[实用新型]一种河流湖泊底泥沉积物耗氧速率检测装置

说明书

本实用新型公开了一种河流湖泊底泥沉积物耗氧速率检测装置。该装置由工作平台及潜水实验舱构成构成，两者之间由牵引缆绳连接，水体、气体、信息通过集束线缆传递；集束线缆由输气管线Ⅰ、输气管线Ⅱ、输水管线、数据线缆以及集束线缆保护套构成；工作平台上搭载有电路总承、蓄电池、抽水泵、换气排扇及太阳能板；潜水实验舱由壳体、导轨、浮板、电控阀门Ⅰ、电控阀门Ⅱ、电控阀门Ⅲ构成；浮板上下面分别安装有温度传感器Ⅱ、氧含量传感器Ⅱ及氧含量传感器Ⅰ、温度传感器Ⅰ；电路总承由单片机、储存器、A/D转换、无线传输模块组成。本实用新型结构简单，能够自动完成所设定的底泥沉积物耗氧速率检测，节省劳力，方便周期性试验的持续进行和观测。

技术领域

本实用新型属于河流湖泊等底泥沉积物耗氧速率测量技术领域，尤其涉及河流湖泊底泥沉积物耗氧速率检测装置。

背景技术

底泥耗氧速率是指由水底沉积物氧化和生物呼吸作用引起的上层水体溶解氧的消耗速率，一般以单位面积底泥在单位时间内消耗的溶解氧量表示[mg/(m²*d)]。在一些河流中，底泥作为一个稳态的污染源，对水体溶解氧的消耗有着显著的影响。

目前对底泥耗氧速率的测定分为两大类：实验室测定法和现场测定法。实验室测定法可分为连续式测定法、箱式培养法、压力测定法和电解质测定法。连续式测定法是利用进出水使系统内部与外界交换溶解氧，即系统从一端进水，经过一定停留时间后，从另一端出水，通过测定入流点与出流点的氧含量差异来计算耗氧速率。

箱式培养法要求容器完全封闭，同时沉积物的表面积与其上覆水体积需保持恒定，过程中使用马达等装置使水体循环或产生一定扰动，将溶氧仪的探头置于泥水界面，每隔一定时间读取数据，通过一定时间内的氧含量的变化，来计算耗氧速率。

压力测定法就是在测量装置中放置一定重量的底泥沉积物，并注入已知体积上覆水，装置顶部需预留一定空气，在恒温状态下测定。压力测定法是在一个恒温恒体积的密闭容器内进行，由于系统内部反应而使系统总气体量产生变化，最主要由沉积物中还原性物质的化学氧化及微生物和无脊椎动物的呼吸作用消耗氧气而产生二氧化碳，二氧化碳利用碱液吸收，由此产生压力变化，通过压力的变化可计算耗氧速率。

电解质测定法的原理是将底泥沉积物看做为一个电极，当上覆水减少使得容器中产生一定真空时，则会导致电解质波动而产生电解反应，电解反应又重新产生氧气直至压力平衡，通过法拉第定律测定产生的电流并计算氧的产生量，再通过计算可得到耗氧速率，这种测定方法需要较高的仪器精度。

实验室测定法中在采集底泥及运输过程中很难避免对底泥的扰动，容易造成底泥再悬浮，同时，采样完毕到送达实验室的时间很难保证不超过规定的6小时，从而对整个实验的精确度和合理性造成了一定程度的影响。

第二种测定方法是现场测定法。目前的现场测定法均采用人工成本较高的方式检测水下测试室内的水体氧含量。但无法满足完成底泥通过上覆水对空气含氧量消耗的测定试验，且由于水力环境复杂而导致试验很难重复和重现。

发明内容

本实用新型的目的就是针对上述现有技术存在的问题，设计河流湖泊底泥沉积物耗氧速率检测装置，通过微型主机对多个传感器的自动控制实现在现场连续测定底泥的耗氧速率，本实用新型结构简单，在船只辅助下，方便投放回收，全自动检测对人力依赖性小，工作稳定，适于展开长时间、多周期的试验观测任务。