CN102914634B - 一种模拟天然环境的底泥营养盐通量测定系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种模拟天然环境的底泥营养盐通量测定系统，包括温控箱以及间隙水采样管，温控箱内设有底泥营养盐通量测定管，测定管内设有流速控制装置；测定管的下段开有至少一个间隙水采样孔，间隙水采样孔在底泥营养盐通量测定管管内一侧接有间隙水采样器，管外一侧与间隙水采样管管道连接，间隙水采样器位于底泥营养盐通量测定管之内。本发明能模拟天然的环境，提高了底泥营养盐通量预测的准确性，对于更好的实现海洋生态环境变动趋势的研究提供一定的理论基础；并且，本发明各个组成部分采用分离式设计，不仅可以充分的利用空间，增加实验的重复性，同时可以提高仪器的稳定性和可控性。本发明可用于进行底泥营养盐通量的测定实验中。
Description
技术领域
本发明涉及海洋生态环境研究实验中的一种用于进行底泥营养盐通量测定的测定系统。
背景技术
沉积物是海洋水层营养物质的重要来源，近岸海洋生态系统因为每年接收大量的有机物质，因此不同区域的底泥中营养物质的含量不尽相同。底泥中的碳、氮、磷在整个海洋生态系统中的碳、氮、磷循环占有重要的地位。底泥-水界面的碳氮磷的释放与吸收是一个复杂的过程。目前，已广泛开展的针对底泥-水界面营养盐通量的研究，大多是采用静态、部分模拟天然环境，以及在该环境中加入生物扰动因素来进行研究，研究实验中缺少真正的模拟自然水域的水流、温度等可变的环境条件。同时，实验中也缺乏对间隙水中的营养盐的测定手段。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种底泥营养盐通量测定系统，它可以模拟出研究中需要营造的天然环境条件。
本发明解决其技术问题的解决方案是：一种模拟天然环境的底泥营养盐通量测定系统，包括温控箱以及间隙水采样管，所述温控箱内设有呈直立姿态的底泥营养盐通量测定管，底泥营养盐通量测定管内设有流速控制装置；底泥营养盐通量测定管的下段开有至少一个间隙水采样孔，所述间隙水采样孔在底泥营养盐通量测定管管内一侧接有间隙水采样器，管外一侧通过上设阀门的管道与间隙水采样管连接，间隙水采样器位于底泥营养盐通量测定管之内；底泥营养盐通量测定管管身上的间隙水采样孔有多个，间隙水采样孔自上而下地间隔排列，每个间隙水采样孔均接有一个间隙水采样器与间隙水采样管；所述间隙水采样孔的孔间距为1cm；所述模拟天然环境的底泥营养盐通量测定系统还包括给底泥营养盐通量测定管供水与排水的进排水系统；所述进排水系统由蓄水槽、进水管以及取水管组成，所述蓄水槽设有出水口，进水管一头接在该出水口处，另一头通入底泥营养盐通量测定管内；取水管自底泥营养盐通量测定管内接出，使底泥营养盐通量测定管对外连通；进水管与取水管这两管与底泥营养盐通量测定管的接驳口均位于底泥营养盐通量测定管的上段；所述进水管与取水管上均设有阀门；蓄水槽内设有曝气装置；所述蓄水槽、进水管、间隙水采样管均位于温控箱内。
作为上述技术方案的进一步改进，所述流速控制装置包括一电位器，以及一与电位器电联接的、置于底泥营养盐通量测定管管口之上的小型马达，小型马达的输出轴接有螺旋桨，螺旋桨伸入至底泥营养盐通量测定管中段之内。
作为上述技术方案的进一步改进，温控箱内设有测定管管架，底泥营养盐通量测定管安放在该测定管管架上。
本发明的有益效果是：实验时，将底泥样品转移到底泥营养盐通量测定管内，通入采样地点水层的海水，并参照采样地点采样时季节平均水温和水流速度，用温控箱调整水温，流速控制装置控制水流速度，便能在管内模拟出天然的环境，间隙水采样器直接插入泥中，间隙水采样管通过间隙水采样器进行采样，测出的底泥营养盐通量的结果即非常接近实际环境的测定结果。本发明提高了底泥营养盐通量预测的准确性，对于更好的实现海洋生态环境变动趋势的研究提供一定的理论基础；并且，本发明各个组成部分采用分离式设计，不仅可以充分的利用空间，增加实验的重复性，同时可以提高仪器的稳定性和可控性。本发明可用于进行底泥营养盐通量的测定实验中。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。
参照图1，一种模拟天然环境的底泥营养盐通量测定系统，包括温控箱1以及间隙水采样管3，所述温控箱1内设有呈直立姿态的底泥营养盐通量测定管2，底泥营养盐通量测定管2内设有流速控制装置；底泥营养盐通量测定管2的下段开有至少一个间隙水采样孔，所述间隙水采样孔在底泥营养盐通量测定管2管内一侧接有间隙水采样器6，管外一侧通过上设阀门的管道与间隙水采样管3连接，间隙水采样器6位于底泥营养盐通量测定管2之内。实验的时候，间隙水采样器6直接插入泥中。具体地，可以采用陆生植物底泥采样器，如市场上已有的Rhizon-SMS型采样器，来作为所述的间隙水采样器6使用。
