CN115468882A - 一种测定水体中微塑料生物结膜沉降速率的室内模拟装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的一种测定水体中微塑料生物结膜沉降速率的室内模拟装置，通过设置多个、多组、多类的传感器，使得能够量化水体环境中的温度、光照强度、营养盐、溶氧量、水压等相关参数，并且可以设置调节不同的温度、光照、营养盐、溶氧量、水压等环境因素，从而更好的判断微塑料颗粒在相关具体理化因子的情况下微塑料的沉降状态；并且做到了在不取出破坏原有水体状态的情况下，完成了对微塑料生物结膜数据的获取，更加高效迅速，并且计算结果充分考虑了生物膜出现对微塑料沉降速率的变化，并且有机的将结膜数据与沉降运动数据结合起来，更加精准、高效、迅速、贴近实际。
Description
技术领域
本发明涉及环境技术领域，尤其涉及一种测定水体中微塑料生物结膜沉降速率的室内模拟装置。
背景技术
塑料作为高分子聚合物材料，具有重量轻、强度高、坚固耐用、价格低廉等优点，被广泛的应用于各行各业中，塑料制品在为人类生产生活提供极大便利的同时，每年都有预计480～1270万吨的塑料垃圾被排入到水环境中，严重危害全球水环境安全。
微塑料的广泛定义是直径小于5mm的塑料碎片或颗粒，微塑料存在有碎片状、纤维状、颗粒状、发泡状、薄膜状等不同形态，按照微塑料来源可以分为初级微塑料与次级微塑料，微塑料可以通过废水排放、污水处理等途径进入自然环境，导致微塑料颗粒在环境中普遍存在。进入环境中的塑料垃圾，在风力、紫外线照射、水力冲刷等理化因素的作用下逐渐老化，分解为更小的塑料碎片。
微塑料作为一种不溶于水的颗粒污染物，密度和形状等物理性质与泥沙等颗粒物存在较大差异。并且微塑料有沉降行为，在空气中，微塑料会被光解老化，进而被悬浮物吸附和沉降，在水体中，微塑料随着海洋环境相变化，不断迁移，发生一系列理化反应，其形态及密度等发生变化，部分会沉降到海洋底部；为定量化地研究和模拟微塑料在水体中的输移过程，研究人员根据微塑料的行为特征和水文水动力条件构建了不同模型，微塑料的沉降速率是模拟和表征微塑料在自然水体中迁移扩散的关键参数。
现有公开技术关于水体中微塑料沉降速率的研究仍旧在使用传统的颗粒物原位沉降装置，传统装置在进行相关操作的时候，在测定微塑料沉降速率时存在以下限制：无法量化水体环境中光照、营养盐、溶氧、水压等理化因子；
并且暴露在自然水体中的微塑料往往随时间推移表面出现生物膜，该生物膜是由吸附到物质表面的有机、无机物质所构成，随后微生物在表面迅速定殖，形成生物膜，微塑料生物膜的形成会影响微塑料在水中的分布特征，生物膜的出现将改变聚合物的密度和沉降特性，在模型计算中如果不能考虑生物膜出现后微塑料沉降速率的变化，将极大地影响微塑料迁移模拟的准确度，而现有公开技术皆无法分析生物结膜速率、结膜后的沉降速率与水体理化因子的关系。
因此，本领域的技术人员致力于开发一种测定水体中微塑料生物结膜沉降速率的室内模拟装置，以解决上述现有技术的不足。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是目前现有技术中，无法量化水体环境中光照、营养盐、溶氧、水压等理化因子，并且无法分析生物结膜速率、结膜后的沉降速率与水体理化因子的关系，以及无法将结膜数据和沉降运动数据结合起来分析微塑料沉降速率。
为实现上述目的，本发明一种测定水体中微塑料生物结膜沉降速率的室内模拟装置，该装置包括箱体、降温板、营养盐传感器、溶解氧传感器、水压传感器、摄像模块、振动块、摄像支架、加热板、出水口、温度传感器、背板、光照强度传感器、灯管、盖板、转轴、处理器、电源、增氧机；
所述箱体为空心矩形立方体，所述转轴位于箱体上方一侧棱边，所述转轴与箱体之间存在固定连接；所述盖板为矩形，所述盖板一侧与转轴之间存在固定连接；
