CN205374230U - 一种封闭半连通泥-水界面模拟实验装置 - Google Patents

Abstract

一种封闭半连通泥-水界面模拟实验装置，包括：顶部敞开的密封主体，其顶端内沿四周设有一矩形壁，该矩形壁底部与密封主体内部经连接板连接后形成一封水槽，且所述密封主体前壁设有一水样采集口及泥样采集口，所述水样采集口的高度较泥样采集口的高度高，且所述水样采集口及泥样采集口处分别插设有第一采集管、第二采集管，所述第一采集管及第二采集管端口处分别设有第一管夹；密封盖，其放于密封主体顶部，该密封盖底部边缘设有密封板，所述密封盖的顶部设有充气口，该充气口处设有第二管夹，该密封盖通过密封板卡设于封水槽内后与密封主体形成模拟实验装置。该装置具有节省成本、节约空间、密封性好、稳定性高、实验结果准确的优点。

Description

一种封闭半连通泥-水界面模拟实验装置

【技术领域】

本实用新型涉及一种模拟实验装置，具体涉及一种封闭半连通泥-水界面模拟实验装置。

【背景技术】

我国湖泊水体面临富营养化、重金属及类金属的污染问题，水环境质量不断恶化，影响水体正常使用功能。湖泊泥-水界面是湖泊沉积物与上覆水进行污染物交换的重要场所，沉积物中污染物的再释放是影响湖泊水质的重要因素。泥-水界面污染物迁移转化特征的研究是湖泊水体污染防治研究的核心内容，在其研究过程中，常常需要对泥-水界面进行室内模拟实验，而目前缺乏一种能同时满足氧化还原条件可控、操作方便、实验重复之间的环境因素水平、可持续采集泥样和水样的实验装置。因此研究出了对于泥-水界面的模拟实验装置，解决了现有的模拟实验装置采样不方便，且密封性差，常常会因漏气很难保持厌氧环境，而造成模拟环境溶解氧及压强改变，从而影响模拟结果的问题。

【实用新型内容】

针对上述问题，本实用新型提供一种封闭半连通泥-水界面模拟实验装置，用于解决现有实验装置采样操作不方便和因密封性差而造成模拟环境溶解氧及压强改变，从而影响模拟结果的问题。

本实用新型是通过以下技术方案实现的，提供一种封闭半连通泥-水界面模拟实验装置，包括：

顶部敞开的密封主体，其顶端内沿四周设有一矩形壁，该矩形壁底部与密封主体内部经连接板连接后形成一封水槽，且所述密封主体前壁靠近底部处设有一水样采集口及泥样采集口，所述水样采集口的高度较泥样采集口的高度高，且所述水样采集口及泥样采集口处分别插设有第一采集管、第二采集管，所述第一采集管及第二采集管位于密封主体外的端口处分别设有用于实现第一采集管及第二采集管开通或关闭的第一管夹；

密封盖，其放于密封主体顶部，该密封盖底部边缘设有用于卡放于封水槽内的密封板，所述密封盖的顶部设有用于插设充气管的充气口，该充气口处设有用于实现其开通或关闭的第二管夹，该密封盖通过密封板卡设于封水槽内后与密封主体形成模拟实验装置。

特别的，所述第一采集管插设于密封主体内的长度较第二采集管的长度长。

特别的，所述密封主体内垂直于前壁平行设有至少两个用于将密封主体分隔为实验单元格的阻隔板，该阻隔板的顶部与连接板底部相接触，所述前壁位于每个实验单元格的底部均设有水样采集口及泥样采集口。

特别的，所述密封盖对应于每个实验单元格的位置均设有充气口，每个充气口处设有用于实现其开通或关闭的第二管夹。

特别的，所述密封板的高度较封水槽的槽高度高。

相较于现有技术，本实用新型提供的一种封闭半连通泥-水界面模拟实验装置，具有以下有益效果：

1、密封主体与密封盖采用水封法，解决了现有实验装置因漏气很难保持厌氧环境，而造成模拟环境溶解氧及压强改变，从而影响模拟结果的问题；

2、在泥-水界面下部留有泥样采集口，只需槽型药勺即可采集泥样，无需扰动上覆水，减小了现有实验装置采泥样扰动水而造成的实验误差；

3、本装置为上部气体连通而下面水体不连通的设计，中部和下部是独立的泥-水模拟单元，而中间两块隔板的高度与封水槽的底部齐平，低于密封主体的外壁，因此，三个小单格之间上部的气体流通，消除了单体装置造成的实验各重复之间溶解氧和压强等不平行造成的实验误差。

