專利名稱：用于研究潮灘濕地污染物遷移轉(zhuǎn)化特征的模擬裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
用于研究潮灘濕地污染物遷移轉(zhuǎn)化特征的模擬裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及一種濕地污染物遷移轉(zhuǎn)化特征的模擬裝置。特別是一種用于研究潮灘濕地污染物遷移轉(zhuǎn)化特征的模擬裝置。
背景技術(shù)：
[0002]濕地是分布于陸生生態(tài)系統(tǒng)和水生生態(tài)系統(tǒng)之間具有獨特水文、土壤、植被與生物特征的生態(tài)系統(tǒng)，濕地在調(diào)節(jié)氣候、涵養(yǎng)水源、蓄洪防旱、控制土壤侵蝕、促淤造陸、凈化環(huán)境、維持生物多樣性和生態(tài)平衡等方面均具有十分重要的作用，有“自然之腎”之稱。我國是世界上濕地類型多、面積大、分布廣泛的國家之一，濕地面積居亞洲第1位，全球第4 位。[0003]由于人口的迅速增長、工業(yè)化和城市化的發(fā)展，人類對水的需求量、水資源的利用范圍和程度不斷擴大，水污染及生態(tài)環(huán)境的不斷惡化對濕地環(huán)境造成嚴(yán)重的影響，大量的污染物質(zhì)進入濕地，濕地生物多樣性受到嚴(yán)重的威脅，因此，修復(fù)退化生態(tài)系統(tǒng)，加快對濕地系統(tǒng)的生態(tài)研究，努力維護濕地生態(tài)系統(tǒng)安全，改善生態(tài)環(huán)境，對于保障濕地生態(tài)功能是十分重要的。其中對于污染物質(zhì)在濕地土壤中遷移轉(zhuǎn)化特征的研究對于我們了解濕地退化機制、退化濕地恢復(fù)與重建和人工濕地構(gòu)建起著至關(guān)重要的作用。[0004]由于濕地系統(tǒng)生態(tài)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對于污染物遷移轉(zhuǎn)化的影響因素較多，且污染環(huán)境不易人為控制，因此野外的實驗研究操作性較低?，F(xiàn)階段，對于實驗室模擬研究大多停留在對于單一影響因素的考察，對于濕地植物、潮汐等關(guān)鍵影響因素的考慮較少，這并不能很好的揭示污染物質(zhì)在濕地環(huán)境中真實的遷移轉(zhuǎn)化狀況。這些問題，是我們在開展?jié)竦丨h(huán)境中污染物遷移轉(zhuǎn)化機理的研究、更好的進行污染濕地的生態(tài)恢復(fù)所面臨的困難。實用新型內(nèi)容[0005]本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的實際問題，考慮到實際過程中影響污染物遷移轉(zhuǎn)化的各種因素，為特定潮灘濕地區(qū)域中污染物遷移的研究，提供一種更接近實際、且實用的用于研究潮灘濕地污染物遷移轉(zhuǎn)化特征的模擬裝置。[0006]本實用新型根據(jù)濕地系統(tǒng)的實際情況，考慮到在特定區(qū)域內(nèi)，主要影響污染物的遷移轉(zhuǎn)化的以下幾個方面因素(1)濕地系統(tǒng)受到的潮汐作用；(2)濕地的土壤土質(zhì)情況； (3)潮水中污染物的濃度水平；(4)濕地植物、微生物的作用及特征；(5)濕地土壤受到的光照情況；(6)濕地覆水特征等，而建立的模擬裝置。[0007]為達到上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案[0008]一種用于研究潮灘濕地污染物遷移轉(zhuǎn)化特征的模擬裝置，包括水箱、系統(tǒng)模擬箱和回流系統(tǒng)，其特征在于[0009]a.所述的系統(tǒng)模擬箱(II)由水系統(tǒng)箱(3)和土壤系統(tǒng)箱(2)組成，水系統(tǒng)箱(3) 和土壤系統(tǒng)箱(2)之間通過帶有圓孔(5)的塑料板(4)隔開，該隔板(4)可上下調(diào)節(jié)，以滿足模擬待測潮灘濕地邊坡的坡度條件的需要；在所述的土壤模擬箱(2)中填充待研究的潮灘濕地土壤；[0010]b.所述的高位水箱(I)設(shè)在相對系統(tǒng)模擬箱(II)較高的位置，使高位水箱(I)內(nèi)的水在重力的作用下通過帶進水閥門(7)的軟水管(10)進入到所述的水系統(tǒng)箱(3)，以模擬待測潮灘濕地的潮汐條件；[0011]C.