CN203929569U - 用于研究湿地土-水界面重金属迁移转化的模拟装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于研究湿地土-水界面重金属迁移转化的模拟装置，其结构特点是：所述外层水箱下端四周侧壁有卡槽，卡槽上放置隔网，隔网上面放置内层土壤箱，所述卡槽下端一侧侧壁处安装有排水口，所述内层土壤箱底部中央设有排水小孔，其相对两侧侧壁分别设有土壤取样口，用胶塞塞好。本实用新型具有以下突出优点：（1）可以模拟水文周期变动条件下湿地干-湿交替的条件；（2）可以模拟湿地植物存在条件下的重金属迁移转化特征；（3）可以随时测定土壤-水界面的环境条件变化；（4）土壤特征和水体重金属污染程度可以按照实际条件进行模拟。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种模拟装置，尤其涉及一种用于研究湿地土-水界面重金属迁移转化的模拟装置。
背景技术
湿地是分布于陆生生态系统和水生生态系统之间具有独特水文、土壤、植被与生物特征的生态系统，其与森林、海洋生态系统一起被称为地球三大生态系统，在防洪抗旱、调节气候、降解污染物、维持生物多样性和生态平衡等方面起着不可替代的作用。
由于经济的迅猛发展，工业化和城市化进程的不断推进，各种污染物的大量排放，使湿地环境不断恶化，污染形势日益严重。水体中污染物，尤其是重金属容易与悬浮颗粒物（如，胶体）和有机物（如，腐殖酸、富里酸）、无机络合物（如，CdCl4 2-）相结合，这些金属络合物在一定条件下吸附到有机、无机颗粒物表面而不断沉积于湿地土壤中。湿地土壤是重金属的汇，也是重金属长期释放的源头。当环境条件改变时，土壤中重金属将再次释放到环境水体中，引起水体二次污染。研究重金属在湿地土壤-水界面迁移转化特征对于我们了解重金属的环境行为，进行重金属污染控制起着十分重要的作用。
由于湿地生态系统结构复杂，影响重金属迁移转化的因素较多且不易人为控制，在野外进行实验操作的可控性较低。目前，对于实验室大多停留在单一影响因素方面的模拟研究，对于湿地植物、水位、水文周期等关键影响因素的研究较少，并不能很好地模拟重金属在真实湿地环境中的迁移转化特征。
发明内容
本实用新型的目的在于针对现有研究技术中存在的实际问题，考虑到现实环境中影响重金属迁移转化的主要因素，为湿地区土壤-水界面重金属迁移转化的特征研究，提供一种更接近实际、更实用的用于研究复杂的干湿交替条件下湿地土壤-水界面重金属迁移转化特征的模拟装置。
本实用新型根据湿地系统的实际情况，主要考虑影响重金属迁移转化的以下几方面因素：1）湿地系统的水文周期；2）湿地淹水深度；3）湿地土壤的特征；4）湿地土壤出露时土壤水势；5）水体中重金属浓度水平；6）湿地植物、微生物影响。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：用于研究湿地土-水界面重金属迁移转化的模拟装置，它包括外层水箱、隔网、内层土壤箱、卡槽、排水口、排水小孔和土壤取样口，其特征在于：所述外层水箱下端四周侧壁有卡槽，卡槽上放置隔网，隔网上面放置内层土壤箱，所述卡槽下端一侧侧壁处安装有排水口，所述内层土壤箱底部中央设有排水小孔，其相对两侧侧壁分别设有土壤取样口，用胶塞塞好。
进一步的，所述外层水箱，为长方体，顶部开放，其尺寸可根据研究需要定制。
进一步的，所述排水口设有阀门，排水口通过外层水箱中的水位调节控制内层土壤箱保持一定的淹水水深，并且保持内层土壤完全处于淹水状态，或者控制内层土壤土壤水势深度。
进一步的，所述内层土壤箱，其形状为长方体，顶部开放，其底部周长要比外层水箱小，具体尺寸根据研究需要定制。
进一步的，所述排水小孔，孔径为1cm，用土工布塞好，防止土壤颗粒渗入外层水箱中。
进一步的，所述土壤取样口，孔径为1cm，具体位置和数量也可根据研究需求定制。
