[发明专利]用于沉积物营养盐释放阻控技术研究的实验装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于污染生态修复和污染物削控技术领域，具体涉及一种用于沉积物营养盐释放阻控技术研究的实验装置。

背景技术

湖泊、水库的富营养化是湖库污染治理面临的一个难题，水体的富营养化会对水生生态系统造成很大的破坏，带来一系列的环境问题。营养盐含量的居高不下是造成湖库富营养化的主要原因之一。从源头上进行分析，湖库水体中的营养盐主要来源于流域河流、大气沉降和湖库内的沉积物。其中，沉积物营养盐的释放对湖库营养盐的水平有着很大影响，是很多湖库水体中营养盐的重要来源。因此如何深度研究沉积物营养盐阻控技术，研发阻控材料，阻控湖库沉积物营养盐释放水平，是本领域关注的一个重点。

为了研究沉积物营养盐的释放阻控技术及阻控材料，本领域工作者在实验室进行了大量的模拟实验。对于湖库沉积物-水体界面营养盐扩散模拟实验而言，目前存在的一个难题是在排出上覆水然后对沉积物进行取样时，由于沉积物具有一定的流动性，不同深度的沉积物之间很容易相互干扰，从而降低了实验的精确性。并且目前，阻控沉积物营养盐释放的手段之一是在沉积物表面覆盖一层阻控材料，如蛭石、阻控材料颗粒物、氧化铝或者海绵铁颗粒等，利用阻控材料的吸附作用阻止营养盐向水体中释放。但是现阶段本领域对于外加阻控材料对沉积物的营养盐释放阻控机制和营养盐释放过程并不清楚，对于添加阻控材料前后的沉积物的理化性质变化的研究更是鲜有报道。在进行实验室模拟实验时，相较于湖库沉积物-水体界面营养盐迁移模拟实验而言，外加阻控材料的沉积物模拟实验要更加复杂。原因在于，为了了解阻控材料与沉积物界面处营养盐的释放机制，在实验中还需要对二者的界面进行分离。然而，目前在实验后对阻控材料和沉积物进行分离时通常只能通过肉眼识别、手动分离的方式，而通过这种方式得到的沉积物样品已经被干扰，且阻控材料与沉积物的界面被破坏，难以得到真实的阻控界面。

因此，如何在减少扰动的前提下实现沉积物不同深度的分层以及沉积物和阻控材料的分离，这是本领域急需解决的问题，解决这一问题对于湖库富营养化控制技术和材料的研究具有重要的现实意义。

发明内容

本发明解决的是现有技术中的沉积物模拟实验装置存在的难以在不产生扰动的情况下对不同深度的沉积物进行分层以及阻控材料和沉积物界面难以分离的技术问题，进而提供一种能够不破坏样品、得到真实界面的实验装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

用于沉积物营养盐释放阻控技术研究的实验装置，包括：

顶端开口设置的第一实验容器，用于放置固体颗粒层和上覆水；所述第一实验容器侧壁的一部分设置为活动板，所述活动板适宜于打开形成通道开口；

在所述活动板的内侧设置有隔离膜，所述隔离膜覆盖所述第一实验容器位于所述通道开口周围的内壁设置，将所述通道开口与所述第一实验容器内部隔绝；

分离片，用于从所述通道开口横向切割所述隔离膜，完全插入所述第一实验容器内并占满所述第一实验容器的横截面；

抬升机构，当所述分离片完全插入所述第一实验容器内时，所述抬升机构适于带动所述分离片沿竖直方向上升至所述第一实验容器的顶端。

还设置有第二实验容器，用于放置作为对照的固体颗粒层和上覆水；在所述第二实验容器内设置有溶解氧电极装置，适宜于检测所述第二实验容器内包括固体颗粒层-水界面在内的区域沿竖直方向上的溶解氧分布数据。

所述隔离膜为塑料薄膜，所述隔离膜热封在所述通道开口周围的内壁上，将所述通道开口与所述第一实验容器内部隔绝；

所述抬升机构包括：沿竖直方向设置在所述第一实验容器内壁上的滑动槽和安装在所述滑动槽中的抬升杆，与所述抬升杆固定连接设置有环形圈，所述 环形圈紧贴所述第一实验容器的内壁设置，在所述环形圈上固定安装有抬升片，所述抬升片平行于所述第一实验容器的轴向设置。

所述抬升机构设置在所述第一实验容器的外部，所述抬升机构与所述分离片通过联接结构相连接；

所述通道开口包括连通设置的横向通道开口和竖向通道开口；

所述分离片通过所述横向通道开口横向切割所述隔离膜；当所述分离片完全插入所述第一实验容器内时，所述联接结构贯穿所述通道开口设置，并适宜于沿竖向通道开口上升。