专利名称：用于研究潮滩湿地污染物迁移转化特征的模拟装置的制作方法
技术领域：
用于研究潮滩湿地污染物迁移转化特征的模拟装置技术领域[0001]本实用新型涉及一种湿地污染物迁移转化特征的模拟装置。特别是一种用于研究潮滩湿地污染物迁移转化特征的模拟装置。
背景技术：
[0002]湿地是分布于陆生生态系统和水生生态系统之间具有独特水文、土壤、植被与生物特征的生态系统，湿地在调节气候、涵养水源、蓄洪防旱、控制土壤侵蚀、促淤造陆、净化环境、维持生物多样性和生态平衡等方面均具有十分重要的作用，有“自然之肾”之称。我国是世界上湿地类型多、面积大、分布广泛的国家之一，湿地面积居亚洲第1位，全球第4 位。[0003]由于人口的迅速增长、工业化和城市化的发展，人类对水的需求量、水资源的利用范围和程度不断扩大，水污染及生态环境的不断恶化对湿地环境造成严重的影响，大量的污染物质进入湿地，湿地生物多样性受到严重的威胁，因此，修复退化生态系统，加快对湿地系统的生态研究，努力维护湿地生态系统安全，改善生态环境，对于保障湿地生态功能是十分重要的。其中对于污染物质在湿地土壤中迁移转化特征的研究对于我们了解湿地退化机制、退化湿地恢复与重建和人工湿地构建起着至关重要的作用。[0004]由于湿地系统生态结构复杂，对于污染物迁移转化的影响因素较多，且污染环境不易人为控制，因此野外的实验研究操作性较低。现阶段，对于实验室模拟研究大多停留在对于单一影响因素的考察，对于湿地植物、潮汐等关键影响因素的考虑较少，这并不能很好的揭示污染物质在湿地环境中真实的迁移转化状况。这些问题，是我们在开展湿地环境中污染物迁移转化机理的研究、更好的进行污染湿地的生态恢复所面临的困难。实用新型内容[0005]本实用新型的目的在于针对现有技术中存在的实际问题，考虑到实际过程中影响污染物迁移转化的各种因素，为特定潮滩湿地区域中污染物迁移的研究，提供一种更接近实际、且实用的用于研究潮滩湿地污染物迁移转化特征的模拟装置。[0006]本实用新型根据湿地系统的实际情况，考虑到在特定区域内，主要影响污染物的迁移转化的以下几个方面因素(1)湿地系统受到的潮汐作用；(2)湿地的土壤土质情况； (3)潮水中污染物的浓度水平；(4)湿地植物、微生物的作用及特征；(5)湿地土壤受到的光照情况；(6)湿地覆水特征等，而建立的模拟装置。[0007]为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案[0008]一种用于研究潮滩湿地污染物迁移转化特征的模拟装置，包括水箱、系统模拟箱和回流系统，其特征在于[0009]a.所述的系统模拟箱(II)由水系统箱(3)和土壤系统箱(2)组成，水系统箱(3) 和土壤系统箱(2)之间通过带有圆孔(5)的塑料板(4)隔开，该隔板(4)可上下调节，以满足模拟待测潮滩湿地边坡的坡度条件的需要；在所述的土壤模拟箱(2)中填充待研究的潮滩湿地土壤；[0010]b.所述的高位水箱(I)设在相对系统模拟箱(II)较高的位置，使高位水箱(I)内的水在重力的作用下通过带进水阀门(7)的软水管(10)进入到所述的水系统箱(3)，以模拟待测潮滩湿地的潮汐条件；[0011]C.所述的回流系统(III)包括回流水箱(6)和泵(8)，所述的水系统箱(3)和土壤系统箱(2)中落潮的水通过带出水阀门(9)的水管(11)流回到回流水箱(6)中，并通过泵 (8)将回流水箱(6)中的水送回到水箱(I )内。