一种模拟湖泊底泥覆盖对底栖生物毒性效应的装置，属于湖泊修复技术的环境生物效应研究领域，其解决了目前关于湖泊底泥覆盖对底栖生物毒性效应方面的研究受到野外条件复杂、影响因子多等困难影响的问题。本实用新型专利技术包括保温柜和控制系统，所述的保温柜内部设有水槽；所述的控制系统包括水动力扰动系统、曝气系统、控温系统、光照控制系统和控制装置箱。本实用新型专利技术研究覆盖技术对底栖生物的生物毒性效应得到的数据结果真实、说服力强，给湖泊沉积物覆盖技术对底栖生物的生物毒性方面的研究提供了科学技术支撑。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及湖泊修复技术的环境生物效应研宄领域，具体地涉及一种模拟湖泊底泥覆盖对底栖生物毒性效应的装置。
技术介绍
早在19世纪70年代，覆盖技术就开始应用于沉积物内源修复，该技术因具有经济、快速和效果稳定等特点在底泥内源污染治理中得到较广泛的应用。该技术的原理是通过向水体或沉积物加入钝化剂，在沉积物表层形成一个“钝化层”，使沉积物中不稳定态污染物与钝化剂结合或被钝化剂吸附，以有效减少沉积物中的污染物质向上覆水体释放。目前针对湖泊底泥覆盖技术的研宄更多的还是关注于覆盖材料的研制以及覆盖对沉积物污染释放抑制效果的研宄，例如中国专利申请号201310382732.7，公开日2013年11月27日的专利申请文件，公开了一种利用改性沸石原位控制底泥磷释放的方法，具体来说就是以来源广泛、价格低廉的天然沸石作为锆的载体，以可溶性锆盐作为改性剂，按质量比沸石:改性剂为1:1?10:1制备锆改性沸石，再以锆改性沸石作为底泥改良剂按照质量比锆改性沸石:底泥为1: 2?1: 20将改良剂添加进底泥中。利用锆改性沸石对磷的固定能力，将锆改性沸石作为地表水体底泥改良剂可以明显增强底泥对磷的固定能力，并降低底泥中磷的释放，从而可以实现对地表水体内源磷的释放控制。锆改性沸石的化学性质稳定、无毒、不溶于水，且对底泥中磷固定效率高，因此利用锆改性沸石作为底泥改良剂控制底泥磷释放技术适于推广应用；又例如中国专利申请号201310330282.7，公开日2013年10月23日的专利申请文件，公开了一种研宄沉积物中重金属和/或磷酸盐释放的设备:主体为沉积物-水界面系统和溶解氧控制装置，沉积物-水界面系统由水槽构成，水槽底部沿中心线长度方向并列插有数组板式DGT ;水槽顶部装有微电极控制系统，由四通道主机、马达控制器、pH、DO、ORP探针构成；水槽两侧刻有凹槽，凹槽内设有交错放置的挡板；水槽一端设有接口通过蠕动泵与溶解氧控制装置相连，水槽另一端接口紧挨上液面与溶解氧控制装置直接相连；溶解氧控制装置为一水槽，内部装有过滤后的水样，顶部设有两个接口，接口一端分别连接队和O 2钢瓶，接口另一端连接曝气头，曝气头伸入水中进行曝气。上述两份专利申请文件所述湖泊覆盖技术虽然可以抑制内源污染物向上覆水体释放，但也可能会带来一定的生态环境风险，尤其会对生活在沉积物中的底栖生物(水丝蚓、河蚬、螺蛳等)产生直接的影响，因此急需有关覆盖技术对沉积物中的底栖生物的毒性效应方面的研宄。底栖生物作为湖泊生态系统的重要组成部分，是湖泊生态系统食物链的重要环节，对于评价湖泊环境的健康程度具有较好的指示作用。因此，研宄底泥覆盖对底栖生物的生物毒性效应对于湖泊沉积物覆盖技术的推广和应用具有重要的意义。但是在实践过程中发现，浅水湖泊覆盖对底栖生物毒性效应方面的研宄面临着野外条件复杂、影响因子多、条件不可控且在野外大水域尺度下进行毒性研宄成本较高、受监测工具因素的限制等等困难，在野外很难实现该方面的研宄。
技术实现思路
1.要解决的技术问题针对目前关于湖泊底泥覆盖对底栖生物毒性效应方面的研宄受到野外条件复杂、影响因子多、条件不可控、成本较高和监测工具限制等困难影响，且普通模拟装置模拟效果差的问题，本技术提供一种模拟湖泊底泥覆盖对底栖生物毒性效应的装置，该装置可以模拟实际的湖泊环境，同时营造适宜底栖生物的生存环境，在该种条件下开展覆盖技术对底栖生物的生物毒性效应影响的相关实验研宄得到的数据结果真实，说服力强，给湖泊沉积物覆盖技术对底栖生物的生物毒性方面的研宄提供了科学技术支撑。2.技术方案为解决上述问题，本技术采用如下的技术方案。