CN110907618B - 一种用于研究河流中有机污染物迁移转化规律的模拟装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开的属于模拟装置技术领域，具体为一种用于研究河流中有机污染物迁移转化规律的模拟装置，包括外壳、连接管、上盖板、架板和拉杆，所述外壳的左右侧壁通过法兰连接所述连接管，所述外壳的顶部通过合页活动连接所述上盖板，所述外壳的内腔底部通过螺丝固定连接所述架板，所述上盖板的顶部开设有圆孔，所述圆孔的圆周内壁插接所述拉杆，所述外壳的左右侧壁分别开设有主孔和副孔，该种用于研究河流中有机污染物迁移转化规律的模拟装置，通过配件的组合运用，该模拟装置不仅能够模拟河流整体的自然环境，还能够对实验条件进行有效控制，例如调节河流流速和温度。为有机污染物在河流中迁移转化规律的相关研究奠定了实验基础。

Description

一种用于研究河流中有机污染物迁移转化规律的模拟装置

技术领域

本发明涉及模拟装置技术领域，具体为一种用于研究河流中有机污染物迁移转化规律的模拟装置。

背景技术

有机污染物是环境中广泛存在的污染物之一，已经引起了全球的广泛关注。有机污染物通过食物链在动物和人类组织中发生富集作用，对人类和野生动物具有高毒性，也能通过空气，河流和洋流远距离运输，并污染远离其源头的区域。

河流径流是将陆源污染物输送到海洋最重要的途径，而海洋作为污染物的汇合处，正面临着生态环境恶化的风险。因此，为了保护和治理河流和海洋生态环境，有必要重点研究河流中有机污染物的迁移转化规律，明晰有机污染物的降解、迁移和转化途径，从而有针对性的提出控制污染物的具体措施。

而现有的研究有机污染物在水环境中的迁移转化规律大多还是在野外进行，但是，野外条件复杂多变，污染物来源众多，很难对其进行单因素控制研究，而且野外环境条件受限，不能对其进行有效控制，也并不能针对某一因素进行单独研究，也不具备曝气和加热功能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于研究河流中有机污染物迁移转化规律的模拟装置，以解决上述背景技术中提出的现有的研究有机污染物在水环境中的迁移转化规律大多还是在野外进行，但是，野外条件复杂多变，污染物来源众多，很难对其进行单因素控制研究，而且野外环境条件受限，不能对其进行有效控制，也并不能针对某一因素进行单独研究，也不具备曝气和加热功能的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于研究河流中有机污染物迁移转化规律的模拟装置，包括外壳、连接管、上盖板、架板和拉杆，所述外壳的左右侧壁通过法兰连接所述连接管，所述外壳的顶部通过合页活动连接所述上盖板，所述外壳的内腔底部通过螺丝固定连接所述架板，所述上盖板的顶部开设有圆孔，所述圆孔的圆周内壁插接所述拉杆，所述外壳的左右侧壁分别开设有主孔和副孔，所述外壳的内腔顶部、内腔中部和内腔底部分别一体成型连接有空气层板、含水层板和底泥层板，所述架板的数量为两个，两个所述架板的内部分别活动连接有主挡板和副挡板，所述连接管的圆周外壁螺纹连接有循环水泵，所述连接管的两端分别通过法兰与所述主孔和所述副孔固定连接，所述上盖板的顶部开设有取样口，所述拉杆的数量为三个，三个所述拉杆的底部分别螺纹连接有测量探头、曝气装置和电加热棒，所述架板的底部镶嵌有底轮，所述架板的左右侧壁插接有轴杆，所述底轮的左右侧壁通过轴杆与所述架板的底部活动连接，三个所述拉杆的圆周外壁开设有螺纹，三个所述拉杆的圆周外壁螺纹连接有限位套，三个所述拉杆的顶部焊接有把手。

优选的，所述外壳的材质为有机玻璃板，所述外壳的前侧壁印制有刻度线，所述外壳的底部包裹有不锈钢板。

优选的，所述测量探头、所述曝气装置和所述电加热棒的安装高度一致。

优选的，所述主挡板和所述副挡板的材质都为有机玻璃板，所述主挡板的面积和所述副挡板的面积相同。

优选的，所述上盖板的底部粘接有密封条，所述外壳的顶部开设有与所述密封条相匹配的顶槽。

优选的，所述取样口的顶部螺纹连接有密封盖。

优选的，所述架板的左右侧壁开设有透孔，所述透孔的内部插接有固定钉。优选的，所述主挡板和所述副挡板的左右侧壁一体成型连接有横板，所述横板的左右侧壁通过竖轴杆活动连接有辅助轮，所述辅助轮的圆周外壁与所述架板的内腔左右侧壁接触。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：具备模拟河流水环境的功能，较好的还原了河流在野外环境下的情况，能够对实验条件进行有效控制，既能实现野外自然开放条件，也能实现密闭的环境条件；可以实时监测溶解氧等水质指标,也可以手动采集水样和沉积物样品进行其他参数的监测；可以提供稳定的曝气和加热并具有实时温控功能；具有水流挡板，防止水流对沉积物进行扰动从而干扰污染物的迁移转化，且控制灵活；具备空气、水体和沉积物三层，可以研究污染物在界面的传输迁移规律。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明结构内部示意图；