所述灯管共2～8根，灯管间隔均匀的分布在盖板内侧，所述灯管与盖板内侧之间存在固定连接；
所述降温板2～8个，间隔均匀的分布在箱体外壁两侧上，所述降温板与箱体之间存在固定连接；
所述营养盐传感器位于箱体内部底端，所述营养盐传感器与箱体内壁之间存在固定连接，所述营养盐传感器与处理器之间通过导线连接；
所述溶解氧传感器位于箱体内部底端中部，所述溶解氧传感器与箱体内壁之间存在固定连接，所述溶解氧传感器与处理器之间通过导线连接；
所述水压力传感器位于箱体内底部，并且与箱体底壁之间存在固定连接，所述水压力传感器通过导线与处理器连接；
所述振动块1～8个间隔均匀的分布在箱体底部，所述振动块与箱体底部之间存在固定连接；
所述加热板位于箱体底部，所述加热板大小与箱体底部面积相等，所述加热板与箱体底部之间存在固定连接；
所述摄像支架呈“L”形，所述摄像支架较长一端与箱体正面外壁下侧中部固定连接，所述摄像支架短边一侧上方，固定连接有摄像模块；
所述摄像模块上有摄像机，可以长时间的拍摄记录箱体内画面；
所述出水口位于箱体底部左侧；
所述温度传感器4～24个位于箱体内壁两侧中部，所述温度传感器从箱体两侧内壁上部至下部间隔均匀的与箱体内壁之间固定连接；所述所有温度传感器都通过导线与处理器相连；
所述背板被划分为间隔排布的大小相同的两种矩形色块，所述背板的两种色块间隔排布，铺满了背板，所述背板与箱体后壁之间存在固定连接；
所述光照强度传感器2～24个，所述光照强度传感器间隔一定距离被安装在背板上的浅色色块内；
所述增氧机，位于箱体底部左侧，所述增氧机通过导线与处理器相连；
进一步地，所述灯管为冷光光源，处理器通过控制输出给灯管的电流大小来控制灯管光照亮度的增减；
进一步地，所述温度传感器在安装时会测量每个温度传感器距离箱体底部的距离，并且在处理器中给每个温度传感器编号；
进一步地，所述光照强度传感器在安装时会测量每个光照强度传感器距离箱体底部的距离，并且在处理器中给每个光照强度传感器编号；
进一步地，所述增氧机与溶解氧传感器在处理器的协调调动下，能精准调节水中溶解氧含量；
进一步地，所述处理器与降温板、营养盐传感器、溶解氧传感器、水压传感器、摄像模块、振动块、摄像支架、加热板、温度传感器、光照强度传感器、灯管、增氧机之间均通过导线连接，处理器与上述设施之间存在电性连接；
进一步地，所述处理器还具备数据存储功能，可以大量的存储摄像模块所拍摄的视频照片；
在本发明具体实施方式中，所述灯管数量具体为4根；
在本发明具体实施方式中，所述光照强度传感器数量具体为18个；
在本发明具体实施方式中，所述温度传感器数量具体为14个；
在本发明具体实施方式中，所述降温板数量具体为4个；
在本发明具体实施方式中，所述振动块数量具体为4个；
在本发明具体实施方式中，所述处理器的具体型号为FREESCALEMCIMX6QP6AVT1AA；
在本发明具体实施方式中，所述摄像模组的选择为MV-CA050-10GM。
本发明还提供了一种使用该装置的使用方法，包括以下步骤：
步骤1、向箱体中放入含有不同浓度营养盐的水样，并接通电源；
步骤2、在步骤1放入的水样中放入一定浓度的微塑料，并设置水体各项理化因子的数值；
步骤3、打开摄像模组开始监测水体，当间隔一段时间后箱体中微塑料没有相对位置移动后，结束监测，处理器计算记录沉降运动数据；
步骤4、在基于步骤3获取到微塑料相关运动沉降数据后，进行相关生物膜含量的检测，获取结膜数据。
所述步骤1放入水样前，需要对箱体内的进行全方面的清洗，防止意外因素导致微塑料的沉降受干扰，所述水样的选择，具体包括营养盐的浓度，以及相关的具体水量；
所述步骤2在步骤1中放入的微塑料，其衡量方式为每升有多少个微塑料颗粒为单位，所述理化因子的选择包括光照强度大小、温度高低、溶氧量大小、通过处理器PID控制相关理化因子参数靠近设定值；
