【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水资源与地球科学，特别是涉及一种模拟河口不同浊度条件下沉积物磷循环过程的装置及方法。
技术介绍
1、河口作为陆海交互的关键区域，其生态环境健康备受关注。近年来，近海人类活动的加剧，导致河口富营养化问题频发。磷元素作为海洋初级生产力的关键限制元素，通常被认为是造成河口富营养化的主要因素。在河口系统中，磷元素主要以溶解态和颗粒态存在，并在水体和沉积物之间不断迁移和转化，悬浮颗粒物作为二者的重要传递介质，可维持水-沉积物界面的磷浓度平衡。然而河口最大浑浊带水动力变化剧烈，导致水中悬浮颗粒物浓度动态变化，进而影响了水-沉积物界面性质(ph、溶解氧、微生物活性)及磷的形态转化和再分布。并且，悬浮颗粒物浓度测定过程复杂且无法实时监测，而浊度和悬浮颗粒浓度密切相关，可通过换算系数相互转换。因此，针对河口不同浊度条件下对磷的迁移转化的影响需要开展更深入的研究。
2、大多研究的实验数据来源于间隔性的野外取样，难以实现对磷循环过程的实时监测和准确描述。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种模拟河口不同浊度条件下沉积物磷循环过程的装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题，在实验室内实现对数据的实时监测，保证准确性。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、本专利技术提供模拟河口不同浊度条件下沉积物磷循环过程的装置，包括水槽结构、搅拌结构和多参数水质分析仪，所述水槽结构的侧壁开设有若干取样口，所述搅拌结构能够伸入所述水槽结构中，所述多参
4、优选地，还包括高分辨孔隙水采样装置和薄膜扩散梯度装置，所述高分辨孔隙水采样装置和所述薄膜扩散梯度装置能够伸入所述水槽结构中。
5、优选地，所述探头结构包括浊度探头、溶解氧探头、盐度探头、温度探头和ph探头。
6、优选地，所述搅拌结构包括电机、联轴器、传动杆和螺旋桨，所述电机位于所述水槽结构的外部，所述电机的动力输出端与所述传动杆的一端通过联轴器传动连接，所述传动杆能够伸入所述水槽结构中，所述传动杆的另一端与所述水槽结构中的螺旋桨连接。
7、优选地，所述电机通过支架设置在所述水槽结构上，所述支架采用有机玻璃制成。
8、优选地，所述传动杆和所述螺旋桨均采用耐腐蚀材料制成。
9、优选地，所述水槽结构采用有机玻璃制成，所述水槽结构包括上法兰盘、水槽本体和下法兰盘，所述上法兰盘位于所述水槽本体的上端，所述取样口位于所述水槽本体，所述下法兰盘位于所述水槽本体的下端，所述下法兰盘的尺寸大于所述上法兰盘的尺寸。
10、优选地，所述上法兰盘和所述下法兰盘分别与所述水槽本体能够拆卸地连接，所述上法兰盘与所述水槽本体之间、所述下法兰盘与所述水槽本体之间均设置有止水垫。
11、优选地，所述水槽结构的侧壁自上而下开设有若干取样口。
12、本专利技术还提供了一种采用所述模拟河口不同浊度条件下沉积物磷循环过程的装置的方法，包括以下步骤：
13、步骤一，在恒温避光室内准备若干个模拟河口不同浊度条件下沉积物磷循环过程的装置，向水槽结构内加入新鲜沉积物样品，随后加入已知磷含量的原位海水或人工海水；
14、步骤二，水槽结构静置，并用探头结构测定水槽结构内水体的浊度，当浊度小于1时，水槽结构内水体处于静止状态，水-沉积物界面达到平衡状态；
15、步骤三，根据河口最大浑浊带历史实测浊度值，选择若干浊度值进行实验，其中浊度值为0的模拟河口不同浊度条件下沉积物磷循环过程的装置作为空白对照，将探头结构伸入水体中，打开各模拟河口不同浊度条件下沉积物磷循环过程的装置的搅拌结构，使各水槽结构的水体的浊度值分别稳定至对应预设数值，记录此时各搅拌结构对应的转速，之后各水槽结构静置，使水槽结构内悬浮物再次沉降，直至探头结构测得浊度小于1；