图3为本发明提拉杆示意图；

图4为本发明底泥层板示意图；

图5为本发明架板结构示意图。

图中：100外壳、110空气层板、120含水层板、130底泥层板、140主挡板、150副挡板、200连接管、210循环水泵、300上盖板、310取样口、320测量探头、330曝气装置、340电加热棒、400架板、410底轮、420轴杆、500拉杆、510螺纹、520限位套、530把手。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种用于研究河流中有机污染物迁移转化规律的模拟装置，通过配件的组合运用，能够模拟河流整体的自然环境，还能够对实验条件进行有效控制，例如调节河流流速和温度。为有机污染物在河流中迁移转化规律的相关研究奠定了实验基础，请参阅图1-5，包括外壳100、连接管200、上盖板300、架板400和拉杆500；

请再次参阅图2，外壳100的内部具有空气层板110、含水层板120、底泥层板130，具体的，外壳100的左右侧壁分别开设有主孔和副孔，外壳100的内腔顶部、内腔中部和内腔底部分别一体成型连接有空气层板110、含水层板120和底泥层板130，架板400的数量为两个，两个架板400的内部分别活动连接有主挡板140和副挡板150，主挡板140和副挡板150采用有机玻璃制成,用于缓冲水体流动，减少水流对沉积物的扰动；

请再次参阅图2，连接管200的左右侧壁与外壳100的左右侧壁固定连接，具体的，外壳100的左右侧壁通过法兰连接连接管200，连接管200的圆周外壁螺纹连接有循环水泵210，连接管200的两端分别通过法兰与主孔和副孔固定连接，其中连接管200为有机玻璃制成，内径2cm,可以防止吸附有机污染物，循环水泵210可以连续稳定的提供所需的流速，流速可调，便于模拟研究不同流速下污染物的迁移转化规律；

请再次参阅图2-3，上盖板300的底部与外壳100的顶部接触，具体的，外壳100的顶部通过合页活动连接上盖板300，上盖板300的顶部开设有取样口310，拉杆500的数量为三个，三个拉杆500的底部分别螺纹连接有测量探头320、曝气装置330和电加热棒340，上盖板300可以随意翻转，从而使该装置既能够实现密封条件，又能够完全敞开，便于投加沉积物和水样，测量探头320可以实时监测溶解氧等水质指标，不使用的情况下只需向上提拉使其离开水面，防止干扰水体流动；曝气装置330可以提供稳定的曝气，不使用的情况下只需向上提拉使其离开水面，防止干扰水体流动；电加热棒340可以提供加热并带有实时温控功能，可以稳定在所需温度并实现快速加热，不使用的情况下只需向上提拉使其离开水面，防止干扰水体流动，拉杆500均可配合限位套520与螺纹510进行旋转改变位置后，对拉杆500进行限位；

请再次参阅图2-4，架板400的底部与底泥层板130的内腔顶部固定连接，具体的，外壳100的内腔底部通过螺丝固定连接架板400，架板400的底部镶嵌有底轮410，架板400的左右侧壁插接有轴杆420，底轮410的左右侧壁通过轴杆420与架板400的底部活动连接；

请再次参阅图2-3，拉杆500的圆周外壁与上盖板300的内腔顶部插接，具体的，上盖板300的顶部开设有圆孔，圆孔的圆周内壁插接拉杆500，三个拉杆500的圆周外壁开设有螺纹510，三个拉杆500的圆周外壁螺纹连接有限位套520，三个拉杆500的顶部焊接有把手530；

在具体的使用时，首先采集野外水样和沉积物样品并测量记录其背景值，打开上盖板300，将沉积物均匀的分布于外壳100装置底部的底泥层板130，沉积物高度约为5cm，体积约为19L,在水样中加入有机物标样并混匀，然后将水样缓慢注入箱体装置，高度约为25cm,体积约为95L，待装置恢复稳定，开始调试各仪器状态，检查连接管200密封状态，开始运行循环水泵210，调节合适流速和温度，并配合主挡板140和副挡板150配合架板400进行移动后固定，装置正式开始运行，测量探头320需实时监测水体常规指标，有机指标可视情况而定每隔一段时间取水样和沉积物样进行测量，可固定温度，并配合外部光照，针对性研究流速对有机污染物的迁移转化规律的影响，也可以研究曝气对有机污染物的迁移转化规律的影响，同时可以保持装置密封状态对有机污染物的迁移转化规律进行研究，待装置运行一段时间并获取有效数据后，停止循环水泵210的运行，去除沉积物并仔细清洗该装置各个部件。