所述步骤2在微塑料放入后，还需要开启一端时间振动块，振动块可以使得微塑料在水体中均匀分布，振动块的持续时间不宜太短，振动块振动太短，相关微塑料可能很快就沉降了，无法模拟自然水体状况；振动块振动时间持续太长，会极大增强微塑料在水体中的分布稳定性，不能反应真实情况；
所述步骤3摄像模组的拍摄以背板为基础，背板上间隔均匀的深浅色块，不仅可以帮助处理器更方便的计算微塑料相对位置关系，并且对比度更强，微塑料在背板的更加突出，处理器识别起来更方便；
所述步骤3的摄像模组检测，通过高清摄像头捕捉在水体中微塑料的分布情况，当设定的一段时间，箱体中水体的微塑料基本没有位置变化后，即可以确认到达最终的沉降状态了，即处理器开始处理最终的微塑料分布图片，通过步骤2放入的一定浓度的微塑料数值，就可以知晓该理化环境下微塑料的沉降速率了；
所述步骤4的进行是在步骤3获取了相关微塑料沉降运动数据后进行的，在箱体中加入一定量的结晶紫溶液，结晶紫会与生物膜结合使得生物膜显色，发出荧光，当结晶紫充分与水体混合后，处于不同水层的微塑料也会因为微塑料表面覆盖的不同厚度的生物膜厚度，而被染上不同程度的荧光色，通过摄像模块的拍摄，就可以根据荧光强弱的程度，而量化水体中微塑料的结膜程度，创新性的做到了在不取出微塑料颗粒的情况下，完成了对水体中生物结膜数据的获取。
采用以上方案，本发明公开的一种测定水体中微塑料生物结膜沉降速率的室内模拟装置，具有以下优点：
(1)本发明的测定水体中微塑料生物结膜沉降速率的室内模拟装置，创新性的利用摄像模组进行微塑料沉降数据的统计，并且做到了在不取出破坏原有水体状态的情况下，完成了对微塑料生物结膜数据的获取，更加高效迅速，并且计算结果充分考虑了生物膜出现对微塑料沉降速率的变化，更加贴近实际，对于微塑料迁移模拟的准确度更精准；
(2)本发明的测定水体中微塑料生物结膜沉降速率的室内模拟装置，通过设置多个、多组、多类的传感器，使得能够量化水体环境中的温度、光照强度、营养盐、溶氧量、水压等相关参数，并且可以设置调节不同的温度、光照、营养盐、溶氧量、水压等环境因素，从而更好的判断微塑料颗粒在相关具体理化因子的情况下微塑料的沉降状态；可以测定更全面的微塑料沉降速率，并且有机的将结膜数据与沉降运动数据结合起来，更全面的模拟微塑料迁移准确度。
综上所述，本发明公开的测定水体中微塑料生物结膜沉降速率的室内模拟装置，对微塑料迁移模拟更加精准，高效迅速、贴近实际，可以调节相关不同的理化因子，可以定量的模拟多种水文环境，并且将结膜数据与沉降运动数据相结合，可以更好的模拟微塑料的迁移准确度。
以下将结合具体实施方式对本发明的构思、具体技术方案及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明专利测定水体中微塑料生物结膜沉降速率的室内模拟装置结构示意图；
图2是本发明专利测定水体中微塑料生物结膜沉降速率的室内模拟装置俯视图；
图中，1、箱体；2、降温板；3、营养盐传感器；4、溶解氧传感器；5、水压传感器；6、摄像模块；7、振动块；8、摄像支架；9、加热板；10、出水口；11、温度传感器；12、背板；13、光照强度传感器；14、灯管；15、盖板；16、转轴；17、处理器；18、电源；19、增氧机。
具体实施方式
以下介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，这些实施例为示例性描述，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
下面结合附图对本发明做进一步说明。
如图所示，本发明提供一种测定水体中微塑料生物结膜沉降速率的室内模拟装置，其特征在于：
包括降温板2共4个，间隔均匀的分布在箱体1外壁两侧上，所述降温板2与箱体1之间通过粘贴固定连接；
所述营养盐传感器3位于箱体1内部底端，所述营养盐传感器3与箱体1内壁之间通过粘贴固定连接，所述营养盐传感器3与处理器17之间通过导线连接；