[0012]所述水系统箱(3 )的安装进水阀门(7 )和出水阀(9 )的一侧装有滑槽，是进水阀门 (7)和出水阀(9)能上下上下活动，满足不同水位要求。上述的隔板覆盖有网。[0013]所述的塑料板(4)上的圆孔(5)的孔径为5cm，各个孔之间的距离为3cm。上述的水箱为高位水箱，利用重力作用使水流入所述的水系统箱或者采用泵，将水压入水系统箱。[0014]本实用新型具有以下突出优点[0015]1、可以模拟潮汐作用下湿地土壤干-湿交替的条件；[0016]2、可以模拟湿地植物存在条件下的污染物迁移转化特征；[0017]3、湿地的土壤土质特征可以按照实际条件进行模拟。


[0018]图1为本实用新型实施例二的模拟装置的结构示意图。[0019]图2为本实用新型实施例三的模拟装置的结构示意图。
具体实施方式
[0020]实施例一参见图1和图2，该种模拟装置包括高位水箱I、系统模拟箱II和回流系统III组成。其中，系统模拟箱II又包括土壤系统箱2和水系统箱3两部分，回流系统III包括回流水箱6和泵8两部分。土壤系统箱2和水系统箱3中间用带有圆孔5的可调节高度的塑料板4隔开，塑料板4的高度根据潮滩湿地实际的坡度(α )确定。塑料板4上的圆孔 5用尼龙网(孔径Imm)罩住，避免泥土漏出。土壤系统箱2的下层填充所研究湿地的实际土壤(14)，先将IOcm以下湿地土壤(14)按照层次土质情况进行填充，相同层次的土质在填充之前混合均勻，并使其具有与实际情况相当的坡度(α )。将湿地植物13及其底部(TlOcm 的草根层(1 取出，尽量不破坏其整体结构，放入土壤系统箱2的最上层。然后，将所研究的污染物质加入到土壤的表面。当模拟涨潮过程时，打开高位水箱1与水系统箱3间的进水阀门7，调节水阀控制流量的大小，使得水逐渐的覆盖长有湿地植物的土壤(14)。到达淹没位置后，关闭阀门7。落潮模拟时，将高位水箱1与水系统箱3之间的出水水管11上的出水阀门9，使得模拟箱内的水逐渐流入到回流箱6内，使水位降落至阀门7所在的高度。根据潮水涨落情况，重复上述操作。同时，用泵8将回流水箱6内的水泵入到高位水箱1中。。[0021]实施例三对吴淞口潮滩湿地中石油烃迁移转化进行研究。实验过程中土壤系统箱中的土壤采自吴淞口湿地。先将IOcm以下湿地土壤按照层次土质情况进行取土，相同层次的土质在填充之前混合均勻，然后装入土壤系统箱中2。根据之前测定的湿地坡度 α =10. 5°，调节隔板4的高度，使其与边缘的坡度为α =10. 5°。将吴淞口湿地中薦草及其底部(TlO cm的草根层取出，尽量不破坏其整体结构，放入土壤系统箱2的最上层。同时，将溶解的原油(1000 mg .g—1)均勻喷洒到表面。在水系统箱中加入从吴淞口取回的水，同时在高位水箱中加相同的水一定量(约为水箱体积的2/3)。使薦草植物在该环境中生长一周后，根据潮汐的时间，每天定期的打开水箱I的出水阀门7，使水按照一定的速度从水系统箱3的一侧逐渐流入土壤系统箱2，淹没长有植物的土壤；一定时间后，打开水系统箱3 — 侧的出水阀门9，使水进入回流水箱6。并由泵8将水从回流水箱6送入水箱I内。根据吴淞口潮水涨落情况，重复上述操作，进行潮水涨落实验水量条件的控制。6个月后，对土壤箱系统中的土壤分层采取，进行石油烃含量的测定。测定所得结果为在(TlOcm 土层中含量为823. 