CN109164210A - 一种底泥污染物释放模拟装置及确定环保疏浚深度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于环境保护技术领域，公开了一种底泥污染物释放模拟装置及确定环保疏浚深度的方法，包括上柱体和与上柱体拼接的下柱体，上柱体和下柱体形成底泥污染物释放的腔体，下柱体上倾斜设置有与下柱体连通的侧管，侧管上安装有扰动装置。上柱体与下柱体拼接，使连接后的整体高度较高；上柱体的长度较长，增大了模拟装置可承载的上覆水的高度，使试验环境更接近真实环境；同时下柱体侧管上安装的扰动装置远离上柱体的水面，可避免搅拌导致过多的溶解氧进入模拟系统而影响试验结果。

Description

一种底泥污染物释放模拟装置及确定环保疏浚深度的方法
技术领域
本发明属于环境保护技术领域，尤其涉及一种底泥污染物释放模拟装置及确定环保疏浚深度的方法。
背景技术
底泥(沉积物)作为重金属、氮、磷等营养元素及有毒有机污染物重要的源和汇，底泥中污染物释放引起的内源污染已成为世界范围内一个重要的环境问题，特别是当外源污染输入得到明显控制的情况下，内源污染成为水体污染的主要因素。
环保疏浚是一种控制底泥对水体污染的有效方法。在环保疏浚之前，需对底泥的污染程度及污染物释放情况，进行检测分析，并对底泥中污染物释放风险进行评估，以便为环保疏浚工作的参数设定提供指导。但现阶段我国还未建立完善的环保疏浚的标准和指南，工程实施中普遍存在是否需要环保清淤以及环保清淤深度如何确定的疑问。且目前对底泥中污染物的释放研究，仅限于对底泥中污染物释放通量的研究，主要通过小型容器、水槽或低矮的柱体来进行，不能很好的反应真实的底泥深度与上覆水深度，并且释放装置在运行过程中会带入大量溶解氧，对测定结果有干扰。
发明内容
本发明提供一种底泥污染物释放模拟装置，克服和解决了现有疏浚深度评估技术中采样深度不足、扰动过程中增加了水体溶解氧的问题，利用该装置的采样器可采集深层底泥；底泥释放装置可真实地模拟底泥深度和上覆水深度的关系，且具有可拆卸和便于携带的优点；本发明的另一个目的是，该装置的扰动点设置在距离水面较远的位置，可避免扰动过程中将溶解氧带入水体。
本发明还提供了一种基于底泥污染物释放情况确定环保疏浚深度的方法。
本发明为解决其技术问题提供的一种技术方案是：
一种底泥污染物释放模拟装置，包括上柱体和与所述上柱体拼接的下柱体，所述上柱体和下柱体形成底泥污染物释放的腔体，所述下柱体上倾斜设置有与所述下柱体连通的侧管，所述侧管上安装有扰动装置。
作为上述技术方案的改进，所述扰动装置包括电机和与所述电机的动力输出端固定连接的搅拌器，所述搅拌器包括连接部和搅拌部，所述电机固定在所述侧管的端口处，所述搅拌部自所述侧管伸出置于所述下柱体中。
作为上述技术方案的改进，所述下柱体固定连接有底板，所述下柱体的底部周缘设置有与所述底板连接的法兰，且所述下柱体的底部塞有橡皮塞。
作为上述技术方案的进一步改进，所述底板为正方形有机玻璃板，且所述底板的四角处设有底角。
作为上述技术方案的改进，还包括底泥进样管，所述底泥进样管包括进样管主体和沿所述进样管底端周缘设置的连接部，所述连接部上套有胶垫且所述连接部可与所述下柱体密封连接。
作为上述技术方案的改进，所述上柱体与所述下柱体通过法兰可拆卸地连接。
作为上述技术方案的改进，所述下柱体上设有泥面限制线，所述下柱体上设有泥面限制线，所述上柱体设有水面限高线，且所述侧管同所述下柱体的连通口设于所述泥面限制线与所述水面限高线之间，所述水面限高线远离所述连通口以使水面免于扰动。
一种利用上述的底泥污染物释放模拟装置确定环保疏浚深度的方法，包括如下步骤：
取泥，将底泥分层并分别盛装；
