[发明专利]一种可封闭可开放式小生态系统模拟实验装置

说明书

技术领域：

本发明属于生物模拟实验技术领域，涉及一种小型生态系统模拟实验设备，特别是一种可封闭可开放式小生态系统模拟实验装置。

背景技术：

目前，随着社会经济的快速发展，人类居住环境正遭受日益严重的破坏，一些持久性有机污染物(POPs)超标排放，导致大气、土壤和水体受到不同程度的污染，因此很多专家学者致力于研究POPs，旨在揭示其在环境中的迁移转化规律及其降解机理。众所周知，在自然环境中存在许多不可控的条件，影响研究的科学性与定量化，生态模拟箱的出现提供了在可控条件下定量化研究分析的机会。然而，现有生态模拟箱大都是立柜式的，如CN2015203418993、CN201510092127.5、CN2014206972924、CN201520089789.2公开的生化培养箱，实际操作空间较小，定期取样时需要打开模拟箱门，整个系统就成为开放式环境，这样会改变实验环境，对实验结果造成影响；此外，现有模拟箱内难以实现生态系统的真实模拟，如降雨、地表径流、下渗等对实验结果的影响以及POPs在土、气、水以及植物体之间的迁移情况；而且现有的市售小生态系统模拟箱价格昂贵，不利于科研机构广泛开展相关的研究工作。因此，寻找一种经济实用的生态模拟箱具有重大意义。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计提供一种可封闭可开放式小生态系统模拟实验装置。

为了实现上述目的，本发明的主体结构包括底座、水槽、滤网、玻璃罩、不锈钢箱体、支架、氙灯灯管、紫外灯管、淋浴管道、取样孔、温度传感器、湿度传感器、温度湿度显示器、水管、水泵、水箱、控制面板、电源开关、水泵开关、紫外灯开关和氙灯开关；有机玻璃制成的玻璃罩和上端开口的不锈钢箱体均放置在底座上，距离玻璃罩底部8cm处自下而上均匀开有取样孔，玻璃罩的每一个侧面上均开有三列取样孔，每列取样孔有五个，相邻取样孔的间距为8cm，取样孔的直径为2.2cm，不锈钢箱体上设有与玻璃罩相同的取样孔，采用土壤取样器对土壤取样后将样品通过取样孔送入不锈钢箱体内，样品送入不锈钢箱体后将取样孔密封；玻璃罩和不锈钢箱体之间安有支架，支架的上方固定安装有氙灯灯管、紫外灯管和淋浴管道，淋雨管道采用为四根PPR管制成，每根管PPR管上均匀开有小孔，紫外灯管为三根100wUVA-340型紫外灯，氙灯灯管为三根100w氙灯；每根氙灯灯管和紫外灯管分别与独立的氙灯开关和紫外灯开关电连接，便于研究在不同光照强度和不同光源下POPs的降解规律；支架两侧嵌入式安装有温度传感器和湿度传感器，用于记录温度和湿度变化；不锈钢箱体的底部均匀钻有小孔，便于水分流出；底座的内部设有三层滤网，将从不锈钢箱体漏出的土壤进行过滤；滤网的底部安装有抽屉式结构的水槽，水槽能够抽拉出来进行取样；底座的左侧安装有独立的水箱，用于盛放降雨备用水，水箱内安装水泵，水箱上安装有控制面板，通过控制面板控制电流大小达到不同降雨量的目的；控制面板上设有电源开关、水泵开关、紫外灯开关、氙灯开关和温度湿度显示器；水泵通过水管与不锈钢箱体连通。

本发明所述土壤取样器包括第一把手、第二把手、土壤取样孔和推拉杆；第一把手设置在第二把手上方，第一把手的尺寸小于第二把手的尺寸；推拉杆贯穿并连接第一把手和第二把手，推拉杆上均匀分布有土壤取样孔。

本发明所述可封闭可开放式小生态系统模拟实验装置既能在室内进行试验也能在室外进行，在室外实验时，取下玻璃罩或打开取样孔。

本发明与现有环境模拟箱相比，在实验进行过程中，能够在封闭系统内通过取样孔用特制土壤取样器(如附图)将土样取出，土壤取样器直径2cm，空气样品也能通过气孔取出，水样通过抽拉的水槽取出，而且在不锈钢箱体内可以实现土-水-气-作物整个生态系统的真实模拟，通过同位素示踪，可以定量化研究POPs在生态系统的迁移转化归趋；其结构简单，操作方便，成本低，环境友好，便于推广使用。

附图说明：

图1为本发明的主体结构原理示意图，包括底座1、水槽2、滤网3、玻璃罩4、不锈钢箱体5、支架6、温度传感器11、湿度传感器12、温度湿度显示器13、水管14、水泵15、水箱16、控制面板17、电源开关18、水泵开关19、紫外灯开关20、氙灯开关21。

图2为本发明的右视结构原理示意图，包括底座1、水槽2、滤网3、玻璃罩4、不锈钢箱体5、支架6、氙灯灯管7、紫外灯管8、淋浴管道9和取样孔10。

图3为本发明所述土壤取样器的主体结构原理示意图，包括第一把手22、第二把手23、土壤取样孔24和推拉杆25。