所述溶解氧传感器4位于箱体1内部底端中部，所述溶解氧传感器4与箱体1内壁之间通过粘贴固定连接，所述溶解氧传感器4与处理器17之间通过导线连接；
所述水压力传感器位于箱体1内底部，并且与箱体1底壁之间通过粘贴固定连接，所述水压力传感器通过导线与处理器17连接；
所述振动块7共4个间隔均匀的分布在箱体1底部，所述振动块7与箱体1底部之间通过粘贴固定连接；
所述加热板9位于箱体1底部，所述加热板9大小与箱体1底部面积相等，所述加热板9与箱体1底部之间通过焊接固定连接；
所述摄像支架8呈“L”形，所述摄像支架8较长一端与箱体1正面外壁下侧中部固定连接，所述摄像支架8短边一侧上方，固定连接有摄像模块6；
所述摄像模块6上有摄像机，可以长时间的拍摄记录箱体1内画面；所述出水口10位于箱体1底部左侧；
所述温度传感器11共14个位于箱体1内壁两侧中部，所述温度传感器11从箱体1两侧内壁上部至下部间隔均匀的与箱体1内壁之间通过粘贴固定连接；所述所有温度传感器11都通过导线与处理器17相连；所述温度传感器11在安装时会测量每个温度传感器11距离箱体1底部的距离，并且在处理器17中给每个温度传感器11编号；
所述背板12被划分为间隔排布的大小相同的两种矩形色块，所述背板12的两种色块间隔排布，铺满了背板12，所述背板12与箱体1后壁之间通过粘贴固定连接；
所述光照强度传感器13共18个，所述光照强度传感器13间隔一定距离被安装在背板12上的浅色色块内；所述光照强度传感器13在安装时会测量每个光照强度传感器13距离箱体1底部的距离，并且在处理器17中给每个光照强度传感器13编号；
所述增氧机19，位于箱体1底部左侧，所述增氧机19通过导线与处理器17相连；所述增氧机19与溶解氧传感器4在处理器17的协调调动下，能精准调节水中溶解氧含量；
所述处理器17与降温板2、营养盐传感器3、溶解氧传感器4、水压传感器5、摄像模块6、振动块7、摄像支架8、加热板9、温度传感器11、光照强度传感器13、灯管14、增氧机19之间均通过导线连接，处理器17与上述设施之间存在电性连接；
所述处理器17还具备数据存储功能，可以大量的存储摄像模块6所拍摄的视频照片。
采用上述装置，本发明还提供了一种使用该装置的使用方法，具体实施例如下实施例、采用本发明装置进行一次水体中微塑料生物结膜沉降速度的模拟测定
首先进行步骤1对本发明装置进行全方位的清洗，防止外来污染干扰试验结果，该实施例中箱体的选择为长0.8m，宽0.6m，高0.5m，最大容积240L，箱体形状参考图1，在清洗完毕后，关闭出水口，本次实施例选择的水样为无机氮盐中硝酸盐浓度1.22mg/L、铵盐0.57mg/L、亚硝酸盐0.24mg/L，其中磷酸盐含量0.27mg/L，硅酸盐含量2.78mg/L，本次实施例的选择加入总容量200L的上述水样；
随后执行步骤2，本实施例选择加入500个/L的直径小于5mm的微塑料碎片，随后开启装置中的振动块，振动块持续振动30min，振动30min是为了让微塑料片在水样中均匀分布，振动时间太短，可能导致微塑料过快沉降，无法达到模拟自然水样测试的调节，若振动时间过长，则会极大增加微塑料在水样中的分布稳定性，也同样无法真实模拟自然水体条件中的情况；在充分的振动过后，微塑料在水样中均匀分布，相关传感器也开始工作，水压传感器检测得此时水压420Mpa，溶氧量传感器检测得此时水样中溶氧量为8mg/L；其中水样温度设置在22℃、光照强度设置在400lx、通过处理器PID调整，使得箱体中水样的理化因子始终在向设定的值靠近。