一种模拟湖泊底泥覆盖对底栖生物毒性效应的装置，包括保温柜和控制系统，所述的保温柜内部设有水槽；所述的控制系统包括水动力扰动系统、曝气系统、控温系统、光照控制系统和控制装置箱；所述的控制装置箱内设有日期输入面板、主控制器、第一控制器和第二控制器，所述的日期输入面板、第一控制器和第二控制器均与主控制器相连；所述的第一控制器包括温度控制器和光照控制器，所述的第二控制器包括曝气控制器和水动力控制器；所述的水动力扰动系统包括搅拌杆，所述的搅拌杆位于水槽内；所述的曝气系统包括曝气头，所述的曝气头位于水槽内，曝气头通过气管与曝气控制器相连；所述的控温系统包括热交换器，所述的热交换器设置在水槽的外壁上，热交换器与温度控制器相连；所述的光照系统包括光源，所述的光源设置在水槽的上方，光源与光照控制器相连。优选地，所述的保温柜为长方体结构，保温柜分为上、下两层，所述的水槽设置在上层，所述的控制装置箱设置在下层。优选地，所述的水动力扰动系统还包括调频电机，所述的调频电机设置在水槽上方，调频电机下端连接搅拌杆，调频电机的上端通过电线与水动力控制器相连。优选地，所述的水槽为长方体敞口有机玻璃水槽，水槽的上方固定有支架，所述的调频电机固定在支架上。优选地，所述的热交换器为直径I?2cm的铜管，环绕设置在水槽的外壁上。优选地，所述的光源为常用的日光节能灯管，光源设置在保温柜的顶部。一种模拟湖泊底泥覆盖对底栖生物毒性效应的试验方法，其步骤如下:I)设置参数的采集；针对某一湖泊，观察其η年间湖泊温度、水下光强以及风浪扰动强度24小时的实时数据，进行汇总，然后将这η年的数据按照12个月份求平均值，得到个12个24小时连续的历史数据表；建立时间(某月某时某分)与参数(温度、光照、风浪强度和溶解氧)的对应关系；2)模拟湖泊底泥覆盖；首先采集沉积物，去除其中的底栖生物，混合均匀后平铺于水槽底部，然后放入湖泊中常见的底栖生物，待底栖生物迀移至沉积物内部后将待检测覆盖材料覆盖于沉积物表面，再将水加到覆盖材料上部；3)营造实际湖泊环境；在日期输入面板上输入步骤I)中得到的与参数(温度、光照、风浪强度和溶解氧)对应的时间(某月某时某分)，主控制器接收信号，并发出信号给第一控制器和第二控制器，控制水动力系统、温度控制系统、光照控制系统以及曝气系统从输入时间开始按历史数据表连续变化，模拟实际湖泊环境；4)判断模拟试验结果；装置运行I?2周后，将水槽中的沉积物取出，挑选存活的底栖生物，计算底栖生物死亡率是否大于50%，即判定该待检测覆盖材料是否对底栖生物具有生物毒性。优选地，步骤I)中的η年等于6?10年。 优选地，步骤2)中所述的沉积物的高度为15?25cm，所述的待检测覆盖材料的覆盖高度根据材料的覆盖效果调整。优选地，步骤4)中底栖生物死亡率大于50%时判断步骤2)所用待检测覆盖材料对所加入的底栖生物有毒，反之则无毒。3.有益效果相比于现有技术，本技术的有益效果为:(I)本技术包括保温柜，保温柜可以隔绝外界环境影响，精确湖泊生态环境因素；控制系统控制模拟湖泊生态环境中的各种自然因素，并将各种复杂的影响因素限定化，排除了未知因子的影响，统一了环境变量，使模拟试验更具有针对性，试验结果更加精确；(2)本技术真实并直观地反应了覆盖技术对于湖泊底栖生物的生物效应，成本低，给湖泊沉积物覆盖技术对底栖生物的生物毒性方面的研宄提供了有力的科学技术支撑；(3)本技术操作简单，维护方便，适于普及推广使用；(4)应用本技术模拟湖泊底泥覆盖对底栖生物毒性效应的方法步骤简单，试本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种模拟湖泊底泥覆盖对底栖生物毒性效应的装置，其特征在于：包括保温柜(1)和控制系统，所述的保温柜(1)内部设有水槽(6)；所述的控制系统包括水动力扰动系统、曝气系统、控温系统、光照控制系统和控制装置箱；所述的控制装置箱内设有日期输入面板(2)、主控制器(3)、第一控制器(4)和第二控制器(5)，所述的日期输入面板(2)、第一控制器(4)和第二控制器(5)均与主控制器(3)相连；所述的第一控制器(4)包括温度控制器和光照控制器，所述的第二控制器(5)包括曝气控制器和水动力控制器；所述的水动力扰动系统包括搅拌杆(12)，所述的搅拌杆(12)位于水槽(6)内；所述的曝气系统包括曝气头(9)，所述的曝气头(9)位于水槽(6)内，曝气头(9)通过气管与曝气控制器相连；所述的控温系统包括热交换器(7)，所述的热交换器(7)设置在水槽(6)的外壁上，热交换器(7)与温度控制器相连；所述的光照系统包括光源(11)，所述的光源(11)设置在水槽(6)的上方，光源(11)与光照控制器相连。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：孔明，张毅敏，晁建颖，高月香，汪龙眠，
申请(专利权)人：环境保护部南京环境科学研究所，
类型：新型
国别省市：江苏;32
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