综上所述，该装置采用三联体设计，比单体设计节约耗材，节约空间，具有密封性好、稳定性高、实验结果准确的优点。

【附图说明】

图1为本实用新型一种封闭半连通泥-水界面模拟实验装置中密封主体的结构示意图；

图2为本实用新型一种封闭半连通泥-水界面模拟实验装置中密封盖的结构示意图。

【具体实施方式】

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进一步详细说明。

请参阅图1-图2，本实用新型提供一种封闭半连通泥-水界面模拟实验装置，包括：

顶部敞开的密封主体1，其顶端内沿四周设有一矩形壁2，该矩形壁2底部与密封主体1内部经连接板3连接后形成一封水槽4，且所述密封主体1前壁5靠近底部处设有一水样采集口6及泥样采集口7，所述水样采集口6的高度较泥样采集口7的高度高，且所述水样采集口6及泥样采集口7处分别插设有第一采集管8、第二采集管9，所述第一采集管8、第二采集管9位于密封主体1外的端口处分别设有用于实现第一采集管8、第二采集管9开通或关闭的第一管夹10；

密封盖11，其放于密封主体1顶部，该密封盖11底部边缘设有用于卡放于封水槽4内的密封板12，所述密封盖11的顶部设有用于插设充气管14的充气口13，该充气口13处设有用于实现其开通或关闭的第二管夹15，该密封盖11通过密封板12卡设于封水槽4内后与密封主体1形成模拟实验装置。

特别的，所述第一采集管8插设于密封主体1内的长度较第二采集管9的长度长，第二采集管9插入密封主体1的长度较短，如此既便于泥的采集，又可以防止泥堵塞第二采集管9。

特别的，所述密封主体1内垂直于前壁5平行设有至少两个用于将密封主体1分隔为实验单元格16的阻隔板17，所述阻隔板17的顶部与连接板3底部相接触，所述前壁5位于每个实验单元格16的底部均设有水样采集口6及泥样采集口7，所述密封盖11处于每个实验单元格16的位置均设有充气口13，每个充气口13处均设有用于实现其开通或关闭的第二管夹15；如此使得密封主体1分隔为至少三个实验单元格16，每个单元格16的下部均设有用于进行水样、泥样采集的水样采集口6及泥样采集口7，顶部均设有充气口13，使得模拟实验装置形成上部气体连通而下面水体不连通的设计，每个实验单元格16内中部的水和下部的泥构成独立的泥-水模拟单元，而阻隔板16的顶部与连接板3底部相平齐、低于密封主体1的外壁，因此，每个实验单元格16之间上部的气体流通，消除了单体装置造成的实验各重复之间溶解氧和压强等不平行造成的实验误差。

特别的，所述密封板12的高度较封水槽4的槽高度高。

实施例：

该模拟实验装置采用厚度为8cm的玻璃制作而成，相邻两块玻璃之间、采集口与采集管、充气口与充气管之间均采用玻璃胶粘结。

首先选用一长458mm、宽142mm的玻璃板，其上设有与每个实验单元格16相对应的充气口13，该充气口13处设有用于实现其开通或关闭的第二管夹15，该充气口13用于插设充气管14，所述充气管插入玻璃板的长度最多为35mm，以防止充气过程中充气过深扰动到底泥；玻璃板边缘沿四周固定设有高度为30mm的密封板12，该玻璃板与密封板12想结合形成下方敞开的密封盖11，该密封盖11的高度为38mm；

其次，密封主体1的长482mm、宽166mm、高346mm，且上方敞开，该密封主体1敞口的内边缘做一圈由矩形壁2及连接板3形成槽宽为16mm、槽深为30mm的封水槽4，用于盖上密封盖11后加水密封；密封主体1内垂直于前壁5平行设有至少两个用于将密封主体1分隔为三个容积均匀的实验单元格16的阻隔板17，该阻隔板17的顶部与封水槽4的底部外壁相接触，消除了现有单体装置造成的实验各重复之间溶解氧和压强等不平行造成的实验误差；密封主体1的前壁5靠近底部处开设有内径为10mm的水样采集口6、内径为11mm的泥样采集口7；其中水样采集口6距离密封主体1底部内壁80mm，其内插设有第一采集管8，该第一采集管8插入密封主体1内的长度为60mm，泥样采集口7距离密封主体1底部内壁14.5mm，其内插设有第二采集管9，该第二采集管9插入密封主体1内的长度为35mm；

所述充气管14、第一采集管8、第二采集管9均采用质地柔软、质量较好的皮管制作而成，可以进行定期更换，如发现皮管老化漏水现象可将其折叠后再夹上管夹做临时处理，所述每个充气管14用于根据实验需要，给相对应的实验单元格16充入氮气或氧气，从而使模拟实验装置达到厌氧或好氧的环境，所述充气管14位于密封主体1外的端部设有第二管夹15，第一采集管8、第二采集管9位于密封主体1外的端部分别设有第一管夹10；所述第一管夹10与第二管夹15均采用挤压两边即打开松开自动夹紧的弹簧式管夹。