所述的回流系統(tǒng)(III)包括回流水箱(6)和泵(8)，所述的水系統(tǒng)箱(3)和土壤系統(tǒng)箱(2)中落潮的水通過帶出水閥門(9)的水管(11)流回到回流水箱(6)中，并通過泵 (8)將回流水箱(6)中的水送回到水箱(I )內(nèi)。[0012]所述水系統(tǒng)箱(3 )的安裝進水閥門(7 )和出水閥(9 )的一側(cè)裝有滑槽，是進水閥門 (7)和出水閥(9)能上下上下活動，滿足不同水位要求。上述的隔板覆蓋有網(wǎng)。[0013]所述的塑料板(4)上的圓孔(5)的孔徑為5cm，各個孔之間的距離為3cm。上述的水箱為高位水箱，利用重力作用使水流入所述的水系統(tǒng)箱或者采用泵，將水壓入水系統(tǒng)箱。[0014]本實用新型具有以下突出優(yōu)點[0015]1、可以模擬潮汐作用下濕地土壤干-濕交替的條件；[0016]2、可以模擬濕地植物存在條件下的污染物遷移轉(zhuǎn)化特征；[0017]3、濕地的土壤土質(zhì)特征可以按照實際條件進行模擬。


[0018]圖1為本實用新型實施例二的模擬裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。[0019]圖2為本實用新型實施例三的模擬裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
[0020]實施例一參見圖1和圖2，該種模擬裝置包括高位水箱I、系統(tǒng)模擬箱II和回流系統(tǒng)III組成。其中，系統(tǒng)模擬箱II又包括土壤系統(tǒng)箱2和水系統(tǒng)箱3兩部分，回流系統(tǒng)III包括回流水箱6和泵8兩部分。土壤系統(tǒng)箱2和水系統(tǒng)箱3中間用帶有圓孔5的可調(diào)節(jié)高度的塑料板4隔開，塑料板4的高度根據(jù)潮灘濕地實際的坡度(α )確定。塑料板4上的圓孔 5用尼龍網(wǎng)(孔徑Imm)罩住，避免泥土漏出。土壤系統(tǒng)箱2的下層填充所研究濕地的實際土壤(14)，先將IOcm以下濕地土壤(14)按照層次土質(zhì)情況進行填充，相同層次的土質(zhì)在填充之前混合均勻，并使其具有與實際情況相當(dāng)?shù)钠露?α )。將濕地植物13及其底部(TlOcm 的草根層(1 取出，盡量不破壞其整體結(jié)構(gòu)，放入土壤系統(tǒng)箱2的最上層。然后，將所研究的污染物質(zhì)加入到土壤的表面。當(dāng)模擬漲潮過程時，打開高位水箱1與水系統(tǒng)箱3間的進水閥門7，調(diào)節(jié)水閥控制流量的大小，使得水逐漸的覆蓋長有濕地植物的土壤(14)。到達淹沒位置后，關(guān)閉閥門7。落潮模擬時，將高位水箱1與水系統(tǒng)箱3之間的出水水管11上的出水閥門9，使得模擬箱內(nèi)的水逐漸流入到回流箱6內(nèi)，使水位降落至閥門7所在的高度。根據(jù)潮水漲落情況，重復(fù)上述操作。同時，用泵8將回流水箱6內(nèi)的水泵入到高位水箱1中。。[0021]實施例三對吳淞口潮灘濕地中石油烴遷移轉(zhuǎn)化進行研究。實驗過程中土壤系統(tǒng)箱中的土壤采自吳淞口濕地。先將IOcm以下濕地土壤按照層次土質(zhì)情況進行取土，相同層次的土質(zhì)在填充之前混合均勻，然后裝入土壤系統(tǒng)箱中2。根據(jù)之前測定的濕地坡度 α =10. 5°，調(diào)節(jié)隔板4的高度，使其與邊緣的坡度為α =10. 5°。將吳淞口濕地中薦草及其底部(TlO cm的草根層取出，盡量不破壞其整體結(jié)構(gòu)，放入土壤系統(tǒng)箱2的最上層。同時，將溶解的原油(1000 mg .g—1)均勻噴灑到表面。在水系統(tǒng)箱中加入從吳淞口取回的水，同時在高位水箱中加相同的水一定量(約為水箱體積的2/3)。使薦草植物在該環(huán)境中生長一周后，根據(jù)潮汐的時間，每天定期的打開水箱I的出水閥門7，使水按照一定的速度從水系統(tǒng)箱3的一側(cè)逐漸流入土壤系統(tǒng)箱2，淹沒長有植物的土壤；一定時間后，打開水系統(tǒng)箱3 — 側(cè)的出水閥門9，使水進入回流水箱6。并由泵8將水從回流水箱6送入水箱I內(nèi)。根據(jù)吳淞口潮水漲落情況，重復(fù)上述操作，進行潮水漲落實驗水量條件的控制。6個月后，對土壤箱系統(tǒng)中的土壤分層采取，進行石油烴含量的測定。