[发明专利]用于人工湿地重金属测定的基质取样装置及取样方法

说明书

技术领域

本发明涉及人工湿地系统及其应用技术领域，具体涉及用于人工湿地重金 属测定的基质取样装置及取样方法。

背景技术

当前，由于人类不合理的采矿、污水灌溉及含重金属农药、化肥的施用， 造成了重金属对水体和土壤的严重污染。环境一旦遭到重金属污染修复极其困 难，同时重金属还会通过食物链最终影响人类健康。因此，重金属污染治理刻 不容缓。

人工湿地技术因其具有建造成本低、能耗少和运行维护简单方便等优势， 目前已在污水和污泥处理方面得到了广泛的研究和应用。人工湿地主要由湿地 基质、植物和微生物三部分组成，研究表明，利用适宜的植物和基质并在优化 的运行条件下，人工湿地可以达到对污水或污泥中重金属良好的去除效果。

人工湿地运行过程必须要对各水质参数、植物生长、微生物分布以及湿地 基质堵塞情况等进行监测，以掌握和确保人工湿地正常运行并取得对污染物的 预期处理效果。而对人工湿地运行监测首先要对植物、水和基质进行取样，然 后才能进行测定分析。前两者只需定期对植物采集或在湿地进、出水口取水样 监测即可，操作相对简单且不易对湿地结构造成破坏。而对于人工湿地基质的 取样，目前出现了一些不同的方法，但主要是基于自然土壤或天然湿地的取样 模式，针对各层较为均质的样品进行的采集，采集过程会破坏湿地原有结构， 同时也存在不能采集到人工湿地所有层次基质样品的问题。事实上，人工湿地 基质由多层填料组成，通常包括鹅卵石、砾石、沸石、粉煤渣、钢渣、沙子和 蛭石等，传统的土钻或相应改造的其他取样器很难在不破坏湿地结构的情况下 对各层基质都取样，自然土壤或天然湿地基质取样方法并不适用于人工湿地基 质的取样。

因此，对于处理重金属人工湿地而言，不能方便的取到基质样品或因取基 质样品而对湿地结构造成了破坏，一方面会为研究人员了解重金属在人工湿地 中的迁移转化带来困难，另一方面也会造成湿地运行的不稳定。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供在不破坏湿地结构的情况下 可重复、方便的获得人工湿地含重金属基质样品的用于人工湿地重金属测定的 基质取样装置及取样方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

该种用于人工湿地重金属测定的基质取样装置，包括预埋到人工湿地内的 支撑壁，所述支撑壁顶端伸出人工湿地；所述支撑壁内设有多级取样筒，所述 多级取样筒的底端设有底盖；所述支撑壁及多级取样筒上均设有通孔。

所述多级取样筒由两个以上的单个取样筒通过卡带连接构成；单个取样筒 相互连接的一端上设有和卡带配合的卡槽。

所述支撑壁上的通孔均匀分布在所述支撑壁上；所述多级取样筒上的通孔 均匀分布在多级取样筒上。

所述多级取样筒和所述支撑壁间设有间隙。

所述支撑壁内径为5-15cm；长度为50-120cm。

单个取样筒内径为4-14cm；长度为10-20cm。

所述支撑壁上的通孔直径为4-6mm，通孔间的间距为5-10mm。

所述多级取样筒上的通孔直径为4-6mm，通孔间的间距为5-15mm。

该种用于人工湿地重金属测定的基质取样方法，利用上述的用于人工湿地 重金属测定的基质取样装置来实现，具体为：

在人工湿地构建时，先将支撑壁竖直放入人工湿地，在支撑壁四周根据人 工湿地基质需要依次填入各层基质，直到湿地基质充填完成，支撑壁顶端伸出 湿地基质；

将单个取样筒连接成多级取样筒，在多级取样筒底端装上底盖，然后向多 级取样筒中填入沙子，直到填满；再将多级取样筒放入支撑壁内，完成取样装 置的安装；

在人工湿地系统运行过程需要取样时，把多级取样筒从支撑壁中取出，分 拆成单个取样筒并倒出其中的部分沙子，即得到各层次基质样品。

本发明的优点在于：该用于人工湿地重金属测定的基质取样装置及取样方 法，在不破坏湿地结构的情况下可重复、方便的获得人工湿地含重金属基质样 品，满足在人工湿地运行过程中对各水质参数、植物生长、微生物分布以及湿 地基质堵塞情况等进行监测，为研究人工湿地基质重金属迁移转化规律提供保 障；其能够根据需要对湿地基质分层取样；解决了通常依靠湿地出水来判断人 工湿地各层次重金属含量的不足，对人工湿地处理重金属过程的物料平衡计算 提供保障；且取样装置制作简单、成本低，操作方便。