用于研究濕地土-水界面重金屬遷移轉(zhuǎn)化的模擬裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于研究濕地土-水界面重金屬遷移轉(zhuǎn)化的模擬裝置，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：所述外層水箱下端四周側(cè)壁有卡槽，卡槽上放置隔網(wǎng)，隔網(wǎng)上面放置內(nèi)層土壤箱，所述卡槽下端一側(cè)側(cè)壁處安裝有排水口，所述內(nèi)層土壤箱底部中央設(shè)有排水小孔，其相對兩側(cè)側(cè)壁分別設(shè)有土壤取樣口，用膠塞塞好。本實用新型具有以下突出優(yōu)點(diǎn)：（1）可以模擬水文周期變動條件下濕地干-濕交替的條件；（2）可以模擬濕地植物存在條件下的重金屬遷移轉(zhuǎn)化特征；（3）可以隨時測定土壤-水界面的環(huán)境條件變化；（4）土壤特征和水體重金屬污染程度可以按照實際條件進(jìn)行模擬。
【專利說明】用于研究濕地土-水界面重金屬遷移轉(zhuǎn)化的模擬裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種模擬裝置，尤其涉及一種用于研究濕地土-水界面重金屬遷移轉(zhuǎn)化的模擬裝置。

【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(dú)特水文、土壤、植被與生物特征的生態(tài)系統(tǒng)，其與森林、海洋生態(tài)系統(tǒng)一起被稱為地球三大生態(tài)系統(tǒng)，在防洪抗旱、調(diào)節(jié)氣候、降解污染物、維持生物多樣性和生態(tài)平衡等方面起著不可替代的作用。
[0003]由于經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，工業(yè)化和城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，各種污染物的大量排放，使?jié)竦丨h(huán)境不斷惡化，污染形勢日益嚴(yán)重。水體中污染物，尤其是重金屬容易與懸浮顆粒物(如，膠體)和有機(jī)物(如，腐殖酸、富里酸)、無機(jī)絡(luò)合物(如，CdCl42-)相結(jié)合，這些金屬絡(luò)合物在一定條件下吸附到有機(jī)、無機(jī)顆粒物表面而不斷沉積于濕地土壤中。濕地土壤是重金屬的匯，也是重金屬長期釋放的源頭。當(dāng)環(huán)境條件改變時，土壤中重金屬將再次釋放到環(huán)境水體中，引起水體二次污染。研究重金屬在濕地土壤-水界面遷移轉(zhuǎn)化特征對于我們了解重金屬的環(huán)境行為，進(jìn)行重金屬污染控制起著十分重要的作用。
[0004]由于濕地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，影響重金屬遷移轉(zhuǎn)化的因素較多且不易人為控制，在野外進(jìn)行實驗操作的可控性較低。目前，對于實驗室大多停留在單一影響因素方面的模擬研究，對于濕地植物、水位、水文周期等關(guān)鍵影響因素的研究較少，并不能很好地模擬重金屬在真實濕地環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化特征。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有研究技術(shù)中存在的實際問題，考慮到現(xiàn)實環(huán)境中影響重金屬遷移轉(zhuǎn)化的主要因素，為濕地區(qū)土壤-水界面重金屬遷移轉(zhuǎn)化的特征研究，提供一種更接近實際、更實用的用于研究復(fù)雜的干濕交替條件下濕地土壤-水界面重金屬遷移轉(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，主要考慮影響重金屬遷移轉(zhuǎn)化的以下幾方面因素:1)濕地系統(tǒng)的水文周期；2)濕地淹水深度；3)濕地土壤的特征；4)濕地土壤出露時土壤水勢；5)水體中重金屬濃度水平；6)濕地植物、微生物影響。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案如下:用于研究濕地土-水界面重金屬遷移轉(zhuǎn)化的模擬裝置，它包括外層水箱、隔網(wǎng)、內(nèi)層土壤箱、卡槽、排水口、排水小孔和土壤取樣口，其特征在于:所述外層水箱下端四周側(cè)壁有卡槽，卡槽上放置隔網(wǎng)，隔網(wǎng)上面放置內(nèi)層土壤箱，所述卡槽下端一側(cè)側(cè)壁處安裝有排水口，所述內(nèi)層土壤箱底部中央設(shè)有排水小孔，其相對兩側(cè)側(cè)壁分別設(shè)有土壤取樣口，用膠塞塞好。
[0008]進(jìn)一步的，所述外層水箱，為長方體，頂部開放，其尺寸可根據(jù)研究需要定制。
[0009]進(jìn)一步的，所述排水口設(shè)有閥門，排水口通過外層水箱中的水位調(diào)節(jié)控制內(nèi)層土壤箱保持一定的淹水水深，并且保持內(nèi)層土壤完全處于淹水狀態(tài)，或者控制內(nèi)層土壤土壤水勢深度。
[0010]進(jìn)一步的，所述內(nèi)層土壤箱，其形狀為長方體，頂部開放，其底部周長要比外層水箱小，具體尺寸根據(jù)研究需要定制。
[0011 ] 進(jìn)一步的，所述排水小孔，孔徑為1cm，用土工布塞好，防止土壤顆粒滲入外層水箱中。
[0012]進(jìn)一步的，所述土壤取樣口，孔徑為1cm，具體位置和數(shù)量也可根據(jù)研究需求定制。
[0013]進(jìn)一步的，所述外層水箱、隔網(wǎng)和內(nèi)層土壤箱其材料可采用高密度聚乙烯，強(qiáng)度要求在裝土壤和注水后不變形，有效高度和橫截面積可根據(jù)研究需要定制。