3 mg · g-1，2(T30cm 层为792. 6mg · g-1，30 40cm 层为 179. 4 mg · g-1，40 50cm 层为 158. 9 mg · g-1，50 60cm 层为 146. 4 mg · g-1，60 70cm 层为 28. 1 mg · g-1，70 80cm 层为 65. 3 mg-g-1. 80cm以下的土壤则没有检测到石油烃。从所测结果可以看出，该装置可以用于研究潮滩湿地污染物迁移转化特征，同时装置设置的高度也能满足实验的需要。 本专利是实用新型一种可以用于研究潮滩湿地污染物迁移转化特征的模拟装置。 利用该模拟装置可以作为开展湿地污染物迁移转化及修复机理研究的实验装置。这种模拟装置具有实用性强、可信度高、应用广泛、成本低、模拟条件适宜、可操作性强等特点，具有良好的应用推广价值。
权利要求1.一种用于研究潮滩湿地污染物迁移转化特征的模拟装置，包括高位水箱(I )、系统模拟箱(II)和回流系统(III)，其特征在于所述的系统模拟箱(II)由水系统箱(3)和土壤系统箱(2)组成，水系统箱(3)和土壤系统箱(2)之间通过带有圆孔(5)的塑料板(4)隔开，该隔板(4)可上下调节，以满足模拟待测潮滩湿地边坡的坡度条件的需要；在所述的土壤模拟箱(2)中填充待研究的潮滩湿地土壤；所述的高位水箱(I )设在相对系统模拟箱(II)较高的位置，使高位水箱(I )内的水在重力的作用下通过带进水阀门(7)的软水管(10)进入到所述的水系统箱(3)，以模拟待测潮滩湿地的潮汐条件；所述的回流系统(III)包括回流水箱(6)和泵(8)，所述的水系统箱(3)和土壤系统箱 (2)中落潮的水通过带出水阀门(9)的水管(11)流回到回流水箱(6)中，并通过泵(8)将回流水箱(6)中的水送回到水箱(I )内。
2.根据权利要求1所述的用于研究潮滩湿地污染物迁移转化特征的模拟装置，其特征在于所述的所述水系统箱(3)的安装进水阀门(7)和出水阀(9)的一侧装有滑槽，是进水阀门(7)和出水阀(9)能上下上下活动，满足不同水位要求。
3.根据权利要求1所述的用于研究潮滩湿地污染物迁移转化特征的模拟装置，其特征在于所述的隔板(4)上覆盖有网。
4.根据权利要求1或2所述的用于研究潮滩湿地污染物迁移转化特征的模拟装置，其特征在于所述的塑料板(4)上的圆孔(5)的孔径为5cm，各个孔之间的距离为3cm。
专利摘要本实用新型涉及一种用于研究潮滩湿地污染物迁移转化特征的模拟装置。它包括水箱、系统模拟箱和回流系统，所述的系统模拟箱由水系统箱和土壤系统箱组成，水系统箱和土壤系统箱之间通过带有圆孔的塑料板隔开，该隔板可上下调节；在所述的土壤系统箱中填充待研究的潮滩湿地土壤；所述的水箱通过带进水阀门的软水管连接到所述的水系统箱；所述的回流系统包括回流水箱和泵,所述的水系统箱和土壤系统箱中落潮的水通过带出水阀门的水管流回到回流水箱中，并通过泵将回流水箱中的水送回到水箱内。本装置可以模拟潮汐作用下湿地土壤干-湿交替的条件；可以模拟湿地植物存在条件下的污染物迁移转化特征；湿地的土壤土质特征可以按照实际条件进行模拟。
文档编号G01N15/08GK202281740SQ20112020400
公开日2012年6月20日 申请日期2011年6月17日 优先权日2011年6月17日
发明者刘发辉, 刘晓艳, 张伟杰, 张新颖, 梁霞, 胡星, 邹君臣 申请人:上海大学