[实用新型]应用于湖泊沉积物－水界面过程研究的室内模拟装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及用以研究界面化学和生物过程的实验室模拟设备，特别是一种应用于湖泊沉积物-水界面过程研究的室内模拟装置，属于地学及环境科学领域。

背景技术

浅水湖泊和河流沉积物-水界面的化学，物理以及生物过程是最为活跃的，而这些过程在实际过程中，由于受到风浪，船只以及底栖动物的影响，而难以捕捉。因此，浅水湖泊和河流的沉积物-水界面的研究在多数情况下是在实验室内进行的，不过很多均存在着实验装置的设计的不合理性，这些问题在某种程度上带来实验误差，如静态培养方式，由于沉积物的耗氧作用，会使得沉积物-水界面氧气侵蚀深度变浅，甚至使得全部沉积物呈现厌氧状态。野外实际状况下，沉积物表层是有一定的好氧层的，好氧层的厚度在毫米级别之内，曝气或者搅动上覆水水体，可以改变因静止造成的厌氧状态。再比如，室内沉积物-水界面研究，由于研究体积较大，温度控制较难进行，有些实验可能会采用室内空调控温，但是，由于房间体积较大会造成控温不稳定且达到预期温度所需时间较长；也有人采用培养箱控温，但是，该种控温方式下，由于空气干燥，很容易造成上覆水因为快速蒸发而减少体积，且实验操作空间小，实际操作不方便.假如采用水浴控温，那么会很大程度上缩短降温时间，稳定最终温度，减少上覆水的蒸发。目前，实验室内进行的界面研究在对实验条件，如光照、界面充氧、温度等方面兼顾难以齐全，其主要原因还在于实验设备的不完善和未加以整合。

发明内容

本实用新型发明的目的是克服上述缺陷，提供一种应用于湖泊沉积物-水界面过程研究的室内模拟装置，能够将多种因素(温度，光照，氧气，上覆水性质，扰动等)综合考虑，用于沉积物-水界面的研究。

本实用新型发明的上述目的是这样实现的：一种应用于湖泊沉积物-水界面过程研究的室内模拟装置，含设有顶盖、底塞的沉积物柱状样采集管，采集管内有采集的柱状沉积物样品，包括沉积物及其上覆水，其特征是还设有水动力扰动装置、光照装置、恒温水浴装置及自动取样装置：

水动力扰动装置设有位于恒温水浴中心上方的调频电机，其输出轴下端联接磁铁，多个沉积物柱状样采集管环绕电机输出轴设置于恒温水浴内，沉积物柱状样采集管顶盖上设有固定向下伸入上覆水中的垂直杆，垂直杆下端活动连接磁转子，该磁转子位于电机输出轴下端磁铁的磁场范围内；

光照装置设有光源，光源下方设置一透明质地的降温槽，自来水管接入降温槽的入口，降温槽出口接下水道.降温槽下方设有遮光层；

恒温水浴装置设置于遮光层下方，内设保温箱中的热交换器外接恒温槽；恒温槽中的循环水被泵出，流经热交换器后又流回恒温槽；保温箱内设有潜水泵；

自动取样装置，包括一高于保温箱水平的补水池，补水池出水口连通沉积物柱状样采集管顶盖上的活动密封螺纹进水口，顶盖上的活动密封螺纹出水口连通注射器；还设有电极通过顶盖的活动密封孔伸入至上覆水中。

所说光源为金卤灯，通过遮光层后的光强为0-600μmol m^-2 s^-1。

本实用新型发明的优点及效果：1，可有效的控制沉积物以及上覆水水体的温度，波动范围小(±1℃)，达到预设目标温度时间短；2，为上覆水及表层沉积物提供光照，光谱有利于光合作用(涵盖400-700nm)，光强可以通过不同级别的遮光布进行调节(0-600μmol m^-2s^-1)，且通过降温槽解决了灯源过热对仪器造成的问题提升；3，通过中心磁铁形成的磁场带动采样管中的内磁转子同步转动，且转动速度可以调节(0～500rpm)，降低甚至杜绝沉积物过度厌氧造成的实验误差；4，控制三通阀的开关，由于重力作用，采样管内形成的内压会推进上覆水进入注射器内，这种自动采样方式，能够大大的降低实验人员的工作强度；5，结构结构紧凑，装拆更换零部件方便，运转平稳可靠且廉价，可长时间不间断的运转，使用寿命长。

附图说明

图1是模拟装置总体示意图；

图2是模拟装置中的沉积物柱状样采集管；

图3是恒温水浴俯视图；

图4是模拟装置立体图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型发明作进一步说明：