[发明专利]原位水生态营养盐沉积物-上覆水界面迁移转化模拟系统

说明书

本发明是原位水生态营养盐沉积物‑上覆水界面迁移转化模拟系统,其特点是，包括：循环水系统、模拟水生态实验系统、曝气系统、监测系统和取样系统，模拟水生态实验系统铺设沉积物；循环水系统通过上覆水流动，由进水口进入进水室，并经稳流孔进入模拟水生态实验系统；曝气系统通过多孔鼓风曝气管，向上覆水提供溶解氧；监测系统对模拟培养过程进行实时水质监测；可用于不同环境条件下，水生态系统中营养盐内源释放的研究，准确定量营养盐在沉积物‑上覆水界面处的迁移转化规律，为水生态系统的修复提供理论依据和技术参考。

技术领域

本发明涉及水生态系统工程技术领域，特别涉及原位水生态营养盐沉积物-上覆水界面迁移转化模拟系统。

背景技术

随着我国经济的快速发展，工业化进程的不断加快，水污染问题也日益凸显，虽然国家出台了一系列关于水污染防治的法律法规，对水环境的外源污染控制力度逐渐加大，使得外源污染得到了有效的拦截，但在一定条件下，沉积物作为内源污染仍可源源不断的向上覆水释放污染物，使上覆水维持较高的营养水平。

中国发明专利公布号CN105585129A公开了“一种模拟原位河道生态系统氮素归趋的装置及方法”，该装置能够对模拟过程中的温度、pH、溶解氧进行实时监控，同时对沉积物氮素浓度、水体氮素浓度和产气氮含量进行同时测定，研究河道生态系统各个脱氮途径间的氮素输出与转化；中国发明专利公布号CN110082484A公开了“一种水-沉积物降解实验装置”，该系统由供气装置、密封装置和排气采样装置组成，保证厌氧实验条件，用于水-沉积物降解实验和实验室模拟內源污染物释放等实验；CN110578318A提供了一种可模拟河道沉积物环境的循环水槽，可模拟河流等沉积物环境、通过所设的多个培养箱以检测不同时间点的沉积物状态，并通过循环水系统可实现水深和流速的调节；中国发明专利公布号CN108872528A公开了“一种基于连续过程的沉积物氮循环速率测定方法”，通过向血清瓶投加沉积物，置换瓶顶空气，添加尿素，恒温培养，可计算沉积物的反硝化、硝化和氨化作用速率；中国发明专利公布号CN110528454A公开了“一种河道交汇处沉积物吸附释放污染物的模拟实验装置与方法”，该装置包括水流循环装置、流量调节装置、沉积物铺设装置和采样装置，可通过铰链改变交汇角，干支流交汇流量比，适用于自然条件下不同汇流比的河道；中国发明专利公布号CN110967279A公开了“一种模拟近海水-沉积物中污染物迁移转化行为的实验装置、实验方法及其应用”，该装置包括外源污染物储存室、水源输送系统和泥水交换系统，以实现模拟污染物输入、停留及样品采样；中国发明专利公布号CN109490084A公开了“一种模拟波浪作用下海洋沉积物中內源污染物释放量的原位测试装置及方法”，可用于海底沉积物原位实验，维持采样过程中沉积物原装结构，模拟不同自然条件下荷载的状况，揭示海底沉积物內源释放规律；中国发明专利公布号CN107449638A公开了“一种研究氧气影响下沉积物-水界面营养盐通流量的装置”，实验容器由可分离的上下两部分组成，上部设有好氧/厌氧控制装置及上覆水采集器，下部设有间隙水采集孔，可实现在氧气充足及缺乏条件下实现沉积物-水界面营养盐通量的比较研究；中国发明专利公布号CN104360014A公开了“一种模拟水位变化对沉积物氮磷和重金属释放风险影响的装置”，在装置内设置多个台阶，台阶高度呈梯度设置且设置沉积物盛放槽，可有效模拟沉积物的高程梯度和水位变化；中国发明专利公布号CN104075872A公开了“一种模拟往复流作用下沉积物再悬浮的循环直水槽装置”，可模拟底泥在潮感河段潮汐往复水流作用下的起动和再悬浮过程，并能在一定水力条件下进行不同深度水体样品的采集。