[發(fā)明專利]一種模擬修復土壤污染的微宇宙實驗裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011215754.0
• 申請日: 2020-11-04
• 公開（公告）號: CN112229982A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發(fā)明（設計）人: 李超凡;溫玉娟;宋曉明;楊悅鎖;馬軍冠
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G09B23/00
• 代理公司: 成都智弘知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51275
• 代理人: 丁亮

本申請涉及土壤微宇宙模擬技術領域，具體涉及一種模擬修復土壤污染的微宇宙實驗裝置。所述微宇宙實驗裝置包括有平行加樣裝置、溫度控制箱、參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)、土柱實驗裝置以及排水結(jié)構(gòu)。所述平行加樣裝置設于溫度控制箱的上端，外接有加樣泵和加樣管。所述平行加樣裝置將實驗物料同步加到土柱實驗裝置中。所述土柱實驗裝置位于溫度控制箱底部，中間設置實驗土樣，并設有不同高度的取樣孔。所述排水結(jié)構(gòu)和參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)用于排除裝置廢液以及監(jiān)控參數(shù)。所述微宇宙實驗裝置可以靈活地控制微宇宙體系的環(huán)境溫度，并且可以隨時進行取樣測試，通過多次連續(xù)取樣測試可以了解土壤修復的連續(xù)過程，對修復過程本身基本無影響，具有很好的實用性。

技術領域

本申請涉及土壤微宇宙模擬技術領域，具體涉及一種模擬修復土壤污染的微宇宙實驗裝置。

背景技術

微宇宙是將單一實驗結(jié)果外推到復雜的自然生態(tài)系統(tǒng)的、能夠通過實驗室對生態(tài)系統(tǒng)進行深度分析的模擬性實驗方法。隨著科技的進步，微宇宙實驗已經(jīng)在各個學科領域中應用，特別是環(huán)境生態(tài)學。例如，代威等人通過構(gòu)建人工微宇宙體系，分析粘細菌對微環(huán)境中獵物菌的捕食作用；崔嵩等人研究發(fā)現(xiàn)土壤垂直分層溫度的變化與α－HCH的遷移擴散通量系數(shù)呈顯著正相關等。微宇宙實驗具有真實、易操作、無環(huán)境危害、重復性高、高效率的優(yōu)點，在了解污染物在土壤中歸趨過程的同時，對微生物修復技術有預測效果和推進實施的作用，因此具有重要的實際意義。

現(xiàn)有技術中如公開號為CN104991594A的專利文獻提出的一種模擬土壤污染并修復污染實驗過程的裝置，涉及一種模擬實驗裝置，所述裝置包括箱體、負壓發(fā)生器、模擬飽和帶水流速裝置、水箱、蠕動泵、PLC控制柜；箱體的一個側(cè)面為可透視玻璃，箱體的另三個側(cè)面為不可透視的箱板，其中與可透視玻璃相對的箱板上設有數(shù)排小孔；箱體上面為可拆卸式上蓋，上蓋與箱體之間采用若干搭扣連接；箱體內(nèi)腔的底板上面設有溫控裝置；該裝置利用傳感器對土壤的溫度、濕度及電導率進行測量，利用測量儀完成土壤pH值和氧化還原電位的測量。對實驗所用土壤進行溫度控制，具有調(diào)節(jié)土壤中氧氣含量、完成土壤樣品提取等功能。

又如公開號為CN105445438A的專利文獻提出的一種模擬土壤污染物遷移及土壤修復的實驗裝置及實驗方法，該裝置包括箱體、液體輸入裝置、垂直取樣裝置、水平取樣裝置，所述垂直取樣裝置為分布在箱體外壁上并貫穿箱體伸入至其內(nèi)部的取樣管，取樣管的取樣口位于箱體內(nèi)不同的垂直高度；所述水平取樣裝置為多根抽提水套管；該發(fā)明實驗裝置及實驗方法可實現(xiàn)水平流和垂直流土壤污染淋濾實驗的綜合模擬，此外，可實現(xiàn)在一臺實驗裝置上實現(xiàn)土壤污染物遷移的模擬及土壤修復的模擬。

在實驗環(huán)境中，溫度對污染物的遷移及環(huán)境微生物的影響巨大。崔嵩等人研究凍融期土壤發(fā)現(xiàn)土壤垂直分層溫度的變化與α－HCH的遷移擴散通量系數(shù)呈顯著正相關。秦璐等人研究發(fā)現(xiàn)凍結(jié)期土壤微生物數(shù)量較低，不同凍融階段，不同種類微生物數(shù)量受到不同土壤理化因子的制約?，F(xiàn)有技術中，針對特定溫濕度環(huán)境下，模擬土壤污染修復的微宇宙系統(tǒng)及裝置一般結(jié)構(gòu)復雜，成本高且可靠性低，缺乏一種可靠性、實用性強的低成本裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本申請?zhí)峁┝艘环N模擬修復土壤污染的微宇宙實驗裝置，所述微宇宙裝置包括平行加樣裝置、溫度控制箱、參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)、土柱實驗裝置以及排水結(jié)構(gòu)；所述平行加樣裝置設于溫度控制箱上方，其底部設有若干加樣孔，側(cè)面或上面連接有加樣管和加樣泵；所述溫度控制箱內(nèi)部下方、平行加樣裝置的加樣孔下方設有若干土柱實驗裝置，所述土柱實驗裝置為管狀體，其中空內(nèi)部用于設置實驗土樣，側(cè)面設有不同高度的若干取樣孔；所述排水結(jié)構(gòu)連通土柱實驗裝置底部以及溫度控制箱外部；所述參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)至少包括監(jiān)控實驗土樣的溫度和濕度的監(jiān)測裝置；所述溫控控制箱控制內(nèi)部溫度。

可選的，所述溫度控制箱為不銹鋼材質(zhì)，外部包覆有保溫層；所述溫度控制箱底部設有與土柱實驗裝置底部形狀與大小相匹配的凹槽；所述土柱實驗裝置設于凹槽中。

可選的，所述平行加樣裝置上部設有可活動的封蓋，所述封蓋在與平行加樣裝置接觸位置設有緩沖套；所述平行加樣裝置外部包覆有保溫層。