[0014]本實用新型具有以下突出優(yōu)點(diǎn):
[0015]I)可以模擬水文周期變動條件下濕地土壤干-濕交替的條件；
[0016]2)可以模擬濕地植物存在條件下的重金屬遷移轉(zhuǎn)化特征；
[0017]3)可以隨時測定土壤-水界面的環(huán)境條件變化；
[0018]4) 土壤特征和水體重金屬污染程度可以按照實際條件進(jìn)行模擬。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為本實用新型的隔網(wǎng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]附圖中主要部件符號說明:在圖中，外層水箱1、隔網(wǎng)2、內(nèi)層土壤箱3、卡槽4、排水口 5、排水小孔6、土壤取樣口 7。

【具體實施方式】
[0022]參見圖1、圖2，一種用于研究濕地土壤-重金屬遷移轉(zhuǎn)化的模擬裝置，包括外層水箱1、隔網(wǎng)2和放置在隔網(wǎng)上的內(nèi)層土壤箱3三個主要部件，其特征在于:距外層水箱I底部3cm的四周側(cè)壁設(shè)有卡槽4，卡槽4上放置隔網(wǎng)2，隔網(wǎng)上放置內(nèi)層土壤箱3，內(nèi)層土壤箱3底部設(shè)有排水小孔6，內(nèi)層土壤箱3側(cè)壁設(shè)有取樣口 7，距外層水箱底部Icm側(cè)壁設(shè)置有一個帶有閥門的排水口 5。
[0023]在進(jìn)行模擬實驗研究時，內(nèi)層土壤箱底部排水小孔6用土工布塞好，側(cè)壁取樣口 7用膠塞塞好，按照實際層次土質(zhì)情況填充所研究濕地重金屬污染的土壤，根據(jù)研究及所種植植物情況，確定所填充土壤的厚度，一般20cm左右。接下來外層水箱內(nèi)側(cè)卡槽4上放置好隔網(wǎng)2，把裝好土壤的內(nèi)側(cè)土壤箱3放置在隔網(wǎng)2上，并保持外層水箱排水口 5處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)模擬淹水過程時，收集所研究濕地重金屬污染水體，使得水逐漸地覆蓋濕地土壤，當(dāng)內(nèi)層土壤箱3和外層水箱I同時達(dá)到淹沒水深時停止進(jìn)水，具體進(jìn)水方式可根據(jù)實驗條件來定。當(dāng)模擬土壤出露時，將外層水箱排水口 5閥門打開緩慢放水，使水位降落至所需高度。根據(jù)水文實際波動情況，重復(fù)上述操作。實驗過程中如需采集土壤-水界面水體，可采用虹吸法或特制針頭收集水樣；如需采集土壤樣品，可通過內(nèi)側(cè)土壤箱側(cè)壁取樣口 7采??；根據(jù)研究目的可隨時監(jiān)測土壤-水界面重金屬含量、賦存形態(tài)和物理化學(xué)條件(如氧化還原電位和pH值)等。
[0024]本專利是實用新型一種可以用于研究濕地土壤-水界面重金屬遷移轉(zhuǎn)化特征的模擬裝置。利用該模擬裝置可以作為開展?jié)竦刂亟饘龠w移轉(zhuǎn)化特征及污染控制機(jī)理研究的實驗裝置。這種模擬裝置具有實用性強(qiáng)、應(yīng)用廣泛、成本低、模擬條件適宜、操作性強(qiáng)等特點(diǎn)，具有良好的應(yīng)用推廣價值。
【權(quán)利要求】
1.用于研究濕地土-水界面重金屬遷移轉(zhuǎn)化的模擬裝置，它包括外層水箱、隔網(wǎng)、內(nèi)層土壤箱、卡槽、排水口、排水小孔和土壤取樣口，其特征在于:所述外層水箱下端四周側(cè)壁有卡槽，卡槽上放置隔網(wǎng)，隔網(wǎng)上面放置內(nèi)層土壤箱，所述卡槽下端一側(cè)側(cè)壁處安裝有排水口，所述內(nèi)層土壤箱底部中央設(shè)有排水小孔，其兩側(cè)側(cè)壁分別設(shè)有土壤取樣口，用膠塞塞好。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于研究濕地土-重金屬遷移轉(zhuǎn)化的模擬裝置，其特征在于:所述外層水箱，為長方體，頂部開放，其尺寸根據(jù)研究需要定制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于研究濕地土-重金屬遷移轉(zhuǎn)化的模擬裝置，其特征在于:所述排水口設(shè)有閥門。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于研究濕地土-重金屬遷移轉(zhuǎn)化的模擬裝置，其特征在于:所述內(nèi)層土壤箱，其形狀為長方體，頂部開放，具體尺寸根據(jù)研究需要定制。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于研究濕地土-重金屬遷移轉(zhuǎn)化的模擬裝置，其特征在于:所述排水小孔，孔徑為1cm，用土工布塞好。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于研究濕地土-重金屬遷移轉(zhuǎn)化的模擬裝置，其特征在于:所述土壤取樣口，孔徑為1cm，具體位置、數(shù)量根據(jù)研究需求定制。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于研究濕地土-重金屬遷移轉(zhuǎn)化的模擬裝置，其特征在于:所述外層水箱、隔網(wǎng)和內(nèi)層土壤箱其材料可采用高密度聚乙烯，有效高度和橫截面積根據(jù)研究需要定制。
【文檔編號】G01N13/04GK203929569SQ201420321746
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年6月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月17日
【發(fā)明者】馮倩, 劉聚濤, 丁惠君, 鐘家有, 方少文, 袁桂香, 韓柳 申請人:江西省水利科學(xué)研究院