CN203284297U - 石油污染潮间带生物修复模拟实验装置 - Google Patents

石油污染潮间带生物修复模拟实验装置 Download PDF

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阎光绪
陈梅梅
蔡斌
宋佳宇
陈春茂
郭绍辉
刘思敏
刘玉龙
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代小丽
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Abstract

本实用新型提供一种石油污染潮间带生物修复模拟实验装置，其包括设置有曝气装置的海水储罐、蠕动泵及生物修复反应器；所述生物修复反应器内设置有潮间带沉积物；所述海水储罐通过所述蠕动泵与所述生物修复反应器连接。本实用新型提供的石油污染潮间带生物修复模拟实验装置，可根据海岸线的实际环境模拟潮间带的沉积物特征和潮汐规律，为微生物的生命代谢活动和石油污染物的迁移转化提供更接近于实际的实验条件。

Description

石油污染潮间带生物修复模拟实验装置
技术领域
本实用新型涉及生物修复技术领域，特别涉及一种石油污染潮间带生物修复模拟实验装置。
背景技术
随着全球石油需求的日益增长和海洋石油工业、运输业的迅速发展，海上石油勘探、开采和储运规模不断扩大，海洋溢油污染事故频频发生，已是全世界共同面临的一个主要环境问题。当溢油事故发生在近海海域时，在潮汐和风浪的作用下，海岸线生态系统将遭受难以避免的威胁。而由于石油及其产品的物理难溶性、化学稳定性、生物毒性及生物累积效应，溢油污染的危害可能在海岸线持续数十年甚至上百年之久，溢油污染海岸线治理技术的研发具有重要的战略意义。
生物修复技术自20世纪90年代在美国阿拉斯加威廉王子湾溢油污染治理中首次应用以来，已逐渐成为国内外研究和攻关的热点。该技术是通过微生物的新陈代谢作用，实现石油污染物的降解或无害化，以使海岸线生态系统得以恢复，具有经济、高效、不产生二次污染的特点，显著优于已有的机械或化学方法。
现已公开的石油污染环境生物修复方法和模拟实验装置中，更多的是针对常规土壤和地下水溢油污染，如CN201120304875.2、CN201120258681.3、CN200920073582.0、CN200920277431.7等，而针对水文、地质、气候等更为复杂、极端的海岸线（或海洋）环境的则鲜有报道。潮间带是一个集成了多种线性或非线性变化的物理、化学、生物因素的复杂环境系统，而潮汐则其最主要的环境特征，也是影响潮间带生物活动最为重要的因素，它使得微生物交替地暴露于空气和淹没于海水中，遭受着干露、温盐的变化，生命活动及石油污染物代谢特性均受影响。因此充分考虑海岸线的海岸地貌、沉积物类型及潮汐规律，并在此基础上设计构建石油污染潮间带生物修复模拟实验装置，对于石油污染海岸线生物治理技术的研究和开发具有重要意义。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能充分考虑海岸线的海岸地貌、沉积物类型及潮汐规律的石油污染潮间带生物修复模拟实验装置。
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种石油污染潮间带生物修复模拟实验装置，其包括设置有曝气装置的海水储罐、蠕动泵及生物修复反应器；所述生物修复反应器内设置有潮间带沉积物；所述海水储罐通过所述蠕动泵与所述生物修复反应器连接。
进一步地，所述曝气装置包括气泵及曝气头；所述曝气头设置在所述海水储罐内，所述气泵通过进气管与所述曝气头连接。
进一步地，所述生物修复反应器包括柱体及固定筛板；所述柱体设置有进出水口、多个取样口及多个通气口；所述柱体通过所述进出水口与所述蠕动泵连接；所述固定筛板设置在所述柱体内。
进一步地，所述取样口的个数为10个。
进一步地，所述通气口的个数为2个。
进一步地，所述进出水口与所述蠕动泵之间设置有流量计。
进一步地，所述柱体为中空圆柱结构，柱体的柱高400mm，柱体的内径180mm。
进一步地，所述取样口的孔径为15mm～20mm。
本实用新型提供的石油污染潮间带生物修复模拟实验装置，可根据海岸线的实际环境，提供更接近于实际的实验条件，可应用于石油及多种污染物在潮间带、海洋、河湖沉积物中迁移规律和生物修复技术的研究中，具有结构简单、适用性强的实际特点。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的石油污染潮间带生物修复模拟实验装置结构示意图；
图中，1、气泵，2、海水储罐，3、曝气头，4、蠕动泵，5、流量计，6、生物修复反应器，7、进出水口，8、固定筛板，9、取样口，10、潮间带沉积物，11、通气口，12、进气管，13、进出水管。
具体实施方式