測定所得結(jié)果為在(TlOcm 土層中含量為823. 3 mg · g-1，2(T30cm 層為792. 6mg · g-1，30 40cm 層為 179. 4 mg · g-1，40 50cm 層為 158. 9 mg · g-1，50 60cm 層為 146. 4 mg · g-1，60 70cm 層為 28. 1 mg · g-1，70 80cm 層為 65. 3 mg-g-1. 80cm以下的土壤則沒有檢測到石油烴。從所測結(jié)果可以看出，該裝置可以用于研究潮灘濕地污染物遷移轉(zhuǎn)化特征，同時裝置設(shè)置的高度也能滿足實驗的需要。 本專利是實用新型一種可以用于研究潮灘濕地污染物遷移轉(zhuǎn)化特征的模擬裝置。 利用該模擬裝置可以作為開展?jié)竦匚廴疚镞w移轉(zhuǎn)化及修復(fù)機理研究的實驗裝置。這種模擬裝置具有實用性強、可信度高、應(yīng)用廣泛、成本低、模擬條件適宜、可操作性強等特點，具有良好的應(yīng)用推廣價值。
權(quán)利要求1.一種用于研究潮灘濕地污染物遷移轉(zhuǎn)化特征的模擬裝置，包括高位水箱(I )、系統(tǒng)模擬箱(II)和回流系統(tǒng)(III)，其特征在于所述的系統(tǒng)模擬箱(II)由水系統(tǒng)箱(3)和土壤系統(tǒng)箱(2)組成，水系統(tǒng)箱(3)和土壤系統(tǒng)箱(2)之間通過帶有圓孔(5)的塑料板(4)隔開，該隔板(4)可上下調(diào)節(jié)，以滿足模擬待測潮灘濕地邊坡的坡度條件的需要；在所述的土壤模擬箱(2)中填充待研究的潮灘濕地土壤；所述的高位水箱(I )設(shè)在相對系統(tǒng)模擬箱(II)較高的位置，使高位水箱(I )內(nèi)的水在重力的作用下通過帶進水閥門(7)的軟水管(10)進入到所述的水系統(tǒng)箱(3)，以模擬待測潮灘濕地的潮汐條件；所述的回流系統(tǒng)(III)包括回流水箱(6)和泵(8)，所述的水系統(tǒng)箱(3)和土壤系統(tǒng)箱 (2)中落潮的水通過帶出水閥門(9)的水管(11)流回到回流水箱(6)中，并通過泵(8)將回流水箱(6)中的水送回到水箱(I )內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于研究潮灘濕地污染物遷移轉(zhuǎn)化特征的模擬裝置，其特征在于所述的所述水系統(tǒng)箱(3)的安裝進水閥門(7)和出水閥(9)的一側(cè)裝有滑槽，是進水閥門(7)和出水閥(9)能上下上下活動，滿足不同水位要求。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于研究潮灘濕地污染物遷移轉(zhuǎn)化特征的模擬裝置，其特征在于所述的隔板(4)上覆蓋有網(wǎng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于研究潮灘濕地污染物遷移轉(zhuǎn)化特征的模擬裝置，其特征在于所述的塑料板(4)上的圓孔(5)的孔徑為5cm，各個孔之間的距離為3cm。
專利摘要本實用新型涉及一種用于研究潮灘濕地污染物遷移轉(zhuǎn)化特征的模擬裝置。它包括水箱、系統(tǒng)模擬箱和回流系統(tǒng)，所述的系統(tǒng)模擬箱由水系統(tǒng)箱和土壤系統(tǒng)箱組成，水系統(tǒng)箱和土壤系統(tǒng)箱之間通過帶有圓孔的塑料板隔開，該隔板可上下調(diào)節(jié)；在所述的土壤系統(tǒng)箱中填充待研究的潮灘濕地土壤；所述的水箱通過帶進水閥門的軟水管連接到所述的水系統(tǒng)箱；所述的回流系統(tǒng)包括回流水箱和泵,所述的水系統(tǒng)箱和土壤系統(tǒng)箱中落潮的水通過帶出水閥門的水管流回到回流水箱中，并通過泵將回流水箱中的水送回到水箱內(nèi)。本裝置可以模擬潮汐作用下濕地土壤干-濕交替的條件；可以模擬濕地植物存在條件下的污染物遷移轉(zhuǎn)化特征；濕地的土壤土質(zhì)特征可以按照實際條件進行模擬。
文檔編號G01N15/08GK202281740SQ20112020400
公開日2012年6月20日 申請日期2011年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月17日
發(fā)明者劉發(fā)輝, 劉曉艷, 張偉杰, 張新穎, 梁霞, 胡星, 鄒君臣 申請人:上海大學(xué)