随后进行步骤3，等待摄像机持续的拍摄，因为在自然水环境中，物质在水环境中会迅速在表面形成一层膜，该膜由吸附在物质表面的有机、无机物质所构成，随后微生物会在表面迅速定殖，形成生物膜，而微塑料表面的生物膜会极大的影响微塑料在水中的分布特征，装置外的摄像模块持续工作，而箱体镍的微塑料表面也正在经历着变化，首先是细菌的定殖，细菌等微生物迅速黏附至微塑料表面，在微塑料表面快速形成第一层生物膜，随后是生长阶段，生长阶段微塑料表面通过黏附蛋白和次生生物分泌的胞外聚合物，从而促进水中生物进行不可逆附着阶段，生长阶段会导致微塑料特性发生改变，而传统的颗粒物原位沉降装置则无法将生物膜对微塑料的沉降运动考虑进去，因此无法反应真实水文环境中，微塑料的真实沉降运动状态，而到了最后一个阶段生物膜成熟阶段，微生物进一步增殖，以形成丰富的微塑料圈；最终微塑料在生物膜的影响下，微塑料迁移最终确定下来，几乎不再发生位置的相对移动，此时摄像模块根据对比前后拍摄的影像，发现箱体中的微塑料基本没有相关位置的移动了，即可以进行微塑料迁移速率的统计；
摄像模组对与箱体中微塑料的拍摄以背板为背景颜色，本实施例的背板两种深浅色块的选择为对比度最强烈的黑白间隔，使得摄像模组拍摄的微塑料运动图片，都是在以间隔均匀的背景板上，大大减少了机器的计算量，并且可以更显著的统计出微塑料运动数据，本实施例在执行步骤1后的18天后，摄像机捕捉到了长时间的箱体中的微塑料没有相对位置的变化了。最终计算得出，在上述水体理化因子的设定下，在该水体环境理化因子下，微塑料的沉降速率为1.4mm/d；
在执行完步骤3后，即通过装置完成了微塑料沉降速率的获取，而影响微塑料沉降速率的生物结膜数据则需要通过步骤4获取，
接下来执行步骤4，步骤4的执行是为了获取生物结膜数据，在200L箱体中加入200ml浓度为50％的结晶紫溶液，结晶紫由于其自身特性，可以与生物膜结合并且发出荧光，因此步骤4利用结晶紫与生物膜的这种特性获取结膜数据，沿着箱体内壁，缓慢注入200ml结晶紫溶液，等待结晶紫充分与水体混合后，处于不同水层的微塑料表面生物膜，便会与结晶紫结合，而微塑料表面覆盖的生物膜厚度的不同，其所呈现的荧光颜色强弱也不同，生物膜越厚，被结晶紫所染，所呈现的荧光越强，而摄像模组通过拍摄荧光强弱，即可分析获得结膜数据，针对同样水量的水样，所加入的结晶紫的总浓度也是相同的，这样的结果最后才具备可比较性；而本发明装置，充分利用了生物膜结合结晶紫溶液会发出荧光，实现了在不取出微塑料颗粒的情况下，完成了对生物结膜数据的实时获取。最后摄像模组记录下该水体在理化因子情况下，结晶紫染色情况，即生物结膜具体数据，使得可以和后续相关变化，进行比较，从而得出生物结膜数据对微塑料沉降运动数据的影响。
对比例、使用传统颗粒物原位沉降装置进行微塑料沉降的模拟测定
传统沉降装置，只要是具备颗粒物的特征，都可以在传统装置中被测定；其中对比例中的各项水体理化因子设置均与实施例一致，两者唯一的区别是使用的微塑料沉降模拟测定的装置不同。
使用传统沉降测定装置，传统沉降测定装置中有搅拌棒，通过搅拌棒的上下升降旋转，会使得微塑料在溶液中均匀分布，待微塑料均匀分布后，取出搅拌棒，开始计时，等待一个计时段结束后，将传统装置下方的悬浊液通过吸液管放出在烧杯中，并且冲刷吸液管，使得吸液管中的全部悬浊液都进入烧杯中，随后将烧杯中的悬浊液加热蒸干，使用天平称量烧杯中剩余固定颗粒物的质量，根据设定的时间，以及烧杯中固体颗粒物的重量占投入的微塑料的总体重量，即可大致衡量出微塑料的沉降速度了，本次对比例采用的计时段为24h，随后测定的微塑料重量占投入微塑料总重的12％，再代入传统测定装置的高度，可以知道该微塑料在该水样的理化性质下的沉降速率为0.8mm/d，最终传统装置历时一天，获得微塑料的沉降速率。