底泥营养盐通量测定管2管身上的间隙水采样孔有多个，间隙水采样孔自上而下地间隔排列，每个间隙水采样孔均接有一个间隙水采样器6与间隙水采样管3。这样，便可针对不同深度的底泥情况进行采样了。所述间隙水采样孔的孔间距为1cm。
本发明的模拟天然环境的底泥营养盐通量测定系统还包括给底泥营养盐通量测定管2供水与排水的进排水系统。所述进排水系统由蓄水槽41、进水管42以及取水管43组成，所述蓄水槽41设有出水口，进水管42一头接在该出水口处，另一头通入底泥营养盐通量测定管2内；取水管43自底泥营养盐通量测定管2内接出，使底泥营养盐通量测定管2对外连通；进水管42与取水管43这两管与底泥营养盐通量测定管2的接驳口均位于底泥营养盐通量测定管2的上段。
所述进水管42与取水管43上均设有阀门。蓄水槽41内设有曝气装置。可以采用曝气石作为所述曝气装置，给蓄水槽41内的水进行曝气。所述蓄水槽41、进水管42、间隙水采样管3均位于温控箱1内。实验时，蓄水槽41内的水通过进水管42进入底泥营养盐通量测定管2内，直至加满；需要排水时，打开阀门，管内的水可从取水管43排走。
进一步作为优选的实施方式，所述流速控制装置包括一电位器51，以及一与电位器51电联接的、置于底泥营养盐通量测定管2管口之上的小型马达，小型马达的输出轴接有螺旋桨52，螺旋桨52伸入至底泥营养盐通量测定管2中段之内。螺旋桨52受控于小型马达，小型马达受控于电位器51，故螺旋桨52转速可调，当螺旋桨52转动时，即可调节测定管内的水流状况。
进一步作为优选的实施方式，温控箱1内设有测定管管架，底泥营养盐通量测定管2安放在该测定管管架上。一般地，一副测定管管架上可以安放四个底泥营养盐通量测定管，当然，每根底泥营养盐通量测定管上对应连接有相应数量的间隙水采样管。蓄水槽41和电位器51可置于管架之上。
下面举两个实际应用的例子：
I、底泥原位C、N、P通量实验：野外采取的底泥柱状样品冷冻运输至实验室，在实验室内解冻，通过底泥转移装置将其转移至底泥营养盐通量测定管中，将测定管放置于测定管管架上，参照采样地点采样时季节平均水温和水流速度，设定水温和水流速度，通过进水管往测定管内缓慢加入采样地点水层的海水，待水加满后开始实验，同时，给测定管接驳上间隙水采样管，按实验设计定时测定水体和间隙水中的溶氧、C、N、P等，从而完成底泥原位C、N、P通量实验。
II、生物扰动情况下底泥C、N、P通量实验：保持I的其他条件不变，测定管内加入实验用底栖生物，按实验设计定时测定水体和间隙水中的溶氧、C、N、P等，从而完成生物扰动情况下底泥C、N、P通量实验。
以上是对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (3)
1.一种模拟天然环境的底泥营养盐通量测定系统，其特征在于：包括温控箱（1）以及间隙水采样管（3），所述温控箱（1）内设有呈直立姿态的底泥营养盐通量测定管（2），底泥营养盐通量测定管（2）内设有流速控制装置；底泥营养盐通量测定管（2）的下段开有至少一个间隙水采样孔，所述间隙水采样孔在底泥营养盐通量测定管（2）管内一侧接有间隙水采样器（6），管外一侧通过上设阀门的管道与间隙水采样管（3）连接，间隙水采样器（6）位于底泥营养盐通量测定管（2）之内；底泥营养盐通量测定管（2）管身上的间隙水采样孔有多个，间隙水采样孔自上而下地间隔排列，每个间隙水采样孔均接有一个间隙水采样器（6）与间隙水采样管（3）；所述间隙水采样孔的孔间距为1cm；所述模拟天然环境的底泥营养盐通量测定系统还包括给底泥营养盐通量测定管（2）供水与排水的进排水系统；所述进排水系统由蓄水槽（41）、进水管（42）以及取水管（43）组成，所述蓄水槽（41）设有出水口，进水管（42）一头接在该出水口处，另一头通入底泥营养盐通量测定管（2）内；取水管（43）自底泥营养盐通量测定管（2）内接出，使底泥营养盐通量测定管（2）对外连通；进水管（42）与取水管（43）这两管与底泥营养盐通量测定管（2）的接驳口均位于底泥营养盐通量测定管（2）的上段；所述进水管（42）与取水管（43）上均设有阀门；蓄水槽（41）内设有曝气装置；所述蓄水槽（41）、进水管（42）、间隙水采样管（3）均位于温控箱（1）内。
2.根据权利要求1所述的模拟天然环境的底泥营养盐通量测定系统，其特征在于：所述流速控制装置包括一电位器（51），以及一与电位器（51）电联接的、置于底泥营养盐通量测定管（2）管口之上的小型马达，小型马达的输出轴接有螺旋桨（52），螺旋桨（52）伸入至底泥营养盐通量测定管（2）中段之内。
3.根据权利要求1所述的模拟天然环境的底泥营养盐通量测定系统，其特征在于：温控箱（1）内设有测定管管架，底泥营养盐通量测定管（2）安放在该测定管管架上。
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