参见图1，本实用新型实施例提供的一种石油污染潮间带生物修复模拟实验装置，包括设置有曝气装置的海水储罐2、蠕动泵4及生物修复反应器6。生物修复反应器6内设置有潮间带沉积物10；海水储罐2通过蠕动泵4与生物修复反应器6连接。曝气装置包括气泵1及曝气头3；曝气头3设置在海水储罐2内，气泵1通过进气管12与曝气头3连接。生物修复反应器6包括柱体及固定筛板8；柱体设置有进出水口7、多个取样口9及多个通气口11；取样口9可设置10个，用于采集不同深度的沉积物及孔隙水样品。通气口11可设置2个，用以连通空气。柱体通过进出水口7与蠕动泵4连接；固定筛板8设置在柱体内。生物修复反应器6采用有机玻璃材料制成，为中空圆柱结构，柱高400mm，内径180mm；潮间带沉积物10可采集于我国东海沿岸，是根据沉积物的粒径而组成的。固定筛板8内含耐海水腐蚀的筛网，用于放置污染沉积物，并防止沉积物于落潮期进入海水。选定固定筛板8内含筛网的孔径为80目，SUS304不锈钢材料。取样口分布于反应器柱体的侧壁，根据采样需要设置孔径为15mm～20mm。通气口及进出水口7孔径为10mm。
进出水管13选用硅胶材料，将生物修复反应器6与蠕动泵4及海水储罐2相连。蠕动泵4与生物修复反应器6之间安装有流量计5。海水储罐2可用玻璃容器，容积5000mL，并配备曝气装置，试验期间对海水进行持续曝气。试验用海水可直接于目标海域采集，如地处内陆，海水采集和运输费用昂贵，可于实验室配制人工海水代替。试验用潮间带沉积物10可直接在溢油污染区域采集，也可采集无污染沉积物于实验室中人工加入石油污染物配制而成，配制方法为：根据需要选取粒径均匀的无污染沉积物
100g～2000g，将原油或柴油按1000mg/kg沉积物的比例加入其中并搅拌均匀，静置24h～48h后备用；对于重质原油，则需先用二氯甲烷或四氯化碳溶解，再按上述比例加入其中，搅拌均匀并于38℃或78℃挥干溶剂后，静置24h～48h后备用。试验时，将已配好的石油污染潮间带沉积物10装填入生物修复反应器6中，装填量以不高于柱体高度的三分之二为宜。开启气泵1，调控蠕动泵4，按照潮汐规律向生物修复反应器6中注入海水，空运行6个潮期，使模拟潮间带系统趋向稳定。其中，各地潮间带的潮差及潮时随地区而异，有半日潮、全日潮和混合潮之分，以正规半日潮为例，设置涨潮历时6h，退潮历时6h。于第7个潮期大潮时向生物修复反应器6中投加菌剂、营养剂进行生物修复实验，于特定时间采集特定位置的沉积物或孔隙水样品，对微生物的生长状况及石油污染物的降解效果进行分析。
本实用新型提供的石油污染潮间带生物修复模拟实验装置可达到的有益效果是：
（1）结构简单、适用性强；
（2）可根据海岸线的实际环境模拟潮间带的沉积物特征和潮汐规律，为微生物的生命代谢活动和石油污染物的迁移转化提供更接近于实际的实验条件；
（3）除可应用于石油污染海岸线生物修复技术的研究以外，通过改变污染物、沉积物和进水类型及淹水条件，亦可应用于研究多种污染物在海洋、河湖沉积物中的迁移转化规律和生物修复技术。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种石油污染潮间带生物修复模拟实验装置，其特征在于，包括：
设置有曝气装置的海水储罐、蠕动泵及生物修复反应器；
所述生物修复反应器内设置有潮间带沉积物；所述海水储罐通过所述蠕动泵与所述生物修复反应器连接。
2.根据权利要求1所述的石油污染潮间带生物修复模拟实验装置，其特征在于，所述曝气装置包括：
气泵及曝气头；
所述曝气头设置在所述海水储罐内，所述气泵通过进气管与所述曝气头连接。
3.根据权利要求1所述的石油污染潮间带生物修复模拟实验装置，其特征在于，所述生物修复反应器包括：
柱体及固定筛板；
所述柱体设置有进出水口、多个取样口及多个通气口；
所述柱体通过所述进出水口与所述蠕动泵连接；
所述固定筛板设置在所述柱体内。
4.根据权利要求3所述的石油污染潮间带生物修复模拟实验装置，其特征在于：
所述取样口的个数为10个。
5.根据权利要求3所述的石油污染潮间带生物修复模拟实验装置，其特征在于：
所述通气口的个数为2个。
6.根据权利要求3所述的石油污染潮间带生物修复模拟实验装置，其特征在于：
所述进出水口与所述蠕动泵之间设置有流量计。
7.根据权利要求3所述的石油污染潮间带生物修复模拟实验装置，其特征在于：
所述柱体为中空圆柱结构，柱体的柱高400mm，柱体的内径180mm。
8.根据权利要求3所述的石油污染潮间带生物修复模拟实验装置，其特征在于：
所述取样口分布于所述柱体的侧壁。
9.根据权利要求8所述的石油污染潮间带生物修复模拟实验装置，其特征在于：
所述取样口的孔径为15mm～20mm。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109696294A (zh) * 2019-01-31 2019-04-30 河海大学 一种探究生物扰动下潮滩动力地貌的装置
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CN113588209A (zh) * 2021-07-30 2021-11-02 交通运输部天津水运工程科学研究所 一种河流中磷通量水槽实验装置及方法

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