí)為近岸海域帶來(lái)嚴(yán)重的負(fù)面影響，尤其河流及海岸地區(qū)各類污染物未經(jīng)處理直接或間接地排入，使沿近岸地區(qū)成為了直接的納污體。入海河口的許多特性影響著近海水域，且由于水體運(yùn)動(dòng)的連續(xù)性，測(cè)驗(yàn)方法和分析技術(shù)上的相似，往往把河口和其鄰近海岸水體綜合起來(lái)研究，因此它是海岸帶的組成部分。

污染物通過(guò)水體傳播，最終進(jìn)入沉積物。由于水-沉積物兩相介質(zhì)及其界面的物理化學(xué)和生物作用，致使不同介質(zhì)中環(huán)境指標(biāo)產(chǎn)生差異，進(jìn)而影響污染物的消減作用。因此研究污染物在水-沉積物之間的遷移和轉(zhuǎn)化及不同介質(zhì)中的生物指標(biāo)、理化指標(biāo)和污染指標(biāo)的變化特征至關(guān)重要。而對(duì)該系統(tǒng)的模擬也是這一研究中的關(guān)鍵關(guān)節(jié)。

目前已有的研究河口區(qū)域的實(shí)驗(yàn)裝置有以下幾種類型：

1.一種模擬灘涂魚類棲息生境的受控實(shí)驗(yàn)裝置和構(gòu)建方法，公開(kāi)號(hào)CN107907627A，利用養(yǎng)殖箱-水位調(diào)節(jié)裝置來(lái)模擬河口區(qū)域生境；

2.一種模擬往復(fù)流河道原位底泥再懸浮的裝置，公開(kāi)號(hào)CN204982777U，利用多級(jí)水箱和水槽來(lái)模擬河口區(qū)域水體流動(dòng)；

3.多類型河道交匯口水流特性研究的實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)方法，公開(kāi)號(hào)CN106803388A，利用Y型對(duì)稱單元和水池來(lái)模擬多河道交叉河口區(qū)域水體流動(dòng)。

這些方法可以有效的模擬所述的河口區(qū)域生境或水體流動(dòng)，達(dá)成某些方面的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹５b置成本高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占用空間大，不適合實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用和教學(xué)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)缺陷，而提供一種模擬近海水-沉積物中污染物遷移轉(zhuǎn)化行為的實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)方法。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的技術(shù)方案是：

一種模擬近海水-沉積物中污染物遷移轉(zhuǎn)化行為的實(shí)驗(yàn)裝置，包括用于存儲(chǔ)水體的存儲(chǔ)容器、用于泥水交換的泥水交換容器以及用于將污水從所述存儲(chǔ)容器內(nèi)導(dǎo)入所述泥水交換容器內(nèi)的輸水管，所述輸水軟管上串接有蠕動(dòng)泵，所述泥水交換容器的底部鋪設(shè)有沉積層，側(cè)壁上形成有與其相連通的溢流口。

在上述技術(shù)方案中，所述輸水軟管的出水口延伸至所述泥水交換容器的底部，并且用軟管夾固定在所述泥水交換容器上。

在上述技術(shù)方案中，所述泥水交換容器的有效體積為模擬海水的流速與污染物停留時(shí)間的乘積，所述有效體積為所述泥水交換容器的底面積與所述溢流口至所述泥水交換容器地面的乘積。

在上述技術(shù)方案中，所述泥水交換容器的頂部設(shè)有光源。

本發(fā)明的另一方面，還包括一種利用所述實(shí)驗(yàn)裝置模擬近海水-沉積物中污染物遷移轉(zhuǎn)化行為的實(shí)驗(yàn)方法，包括以下步驟：

步驟1，向所述泥水交換容器底部鋪設(shè)沉積物，并利用蠕動(dòng)泵將凈水注滿泥水交換容器，使系統(tǒng)運(yùn)行前達(dá)到平衡狀態(tài)備用；

步驟2，根據(jù)模擬河口近海區(qū)域潮汐運(yùn)動(dòng)速度確定污染物的輸入速度；

步驟3，利用軟管夾將輸水軟管固定在溢流口對(duì)面的位置，使軟管緊貼內(nèi)壁下延至泥水交換容器的底部；