[發明專利]一種無擾動取樣的沉積物原位修復模擬裝置及方法

有效

• 申請號: 202011439670.5
• 申請日: 2020-12-10
• 公開（公告）號: CN112697493B
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 范文宏;趙晴;李曉敏
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01N1/04
• 分類號: G01N1/04
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 朱亞娜;吳小燦

本發明所述無擾動取樣的沉積物原位修復模擬裝置及方法，包括反應裝置和取樣裝置，反應裝置的反應器本體包括上層容器和下層容器，便于依次放置污染沉積物和上覆水，幾乎不存在沉淀穩定時間，加快了沉積物原位修復模擬實驗的準備進程。上層容器內部設有取樣裝置定位架，所述下層容器的底部設有若干取樣孔，所述取樣裝置穿過所述取樣裝置定位孔后，其軸線與所述取樣孔的軸線相重合，能夠實現取樣裝置的精確定位，進而精確取出不同深度的沉積物樣品。所述取樣裝置包括依次嵌套的固定套筒、取樣套筒和取樣柱。通過在取樣套筒中推動取樣柱將樣品從取樣孔推出，取樣后，固定套筒保留在原處，可以防止周圍沉積物塌陷，實現無擾動取樣。

技術領域

本發明涉及沉積物原位修復技術領域，具體涉及一種無擾動取樣的沉積物原位修復模擬裝置及方法。

背景技術

污染沉積物的修復根據處理過程中是否需要移動沉積物，分為原位修復和異位修復兩大類，由于異位修復工程量大且容易造成二次污染，故而沉積物原位修復技術被認為是更具有發展前景的污染沉積物修復技術。沉積物原位修復技術，是指無需將污染沉積物移出水體，就在原位進行污染物治理的技術。目前，對水體污染沉積物的原位修復技術相對于異位修復技術普遍存在修復效率較低、無法維持較長時期的良好修復效果等缺點，其主要原因是原位修復環境多變，修復過程不可控等不利因素。故而，需要對原位修復技術中具體的修復機理進行詳細研究，以提高修復效果并對修復過程進行監控和合理干預，這些都需要經過長期大量的試驗進行模擬驗證。

然而，目前的沉積物原位修復模擬裝置的規格/尺寸較小，從而無法有效模擬沉積物原位修復的環境，同時也無法對不同剖面深度的沉積物的修復機理與修復效果進行研究。此外，目前的沉積物原位修復模擬裝置也不能進行長期持續的修復過程監控，且每次沉積物采樣均會對沉積物內部環境造成較大擾動，不利于進行原位修復技術的連續修復過程研究。因此，需要研發一種規格/尺寸較大且便于修復模擬操作的、能夠進行連續修復研究且無擾動取樣的沉積物原位修復模擬裝置，用于對具體的修復機理進行詳細研究，從而為提高沉積物原位修復效果提供有力依據。

發明內容

本發明提供一種無擾動取樣的沉積物原位修復模擬裝置及方法，該裝置既能夠在原位修復模擬過程中，采集到不同剖面深度的沉積物柱狀樣品，同時又能夠有效阻止取樣后導致的沉積物的坍塌，從而實現沉積物原位修復的長時間連續模擬修復過程研究。

本發明技術方案如下：

一種無擾動取樣的沉積物原位修復模擬裝置，包括反應裝置和取樣裝置，所述反應裝置包括反應器本體和用于使所述反應器本體的底面懸空的反應器放置架，所述反應器本體包括上層容器和下層容器，所述上層容器內部從上至下至少設有兩層相互平行的取樣裝置定位架，所述取樣裝置定位架設有若干取樣裝置定位孔，所述下層容器的底部設有若干取樣孔，所述取樣裝置穿過所述取樣裝置定位孔后，其軸線與所述取樣孔的軸線相重合；所述取樣裝置包括固定套筒、取樣套筒和取樣柱，所述固定套筒的外徑與所述取樣裝置定位孔直徑相同且內徑大于所述取樣孔的直徑，所述取樣套筒的外徑稍小于所述固定套筒的內徑，所述取樣柱的直徑稍小于所述取樣套筒的內徑。

作為優選，所述上層容器與下層容器通過密封法蘭對接固定。

作為優選，所述無擾動取樣的沉積物原位修復模擬裝置還包括多個密封螺栓，所述取樣孔為與密封螺栓相匹配的密封螺紋孔。

作為優選，所述上層容器的頂部設有可拆卸密封法蘭蓋，所述可拆卸密封法蘭蓋上設有進氣孔、出氣孔和電極放置孔。

作為優選，所述無擾動取樣的沉積物原位修復模擬裝置還包括固定件密封于所述電極放置孔內的電極，所述電極包括用于測定體系pH值、氧化還原電位和電導率等環境指標的電極。

作為優選，所述取樣裝置定位架為與所述上層容器內壁連接的且與所述下層容器底部平行的圓形板，所述取樣裝置定位孔在所述圓形板上中心對稱設置，且每層所述取樣裝置定位架上設置的取樣裝置定位孔的軸線與上下對應的所述取樣孔的軸線相互重合。