请再次参阅图2，为了防止吸附污染物，长宽高的尺寸可定为1m×0.38m×0.4m，也可按照要求进行自主调整，侧边具有刻度线，便于装置各部分体积的粗略定量，具体的，外壳100的材质为有机玻璃板，外壳100的前侧壁印制有刻度线，外壳100的底部包裹有不锈钢板。

请再次参阅图2，为了保证数据获取的稳定性，具体的，测量探头320、曝气装置330和电加热棒340的安装高度一致。

请再次参阅图2，为了便于防止吸附有机污染物，并保证流速均匀，具体的，主挡板140和副挡板150的材质都为有机玻璃板，主挡板140的面积和副挡板150的面积相同。

请再次参阅图2，为了增加密封性，可以打开盖子伸进软管采集沉积物样品，从而减少对水体的扰动，具体的，上盖板300的底部粘接有密封条，外壳100的顶部开设有与密封条相匹配的顶槽，取样口310的顶部螺纹连接有密封盖。

请再次参阅图2-4，为了对主挡板140和副挡板150进行位置固定，并达到配合移动的目的，具体的，架板400的左右侧壁开设有透孔，透孔的内部插接有固定钉，主挡板140和副挡板150的左右侧壁一体成型连接有横板，横板的左右侧壁通过竖轴杆活动连接有辅助轮，辅助轮的圆周外壁与架板400的内腔左右侧壁接触。

虽然在上文中已经参考实施例对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施例中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (8)

1.一种用于研究河流中有机污染物迁移转化规律的模拟装置，其特征在于：包括外壳(100)、连接管(200)、上盖板(300)、架板(400)和拉杆(500)，所述外壳(100)的左右侧壁通过法兰连接所述连接管(200)，所述外壳(100)的顶部通过合页活动连接所述上盖板(300)，所述外壳(100)的内腔底部通过螺丝固定连接所述架板(400)，所述上盖板(300)的顶部开设有圆孔，所述圆孔的圆周内壁插接所述拉杆(500)，所述外壳(100)的左右侧壁分别开设有主孔和副孔，所述外壳(100)的内腔顶部、内腔中部和内腔底部分别一体成型连接有空气层板(110)、含水层板(120)和底泥层板(130)，所述架板(400)的数量为两个，两个所述架板(400)的内部分别活动连接有主挡板(140)和副挡板(150)，所述连接管(200)的圆周外壁螺纹连接有循环水泵(210)，所述连接管(200)的两端分别通过法兰与所述主孔和所述副孔固定连接，所述上盖板(300)的顶部开设有取样口(310)，所述拉杆(500)的数量为三个，三个所述拉杆(500)的底部分别螺纹连接有测量探头(320)、曝气装置(330)和电加热棒(340)，所述架板(400)的底部镶嵌有底轮(410)，所述架板(400)的左右侧壁插接有轴杆(420)，所述底轮(410)的左右侧壁通过轴杆(420)与所述架板(400)的底部活动连接，三个所述拉杆(500)的圆周外壁开设有螺纹(510)，三个所述拉杆(500)的圆周外壁螺纹连接有限位套(520)，三个所述拉杆(500)的顶部焊接有把手(530)。

2.根据权利要求1所述的一种用于研究河流中有机污染物迁移转化规律的模拟装置，其特征在于：所述外壳(100)的材质为有机玻璃板，所述外壳(100)的前侧壁印制有刻度线，所述外壳(100)的底部包裹有不锈钢板。

3.根据权利要求1所述的一种用于研究河流中有机污染物迁移转化规律的模拟装置，其特征在于：所述测量探头(320)、所述曝气装置(330)和所述电加热棒(340)的安装高度一致。

4.根据权利要求1所述的一种用于研究河流中有机污染物迁移转化规律的模拟装置，其特征在于：所述主挡板(140)和所述副挡板(150)的材质都为有机玻璃板，所述主挡板(140)的面积和所述副挡板(150)的面积相同。

5.根据权利要求1所述的一种用于研究河流中有机污染物迁移转化规律的模拟装置，其特征在于：所述上盖板(300)的底部粘接有密封条，所述外壳(100)的顶部开设有与所述密封条相匹配的顶槽。

6.根据权利要求1所述的一种用于研究河流中有机污染物迁移转化规律的模拟装置，其特征在于：所述取样口(310)的顶部螺纹连接有密封盖。

7.根据权利要求1所述的一种用于研究河流中有机污染物迁移转化规律的模拟装置，其特征在于：所述架板(400)的左右侧壁开设有透孔，所述透孔的内部插接有固定钉。

8.根据权利要求1所述的一种用于研究河流中有机污染物迁移转化规律的模拟装置，其特征在于：所述主挡板(140)和所述副挡板(150)的左右侧壁一体成型连接有横板，所述横板的左右侧壁通过竖轴杆活动连接有辅助轮，所述辅助轮的圆周外壁与所述架板(400)的内腔左右侧壁接触。

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