结果分析：通过实施例与对比例的对比可以看到，传统装置可以较为精准的测定颗粒物，适用范围更加的广泛，但是没有考虑到微塑料在水体中会随着时间的推移产生生物膜，而生物膜的出现极大的影响了微塑料的密度和沉降特性，从对比例与实施例可以看出，生物膜的出现，一定程度上增加了微塑料的沉降速率。但是传统装置，完全没有办法衡量生物膜的出现，对微塑料沉降速率的影响，与实际水样环境中的沉降速率偏差过大，不具备参考意义。并且本发明专利的实施例可以在不取出微塑料颗粒的情况下，衡量生物结膜数据，可以更好的评估各项水体理化因子对生物结膜速率，以及沉降速率的影响，评测维度更加多样，更加适合微塑料沉降速率这个细分领域的专业应用。
综上所述，本专利技术方案，通过设置多个、多组、多类的传感器，使得能够量化水体环境中的温度、光照强度、营养盐、溶氧量、水压等相关参数，并且可以设置调节不同的温度、光照、营养盐、溶氧量、水压等环境因素，从而更好的判断微塑料颗粒在相关具体理化因子的情况下微塑料的沉降状态；并且做到了在不取出破坏原有水体状态的情况下，完成了对微塑料生物结膜数据的获取，更加高效迅速，并且计算结果充分考虑了生物膜出现对微塑料沉降速率的变化，并且有机的将结膜数据与沉降运动数据结合起来，更加精准，高效迅速、贴近实际。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的试验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (9)
1.一种测定水体中微塑料生物结膜沉降速率的室内模拟装置，其特征在于，
包括箱体(1)、降温板(2)、营养盐传感器(3)、溶解氧传感器(4)、水压传感器(5)、摄像模块(6)、振动块(7)、摄像支架(8)、加热板(9)、出水口(10)、温度传感器(11)、背板(12)、光照强度传感器(13)、灯管(14)、盖板(15)、转轴(16)、处理器(17)、电源(18)、增氧机(19)；
所述箱体(1)为空心矩形立方体，所述转轴(16)位于箱体(1)上方一侧棱边，所述转轴(16)与箱体(1)之间存在固定连接；所述盖板(15)为矩形，所述盖板(15)一侧与转轴(16)之间存在固定连接；
所述灯管(14)共2～8根，灯管(14)间隔均匀的分布在盖板(15)内侧，所述灯管(14)与盖板(15)内侧之间存在固定连接；
所述降温板(2)2～8个，间隔均匀的分布在箱体(1)外壁两侧上，所述降温板(2)与箱体(1)之间存在固定连接；
所述营养盐传感器(3)位于箱体(1)内部底端，所述营养盐传感器(3)与箱体(1)内壁之间存在固定连接，所述营养盐传感器(3)与处理器(17)之间通过导线连接；
所述溶解氧传感器(4)位于箱体(1)内部底端中部，所述溶解氧传感器(4)与箱体(1)内壁之间存在固定连接，所述溶解氧传感器(4)与处理器(17)之间通过导线连接；
所述水压力传感器位于箱体(1)内底部，并且与箱体(1)底壁之间存在固定连接，所述水压力传感器通过导线与处理器(17)连接；
所述振动块(7)1～8个间隔均匀的分布在箱体(1)底部，所述振动块(7)与箱体(1)底部之间存在固定连接；
所述加热板(9)位于箱体(1)底部，所述加热板(9)大小与箱体(1)底部面积相等，所述加热板(9)与箱体(1)底部之间存在固定连接；
所述摄像支架(8)呈“L”形，所述摄像支架(8)较长一端与箱体(1)正面外壁下侧中部固定连接，所述摄像支架(8)短边一侧上方，固定连接有摄像模块(6)；
所述摄像模块(6)上有摄像机，可以长时间的拍摄记录箱体(1)内画面；
所述出水口(10)位于箱体(1)底部左侧；
所述温度传感器(11)4～24个位于箱体(1)内壁两侧中部，所述温度传感器(11)从箱体(1)两侧内壁上部至下部间隔均匀的与箱体(1)内壁之间固定连接；所述所有温度传感器(11)都通过导线与处理器(17)相连；
所述背板(12)被划分为间隔排布的大小相同的两种矩形色块，所述背板(12)的两种色块间隔排布，铺满了背板(12)，所述背板(12)与箱体(1)后壁之间存在固定连接；
所述光照强度传感器(13)2～24个，所述光照强度传感器(13)间隔一定距离被安装在背板(12)上的浅色色块内；
