CN106198152B - 一种可获取毫米级层状沉积物样品的实验装置及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可获取毫米级层状沉积物样品的实验装置及其应用，本装置包括圆柱筒、底层垫片、厚垫片和薄垫片，圆柱筒中空，内部设置底层垫片，在底层垫片下方设置厚垫片和薄垫片。圆柱筒和垫片具有可拆卸性，可重复利用；圆柱筒和垫片均有易加工成本低的优点；采样时，垫片使得沉积物位置上移，将凸出圆柱筒的沉积物准确收集，实现沉积物纵向毫米级分层，有效的解决了烧杯实验沉积物不易采集、不易分层的问题；且该装置的材料均采用有机玻璃，便于实验过程中的观察和使用。

Description

一种可获取毫米级层状沉积物样品的实验装置及其应用
技术领域
本发明涉及处理样品的实验装置，尤其是一种可获取毫米级层状沉积物样品的实验装置及其应用。
背景技术
沉积物不仅是污染物的汇，还是污染物的源。沉积物-水界面的物理化学和生物作用致使表层沉积物垂直方向上的环境指标(如氧化还原电位)、微生物菌群结构等均呈梯度变化趋势。也正是因为这些指标的梯度变化特性影响着污染物在沉积物垂直方向上消减作用。因此研究沉积物表层垂直方向上生物指标、理化指标和污染指标的变化特征至关重要。而沉积物的采集分层也是这一研究中的关键环节。目前已有的获取层状沉积物样品的方法是利用柱状采样器采集柱状沉积物，再用推杆从底部向上将表层沉积物推出，然后按需要进行分层采集。这种方法的问题是这种采样器的主要功能是采样，分层较粗，不适合毫米级层状沉积物的采集。
发明内容
本发明提供了一种可获取毫米级层状沉积物样品的实验装置，该装置适用于研究沉积物垂直方向上污染指标、理化指标、生物指标等的变化特征，解决了表层沉积物分层采集的技术难题，提供了毫米级沉积物采集的方法，有利于研究沉积物表层垂直方向上的变化特征。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种可获取毫米级层状沉积物样品的实验装置，包括圆柱筒、底层垫片、厚垫片和薄垫片，圆柱筒中空，内部设置底层垫片，在底层垫片下方设置厚垫片和薄垫片，底层垫片、厚垫片和薄垫片均为具有一定厚度的圆饼状有机玻璃，且底层垫片、厚垫片和薄垫片具有相同的面积。
而且，所述的圆柱筒的的直径为95-105mm，高度为50-70mm，筒壁的厚度为5-10mm。
而且，所述的底层垫片、厚垫片和薄垫片与圆柱筒相匹配，即底层垫片、厚垫片和薄垫片的直径略小于圆柱筒的内径，以形成宽度为0.25-0.5mm缝隙，使得底层垫片、厚垫片和薄垫片可沿圆柱筒上下移动。
而且，所述的厚垫片的厚度为4-6mm，数量为1-5片。
而且，所述的薄垫片的厚度为1-3mm，数量为1-5片。
一种可获取毫米级层状沉积物样品的实验装置的使用方法：本装置按照以下步骤进行使用：
步骤1：仅将底层垫片安装于圆柱筒内，并将底层垫片推至圆柱筒的底端；
步骤2：向圆柱筒内放入沉积物样品，铺平形成一定厚度的沉积物层；
步骤3：将底层垫片连同其上方的沉积物沿圆柱筒向上推，至沉积物层的上表面与圆柱筒上边缘齐平；
步骤4：向底层垫片的下方添入若干数量的厚垫片和薄垫片，直至最下方的厚垫片(薄垫片)的下表面与圆柱筒的下边缘齐平；
步骤5：继续由圆柱筒的下端放入若干数量的厚垫片或薄垫片的组合，将其上的厚垫片、薄垫片、底层垫片和沉积物层向上推，直至最下方的厚垫片(薄垫片)添入圆柱筒内，并将沉积物层向上推进相应的距离(垫片组合的厚度)；
步骤6：使用薄片工具沿圆柱筒的上表面将凸出的沉积物刮起，移动至培养皿中；
步骤7：重复步骤5和步骤6，直至完成沉积物的分层操作，将分层的样品备用以进行后续的实验。
而且，在步骤2中，所述的沉积物层的厚度为1-2cm。
而且，在步骤6中，所述的薄片工具为有机玻璃尺或竹片。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
圆柱筒和垫片具有可拆卸性，可重复利用；圆柱筒和垫片均有易加工成本低的优点；采样时，垫片使得沉积物位置上移，将凸出圆柱筒的沉积物准确收集，实现沉积物纵向毫米级分层，有效的解决了烧杯实验沉积物不易采集、不易分层的问题；且该装置的材料均采用有机玻璃，便于实验过程中的观察和使用。
附图说明
图1是本发明沉积物毫米级分层装置的侧视结构示意图。
图2是本发明沉积物毫米级分层装置的俯视结构示意图。
图3是本发明沉积物采集分层时的示意图1。
图4是本发明沉积物采集分层时的示意图2。
其中1为圆柱筒，2为上覆水层，3为沉积物层，4为底层垫片，5为厚垫片，6为薄垫片。
具体实施方式
下面结合附图与具体的实施方式对本发明作进一步详细描述：
如图1和图2所示，一种可获取毫米级层状沉积物样品的实验装置，包括圆柱筒1、底层垫片2、厚垫片5和薄垫片6，圆柱筒中空，内部设置底层垫片4，在底层垫片下方设置厚垫片和薄垫片，底层垫片、厚垫片和薄垫片均为可拆卸分离的；圆柱筒的的直径为100mm，高度为65mm，筒壁的厚度为6mm；底层垫片、厚垫片和薄垫片和圆柱筒的内径之间存在0.25mm宽的缝隙，底层垫片、厚垫片和薄垫片可沿圆柱筒上下移动；厚垫片的厚度为5mm，薄垫片的厚度为2mm。
实施例：以下通过底栖微藻对表层沉积物中多环芳烃降解作用的影响研究为例，对本发明的具体实施方式进行详细说明：
1.沉积物样品的制备：将底层垫片安装于圆柱筒内，将底层垫片推至圆柱筒的底端，并在底层垫片的下方包裹封口膜密封；将称好的一定质量的过2mm筛的沉积物放入圆柱筒内，形成厚度为2cm厚的沉积物层(如图中标号3所示)，用适量的人工海水将其浸湿，并加入高度大约2cm的人工海水作为上覆水(如图中标号2所示)，在稳定15min后，在沉积物表面接种事先扩增好的藻种，接种密度约为2.5*105个/cm2。将整个装置放入水缸内培养，并提供模拟自然的光照。实验周期为12d，结束后缓慢将整个装置取出，小心地去除上覆水，至此完成沉积物样品的制备；
2.分层取样：将底层垫片连同其上方的沉积物沿圆柱筒向上推，至沉积物层的上表面与圆柱筒上边缘齐平；向底层垫片的下方添入8个5mm厚的厚垫片(如图中的标号5所示)，直至最下方的厚垫片的下表面与圆柱筒的下边缘齐平(如图3所示)；继续由圆柱筒的下端分多次添加薄垫片，每次放入2片2mm的薄垫片，将其上的厚垫片、底层垫片和沉积物层向上推，直至最下方的薄垫片添入圆柱筒内，并将沉积物层向上推进4mm，推进完成后，使用有机玻璃尺沿圆柱筒的上表面将凸出的沉积物刮起，每次可得到30ml、约45g重量的样品，将其移动至培养皿中；
3.指标测定，为了研究底栖微藻对表层沉积物中多环芳烃降解作用的影响，对分层之后的样品需要进行如下指标的测定：孔隙水中的TOC和PAHs，沉积物中的叶绿素a含量，PAHs的总量和有效态，多酚氧化酶，EPS(胞外多聚物)，PLFA等，通过对不同分层取样的样品的测试，可以得出在底栖微藻在各个纵向分层的表层沉积物中的多环芳烃降解作用存在一定差距。
以上对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (8)