盛装有底泥的底泥进样管自下柱体的底端伸入下柱体中，密封固定下柱体，向上柱体和下柱体中泵入洁净水，开启搅拌；
取样，检测分析；
将检测分析结果与目标水质对比以确定疏浚深度。
作为上述技术方案的改进，所述检测分析内容包括测定底泥向上覆水中释放NH3-N、NO3-N、TN、TP、重金属、有机污染物中一种或几种的通量。
作为上述技术方案的改进，利用深层柱状采样器进行取泥步骤。
本发明的有益技术效果是：该底泥污染物释放模拟装置包括上柱体、与上柱体拼接的下柱体，以及与下柱体固定的底板，上柱体、下柱体和底板形成底泥污染物释放的腔体，下柱体上倾斜设置有与下柱体连通的侧管，侧管上安装有扰动装置。上柱体与下柱体拼接，使连接后的整体高度较高；上柱体的长度较长，增大了模拟装置可承载的上覆水的高度，使试验环境更接近真实环境；同时下柱体侧管上安装的扰动装置远离上柱体的水面，可避免搅拌导致过多的溶解氧进入模拟系统而影响试验结果。
附图说明
为了更清楚的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做简单说明。
图1为本发明一个实施例的底泥污染物释放模拟装置的结构示意图。
具体实施方式
以下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，以充分理解本发明的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。此外本发明中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对图中本发明各组成部分相互位置关系来说的。
图1为本发明一个实施例的底泥污染物释放模拟装置的结构示意图。
图1示出了一种底泥污染物释放模拟装置，包括上柱体10和下柱体20，下柱体20上倾斜设置有与下柱体20连通的侧管40，侧管40上安装有扰动装置。
上柱体10、下柱体20形成底泥污染物释放的腔体，上柱体10和下柱体20为中空圆柱形有机玻璃管，具体通过法兰连接，连接后的整体高度可达2～3m。优选地，下柱体20的底部用底板30密封。上柱体的长度较长，很大程度上增大了模拟装置可承载的上覆水的高度，使得试验环境更接近真实环境；同时下柱体侧管上安装的扰动装置远离上柱体中的水面，可避免搅拌导致过多的溶解氧进入模拟系统而影响试验结果的问题。
上柱体10上还设有水面限高线11，下柱体20上设有泥层限高线21。
作为一种优选的实施例，侧管40与下柱体20的外壁之间还连接有支架41，支架41与侧管40、下柱体20形成三角形支撑结构，以支撑侧管40，防止侧管40所受压力过大断裂。
具体地，扰动装置包括电机51和与电机51的动力输出端固定连接的搅拌器，搅拌器包括连接部52和搅拌部53，电机51固定在侧管40的端口处，搅拌部53自侧管40伸出置于下柱体20中。电机的搅拌速度可调节，侧管相对下柱体底部开口的距离以及侧管的尺寸、半径可根据下柱体的尺寸调整。
底板30为正方形有机玻璃板，且底板的四角处设有底角，可实现该模拟装置的稳定平衡。下柱体20的底部周缘设置有与底板连接的法兰，法兰与底板30之间具体通过快换螺栓31连接，且下柱体20的底部塞有橡皮塞22。进样时，打开法兰后将底泥进样管自下柱体的底部置入下柱体中，底板通过快换螺栓可实现和下柱体的快速连接，从而实现样品的无缝放置和装置的快速拆装，保证底泥样品在不改变性状时快速装卸。
作为一种优选的是实施例，该模拟装置还配套有底泥进样管，底泥进样管包括进样管柱体61和沿进样管底端周缘设置的连接部62，连接部62上套有胶垫，且连接部62可与下柱体20密封连接，进一步地，还同底板30密封连接。
本发明还提供了一种利用上述的底泥污染物释放模拟装置确定环保疏浚深度的方法，包括如下步骤：
取泥，将底泥分层并分别盛装；