进一步的，所述外层水箱、隔网和内层土壤箱其材料可采用高密度聚乙烯，强度要求在装土壤和注水后不变形，有效高度和横截面积可根据研究需要定制。
本实用新型具有以下突出优点：
1）可以模拟水文周期变动条件下湿地土壤干-湿交替的条件；
2）可以模拟湿地植物存在条件下的重金属迁移转化特征；
3）可以随时测定土壤-水界面的环境条件变化；
4）土壤特征和水体重金属污染程度可以按照实际条件进行模拟。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2 为本实用新型的隔网的结构示意图。
附图中主要部件符号说明：在图中，外层水箱1、隔网2、内层土壤箱3、卡槽4、排水口5、排水小孔6、土壤取样口7。
具体实施方式
参见图1、图2，一种用于研究湿地土壤-重金属迁移转化的模拟装置，包括外层水箱1、隔网2和放置在隔网上的内层土壤箱3三个主要部件，其特征在于：距外层水箱1底部3cm的四周侧壁设有卡槽4，卡槽4上放置隔网2，隔网上放置内层土壤箱3，内层土壤箱3底部设有排水小孔6，内层土壤箱3侧壁设有取样口7，距外层水箱底部1cm侧壁设置有一个带有阀门的排水口5。
在进行模拟实验研究时，内层土壤箱底部排水小孔6用土工布塞好，侧壁取样口7用胶塞塞好，按照实际层次土质情况填充所研究湿地重金属污染的土壤，根据研究及所种植植物情况，确定所填充土壤的厚度，一般20cm左右。接下来外层水箱内侧卡槽4上放置好隔网2，把装好土壤的内侧土壤箱3放置在隔网2上，并保持外层水箱排水口5处于关闭状态。当模拟淹水过程时，收集所研究湿地重金属污染水体，使得水逐渐地覆盖湿地土壤，当内层土壤箱3和外层水箱1同时达到淹没水深时停止进水，具体进水方式可根据实验条件来定。当模拟土壤出露时，将外层水箱排水口5阀门打开缓慢放水，使水位降落至所需高度。根据水文实际波动情况，重复上述操作。实验过程中如需采集土壤-水界面水体，可采用虹吸法或特制针头收集水样；如需采集土壤样品，可通过内侧土壤箱侧壁取样口7采取；根据研究目的可随时监测土壤-水界面重金属含量、赋存形态和物理化学条件（如氧化还原电位和pH值）等。
本专利是实用新型一种可以用于研究湿地土壤-水界面重金属迁移转化特征的模拟装置。利用该模拟装置可以作为开展湿地重金属迁移转化特征及污染控制机理研究的实验装置。这种模拟装置具有实用性强、应用广泛、成本低、模拟条件适宜、操作性强等特点，具有良好的应用推广价值。
Claims (7)
1.用于研究湿地土-水界面重金属迁移转化的模拟装置，它包括外层水箱、隔网、内层土壤箱、卡槽、排水口、排水小孔和土壤取样口，其特征在于：所述外层水箱下端四周侧壁有卡槽，卡槽上放置隔网，隔网上面放置内层土壤箱，所述卡槽下端一侧侧壁处安装有排水口，所述内层土壤箱底部中央设有排水小孔，其两侧侧壁分别设有土壤取样口，用胶塞塞好。
2.根据权利要求1所述的用于研究湿地土-重金属迁移转化的模拟装置，其特征在于：所述外层水箱，为长方体，顶部开放，其尺寸根据研究需要定制。
3.根据权利要求1所述的用于研究湿地土-重金属迁移转化的模拟装置，其特征在于：所述排水口设有阀门。
4.根据权利要求1所述的用于研究湿地土-重金属迁移转化的模拟装置，其特征在于：所述内层土壤箱，其形状为长方体，顶部开放，具体尺寸根据研究需要定制。
5.根据权利要求1所述的用于研究湿地土-重金属迁移转化的模拟装置，其特征在于：所述排水小孔，孔径为1cm，用土工布塞好。
6.根据权利要求1所述的用于研究湿地土-重金属迁移转化的模拟装置，其特征在于：所述土壤取样口，孔径为1cm，具体位置、数量根据研究需求定制。
7.根据权利要求1所述的用于研究湿地土-重金属迁移转化的模拟装置，其特征在于：所述外层水箱、隔网和内层土壤箱其材料可采用高密度聚乙烯，有效高度和横截面积根据研究需要定制。
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