[发明专利]一种用于模拟自然环境条件下微塑料老化的人工湿地系统

说明书

本发明公开一种用于模拟自然环境条件下微塑料老化的人工湿地系统，用于模拟微塑料在自然环境下的迁移，从而探究自然环境下微塑料与环境污染物之间的相互作用。从左至右依次包括湿地装置和出水装置，两个装置之间用水管或管道相连接。湿地装置从左至右依次为浇筑的防渗层、配水槽（进水口）、连接装置、小砾石层（鹅卵石颗粒层、沙子层、营养土层）、集水槽以及出水装置（出水管），其中土壤层种植有净水植物；所述湿地装置主体由玻璃材料构成，湿地装置底板和侧边均浇筑防渗层；所述湿地装置底部一侧边外侧设有出水阀门，连接出水管；出水管下方连接一个蓄水箱，蓄水箱连上带开关的水泵，可以使出水装置的水重新流回湿地装置。

技术领域

本发明涉及人工湿地领域，具体涉及一种用于模拟自然环境条件下微塑料老化的人工湿地系统，用于模拟微塑料在自然环境下的迁移，从而探究自然环境下微塑料与环境污染物之间的相互作用。

背景技术

微塑料，被定义为直径小于5mm的塑料碎片。微塑料的低粒径使其具有更高的比表面积，在经过海洋环境中的各种腐蚀行为后，其比表面积进一步增加，从而使微塑料更易于吸附环境中持久性的有机污染物(POPs)以及重金属污染物等。由于微塑料粒径与很多海洋生物的食物相似，因此极易被海洋捕食者误食，产生一系列的危害和毒性效应。除微塑料自身的毒性(塑化剂类)外，其结合的有毒物质会在生物体内富集，对海洋生物产生毒害作用。这些受污染的底端生物，经过食物链的富集，最终威胁人类健康。研究微塑料变得炙手可热。

而人工湿地是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面，由于其具有投资少、能耗低、工艺设备简单、运转维护管理方便、系统配置可塑性强、运行费用低、生态环境效益显著等诸多优点，该技术在世界各地广泛使用。它主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，对污水、污泥进行处理的一种技术。其作用机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解、转化、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类动物的作用。

有研究表明湿地可以有效的去除径流中的农药，达到净化水质的效果。当停留时间从8d增加到30d时，阿特拉津的去除率可以从26%提高到84%。Hinman等人研究了黑藻对阿特拉津、林丹和氯丹等的吸收动态，结果表明，黑藻对多氯苯类化合物有较强的吸附能力。而环境中的绝大多数微塑料是一个老化状态的微塑料，或者说是存在一定停留时间的微塑料，这些微塑料会会经历光照、水侵蚀、风化、植物的吸收、微生物的分解、黑暗等不同条件，我们因此设计了一种用于模拟自然环境条件下微塑料老化的人工湿地系统，一方面可以利用人工湿地来模拟自然环境的再现，从而模拟塑料在环境中的迁移转化；另一方面可以利用此装置来探究自然环境下微塑料与环境污染物之间的相互作用，为微塑料与污染物之间的联系提供更好的实验基础。此外，该人工湿地系统在现有人工湿地上做出了改进，也能较好的解决在长时间使用后，营养土层逐步团聚、板结等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于模拟自然环境条件下微塑料老化的人工湿地系统，该人工湿地箱系统能有效避免土壤层在长期使用后出现板结，保障人工湿地对污水的持续处理能力，应用于模拟微塑料在自然环境下的迁移，从而探究自然环境下微塑料与环境污染物之间的相互作用。

本发明通过下述技术方案实现：