盛装有底泥的底泥进样管自下柱体的底端伸入下柱体中，密封固定下柱体，向上柱体和下柱体中泵入洁净水，开启搅拌；
取样，检测分析；
并将检测分析结果与目标水质对比以确定疏浚深度。
上述试验为未受扰动的原状分层底泥污染物的释放试验，检测分析的内容涵盖底泥向上覆水中释放NH3-N、NO3-N、TN、TP、重金属、有机污染物的通量。疏浚深度应达到底泥污染物释放强度小、释放的污染物不会使水体水质超标的层级。
本发明中采用取泥深度可至60m的深层柱状采样器，可采集从浅到深的各层次底泥样品。
实施例：
将柱状采样器中采集的底泥分成厚度为10-20cm的不同层，然后将各层的底泥分别装入进样储泥管中。把下柱体底部的橡皮塞拔出，在盛装有底泥的进样管法兰上套上胶垫，并将其从下柱体底部伸入，待进样管底部的法兰盘与下柱体底部的法兰贴合，将两者固定，并将上柱体和下柱体通过法兰盘连接。用泵和输水管将洁净水从上柱体的顶部开口输送到柱体中，直至液面到达预定的位置时停止。开启扰动装置，调节扰动程度到相应程度。取样时，将输水管伸入相应水深的位置，用泵将水样抽取到样品瓶中，完成采样过程。检测分析水样后，将检测结果与目标水质进行比较，从而确定疏浚深度。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所述权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种底泥污染物释放模拟装置，其特征在于，包括上柱体和与所述上柱体拼接的下柱体，所述上柱体和下柱体形成底泥污染物释放的腔体，所述下柱体上倾斜设置有与所述下柱体连通的侧管，所述侧管上安装有扰动装置。
2.根据权利要求1所述的底泥污染物释放模拟装置，其特征在于，所述扰动装置包括电机和与所述电机的动力输出端固定连接的搅拌器，所述搅拌器包括连接部和搅拌部，所述电机固定在所述侧管的端口处，所述搅拌部自所述侧管伸出置于所述下柱体中。
3.根据权利要求1所述的底泥污染物释放模拟装置，其特征在于，所述下柱体固定连接有底板，所述下柱体的底部周缘设置有与所述底板连接的法兰，且所述下柱体的底部塞有橡皮塞。
4.根据权利要求3所述的底泥污染物释放模拟装置，其特征在于，所述底板为正方形有机玻璃板，且所述底板的四角处设有底角。
5.根据权利要求1所述的底泥污染物释放模拟装置，其特征在于，还包括底泥进样管，所述底泥进样管包括进样管主体和沿所述进样管底端周缘设置的连接部，所述连接部上套有胶垫且所述连接部可与所述下柱体密封连接。
6.根据权利要求1所述的底泥污染物释放模拟装置，其特征在于，所述上柱体与所述下柱体通过法兰可拆卸地连接。
7.根据权利要求1所述的底泥污染物释放模拟装置，其特征在于，所述下柱体上设有泥面限制线，所述上柱体设有水面限高线，且所述侧管同所述下柱体的连通口设于所述泥面限制线与所述水面限高线之间，所述水面限高线远离所述连通口以使水面免于扰动。
8.一种利用权利要求1-7任意一项所述的底泥污染物释放模拟装置确定环保疏浚深度的方法，其特征在于，包括如下步骤：
取泥，将底泥分层并分别盛装；
盛装有底泥的底泥进样管自下柱体的底端伸入下柱体中，密封固定下柱体，向上柱体和下柱体中泵入洁净水，开启搅拌；
取样，检测分析；
将检测分析结果与目标水质对比以确定疏浚深度。
9.根据权利要求8所述的确定环保疏浚深度的方法，其特征在于，所述检测分析内容包括测定底泥向上覆水中释放NH3-N、NO3-N、TN、TP、重金属、有机污染物中一种或几种的通量。
10.根据权利要求8所述的确定环保疏浚深度的方法，其特征在于，利用深层柱状采样器进行取泥步骤。
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