所述增氧机(19)，位于箱体(1)底部左侧，所述增氧机(19)通过导线与处理器(17)相连。
2.如权利要求1所述测定水体中微塑料生物结膜沉降速率的室内模拟装置，其特征在于，
所述灯管(14)为冷光光源，处理器(17)通过控制输出给灯管(14)的电流大小来控制灯管(14)光照亮度的增减；
所述增氧机(19)与溶解氧传感器(4)在处理器(17)的协调调动下，能精准调节水中溶解氧含量。
3.如权利要求1所述测定水体中微塑料生物结膜沉降速率的室内模拟装置，其特征在于，
所述温度传感器(11)在安装时会测量每个温度传感器(11)距离箱体(1)底部的距离，并且在处理器(17)中给每个温度传感器(11)编号；
所述光照强度传感器(13)在安装时会测量每个光照强度传感器(13)距离箱体(1)底部的距离，并且在处理器(17)中给每个光照强度传感器(13)编号。
4.如权利要求1所述测定水体中微塑料生物结膜沉降速率的室内模拟装置，其特征在于，
所述处理器(17)与降温板(2)、营养盐传感器(3)、溶解氧传感器(4)、水压传感器(5)、摄像模块(6)、振动块(7)、摄像支架(8)、加热板(9)、温度传感器(11)、光照强度传感器(13)、灯管(14)、增氧机(19)之间均通过导线连接，处理器(17)与上述设施之间存在电性连接；
所述处理器(17)还具备数据存储功能，可以大量的存储摄像模块(6)所拍摄的视频照片。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的一种测定水体中微塑料生物结膜沉降速率的室内模拟装置使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、向箱体中放入含有不同浓度营养盐的水样，并接通电源；
步骤2、在步骤1放入的水样中放入一定浓度的微塑料，并设置水体各项理化因子的数值；
步骤3、打开摄像模组开始监测水体，当间隔一段时间后箱体中微塑料没有相对位置移动后，结束监测，处理器计算记录沉降运动数据；
步骤4、在基于步骤3获取到微塑料相关运动沉降数据后，进行相关生物膜含量的检测，获取结膜数据。
6.根据权利要求5所述的一种测定水体中微塑料生物结膜沉降速率的室内模拟装置使用方法，其特征在于，
所述步骤1放入水样前，需要对箱体内的进行全方面的清洗，防止意外因素导致微塑料的沉降受干扰，所述水样的选择，包括营养盐的浓度等，以及相关的具体注水量。
7.根据权利要求5所述的一种测定水体中微塑料生物结膜沉降速率的室内模拟装置使用方法，其特征在于，
所述步骤2放入的微塑料衡量方式是以每升有多少个微塑料颗粒为单位，所述理化因子的选择包括光照强度大小、温度高低、溶氧量大小、通过处理器PID控制相关理化因子参数靠近设定值。
8.根据权利要求5所述的一种测定水体中微塑料生物结膜沉降速率的室内模拟装置使用方法，其特征在于，
所述步骤3摄像模组的拍摄以背板为基础，背板上间隔均匀的深浅色块，所述步骤3的摄像模组检测，通过高清摄像头捕捉在水体中微塑料的分布情况，当设定的一段时间，箱体中水体的微塑料基本没有位置变化后，即可以确认到达最终的沉降状态了，即处理器开始处理最终的微塑料分布图片，通过步骤2放入的一定浓度的微塑料数值，即可以知晓该理化环境下微塑料的沉降速率。
9.根据权利要求5所述的一种测定水体中微塑料生物结膜沉降速率的室内模拟装置使用方法，其特征在于，
所述步骤4的进行是在步骤3获取了相关微塑料沉降运动数据后进行的，在箱体中加入一定量的结晶紫溶液，处于不同水层的微塑料也会因为微塑料表面覆盖的不同厚度的生物膜厚度，而被染上不同程度的荧光色，通过摄像模块的拍摄，就可以根据荧光强弱的程度，而量化水体中微塑料的结膜程度。
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