工作过程：

1、将模拟实验器清洗干净后，采用第一管夹10分别夹住第一采集管8、第二采集管9，采用第二管夹15夹住充气管14；

2、打开密封盖11，称取实验所需的泥量(即沉积物)，用无菌手套小心将其放入每个实验单元格16底部，铺平；

3、小心加入量取的上覆水，尽量避免扰动底泥，最高水位较阻隔板17低30mm，以防止充气过程中液体飞溅到其他相连的实验单元格16里，即泥厚度+上覆水的高度最大值为270mm；

4、盖上密封盖11，在封水槽4中加入纯水至25mm深时停止加入，即完成密封盖11与密封主体1的密封；

5、根据实验需要保持的环境，如需要保持厌氧环境就需要充氮气，需要保持好氧环境就充入氧气，沿充气口13插入充气管14，使充气管14的端部插入到上覆水中进行充气；在充气过程中需注意的是：先从一端开始充气，保持另外两个充气口13处于打开状态(以便密封主体1里的空气排出)，通过从水样采集口6适时采集水样查看里面的溶解氧浓度来确定充气时间，一般10-15分钟可以完成一个实验单元格16的充气；待第一个实验单元格16充气完成后，抽出充气管14后立即加上第二管夹14封住此口；然后换到密封盖11中间的充气口13插入充气管14进行充气，此时，密封盖11未充过气的充气口13保持打开；待完成中间充气口的充气后暂时不封口，将充气管14移到密封盖11上最后一个充气口13进行充气，此时，中间的充气口保持打开(充当排气口)；待第三个实验单元格16充好气后将两个充气口13立刻同时封上；

6、需要进行水样采集时，打开水样采集口6的皮第一管夹10，用烧杯接取适量的水样进行溶解氧、pH等的现场测定，需要测定水样的某种离子等可用离心管直接接取水样；需要进行泥样采集时，打开泥样采集口7的第一管夹10，用槽型采样器或是去除头的注射器小心伸入密封主体1内的适当位置，取出后立即封上，样品放入准备好的容器内；既可以完成泥样和水样的采集完成，具有采样安全、简单、方便的优点。

需要注意的是，在实验过程中，一些厌氧微生物的活动会改变体系的溶解氧和pH，适时采集水样监测内环境，并通过充气进行调节。

应当理解的是，于本领域的技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种封闭半连通泥-水界面模拟实验装置，其特征在于，包括：

顶部敞开的密封主体(1)，其顶端内沿四周设有一矩形壁(2)，该矩形壁(2)底部与密封主体(1)内部经连接板(3)连接后形成一封水槽(4)，且所述密封主体(1)前壁(5)靠近底部处设有一水样采集口(6)及泥样采集口(7)，所述水样采集口(6)的高度较泥样采集口(7)的高度高，且所述水样采集口(6)及泥样采集口(7)处分别插设有第一采集管(8)、第二采集管(9)，所述第一采集管(8)及第二采集管(9)位于密封主体(1)外的端口处分别设有用于实现第一采集管(8)及第二采集管(9)开通或关闭的第一管夹(10)；

密封盖(11)，其放于密封主体(1)顶部，该密封盖(11)底部边缘设有用于卡放于封水槽(4)内的密封板(12)，所述密封盖(11)的顶部设有用于插设充气管(14)的充气口(13)，该充气口(13)处设有用于实现其开通或关闭的第二管夹(15)，该密封盖(11)通过密封板(12)卡设于封水槽(4)内后与密封主体(1)形成模拟实验装置。

2.根据权利要求1所述的一种封闭半连通泥-水界面模拟实验装置，其特征在于，所述第一采集管(8)插设于密封主体(1)内的长度较第二采集管(9)的长度长。

3.根据权利要求1所述的一种封闭半连通泥-水界面模拟实验装置，其特征在于，所述密封主体(1)内垂直于前壁(5)平行设有至少两个用于将密封主体(1)分隔为实验单元格(16)的阻隔板(17)，所述阻隔板(17)的顶部与连接板(3)底部相接触，所述前壁(5)位于每个实验单元格(16)的底部均设有水样采集口(6)及泥样采集口(7)。

4.根据权利要求3所述的一种封闭半连通泥-水界面模拟实验装置，其特征在于，所述密封盖(11)对应于每个实验单元格(16)的位置均设有充气口(13)，每个充气口(13)处均设有用于实现其开通或关闭的第二管夹(15)。

5.根据权利要求1所述的一种封闭半连通泥-水界面模拟实验装置，其特征在于，所述密封板(12)的高度较封水槽(4)的槽高度高。