1.一种可获取毫米级层状沉积物样品的实验装置的使用方法，其特征在于：所述实验装置包括圆柱筒、底层垫片、厚垫片和薄垫片，圆柱筒中空，内部设置底层垫片，在底层垫片下方设置厚垫片和薄垫片，底层垫片、厚垫片和薄垫片均为具有一定厚度的圆饼状有机玻璃，且底层垫片、厚垫片和薄垫片具有相同的面积；
按照以下步骤进行使用：
步骤1：仅将底层垫片安装于圆柱筒内，并将底层垫片推至圆柱筒的底端；
步骤2：向圆柱筒内放入沉积物样品，铺平形成一定厚度的沉积物层；
步骤3：将底层垫片连同其上方的沉积物沿圆柱筒向上推，至沉积物层的上表面与圆柱筒上边缘齐平；
步骤4：向底层垫片的下方添入若干数量的厚垫片和薄垫片，直至最下方的厚垫片或薄垫片的下表面与圆柱筒的下边缘齐平；
步骤5：继续由圆柱筒的下端放入若干数量的厚垫片或薄垫片的组合，将其上的厚垫片、薄垫片、底层垫片和沉积物层向上推，直至最下方的厚垫片或薄垫片添入圆柱筒内，并将沉积物层向上推进相应的距离；
步骤6：使用薄片工具沿圆柱筒的上表面将凸出的沉积物刮起，移动至培养皿中；
步骤7：重复步骤5和步骤6，直至完成沉积物的分层操作，将分层的样品备用以进行后续的实验。
2.根据权利要求1所述的一种可获取毫米级层状沉积物样品的实验装置的使用方法，其特征在于：在步骤2中，所述的沉积物层的厚度为1-2cm。
3.根据权利要求1所述的一种可获取毫米级层状沉积物样品的实验装置的使用方法，其特征在于：在步骤6中，所述的薄片工具为有机玻璃尺或竹片。
4.根据权利要求1所述的一种可获取毫米级层状沉积物样品的实验装置的使用方法，其特征在于：所述的圆柱筒的的直径为95-105mm，高度为50-70mm，筒壁的厚度为5-10mm。
5.根据权利要求1所述的一种可获取毫米级层状沉积物样品的实验装置的使用方法，其特征在于：所述的底层垫片、厚垫片和薄垫片均为具有一定厚度的圆饼状有机玻璃，且底层垫片、厚垫片和薄垫片具有相同的面积。
6.根据权利要求1所述的一种可获取毫米级层状沉积物样品的实验装置的使用方法，其特征在于：所述的底层垫片、厚垫片和薄垫片与圆柱筒相匹配，即底层垫片、厚垫片和薄垫片的直径略小于圆柱筒的内径，以形成宽度为0.25-0.5mm缝隙，使得底层垫片、厚垫片和薄垫片可沿圆柱筒上下移动。
7.根据权利要求1所述的一种可获取毫米级层状沉积物样品的实验装置的使用方法，其特征在于：所述的厚垫片的厚度为4-6mm，数量为1-5片。
8.根据权利要求1所述的一种可获取毫米级层状沉积物样品的实验装置的使用方法，其特征在于：所述的薄垫片的厚度为1-3mm，数量为1-5片。
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