16、步骤四，实验开始前，分别采集各水槽结构内的表层沉积物样品和上覆水样品，并补充原位海水或人工海水至原高度，一个实验周期分为悬浮阶段和沉降阶段，在悬浮阶段，打开搅拌结构，调至对应转速，使各水槽结构的水体达到预设的浊度条件，并在此期间定时观测上覆水中溶解氧、盐度、水温和ph值，关闭搅拌结构，使水-沉积物进入沉降阶段；
17、步骤五，重复上述实验周期若干次，整个实验过程分为前期培养阶段和后期培养阶段，在每个周期的悬浮阶段结束后采集表层沉积物样品和上覆水样品，每次取样后立即补充原位海水或人工海水，在前期培养阶段的中的任意一个实验周期的悬浮阶段和后期培养阶段的中的任意一个实验周期的悬浮阶段结束后，将高分辨孔隙水采样装置和薄膜扩散梯度装置插入沉积物中，一段时间后取出；
18、步骤六，测定采集的上覆水、孔隙水和沉积物样品中各形态磷含量、磷酸酶活性和磷循环功能基因丰度，并按不同浊度条件和时间变化分析整理数据。
19、本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
20、本专利技术采用搅拌结构，结合多参数水质分析仪，可以实现河口最大浑浊带不同浊度条件的模拟，并实时监测其环境变化，提高数据采集的时效性和准确性，弥补传统间断性监测的缺陷，同时装置可以随时采集不同深度水体和沉积物样品用于进行理化指标和生物信息分析。
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1.模拟河口不同浊度条件下沉积物磷循环过程的装置，其特征在于：包括水槽结构、搅拌结构和多参数水质分析仪，所述水槽结构的侧壁开设有若干取样口，所述搅拌结构能够伸入所述水槽结构中，所述多参数水质分析仪的探头结构能够伸入所述水槽结构中，所述探头结构用于采集水质信息。
2.根据权利要求1所述的模拟河口不同浊度条件下沉积物磷循环过程的装置，其特征在于：还包括高分辨孔隙水采样装置和薄膜扩散梯度装置，所述高分辨孔隙水采样装置和所述薄膜扩散梯度装置能够伸入所述水槽结构中。
3.根据权利要求1所述的模拟河口不同浊度条件下沉积物磷循环过程的装置，其特征在于：所述探头结构包括浊度探头、溶解氧探头、盐度探头、温度探头和pH探头。
4.根据权利要求1所述的模拟河口不同浊度条件下沉积物磷循环过程的装置，其特征在于：所述搅拌结构包括电机、联轴器、传动杆和螺旋桨，所述电机位于所述水槽结构的外部，所述电机的动力输出端与所述传动杆的一端通过联轴器传动连接，所述传动杆能够伸入所述水槽结构中，所述传动杆的另一端与所述水槽结构中的螺旋桨连接。
5.根据权利要求4所述的模拟河
6.根据权利要求4所述的模拟河口不同浊度条件下沉积物磷循环过程的装置，其特征在于：所述传动杆和所述螺旋桨均采用耐腐蚀材料制成。
7.根据权利要求1所述的模拟河口不同浊度条件下沉积物磷循环过程的装置，其特征在于：所述水槽结构采用有机玻璃制成，所述水槽结构包括上法兰盘、水槽本体和下法兰盘，所述上法兰盘位于所述水槽本体的上端，所述取样口位于所述水槽本体，所述下法兰盘位于所述水槽本体的下端，所述下法兰盘的尺寸大于所述上法兰盘的尺寸。
8.根据权利要求7所述的模拟河口不同浊度条件下沉积物磷循环过程的装置，其特征在于：所述上法兰盘和所述下法兰盘分别与所述水槽本体能够拆卸地连接，所述上法兰盘与所述水槽本体之间、所述下法兰盘与所述水槽本体之间均设置有止水垫。
9.根据权利要求1所述的模拟河口不同浊度条件下沉积物磷循环过程的装置，其特征在于：所述水槽结构的侧壁自上而下开设有若干取样口。
10.一种采用权利要求1-9中任一项所述模拟河口不同浊度条件下沉积物磷循环过程的装置的方法，其特征在于：包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.模拟河口不同浊度条件下沉积物磷循环过程的装置，其特征在于：包括水槽结构、搅拌结构和多参数水质分析仪，所述水槽结构的侧壁开设有若干取样口，所述搅拌结构能够伸入所述水槽结构中，所述多参数水质分析仪的探头结构能够伸入所述水槽结构中，所述探头结构用于采集水质信息。
2.根据权利要求1所述的模拟河口不同浊度条件下沉积物磷循环过程的装置，其特征在于：还包括高分辨孔隙水采样装置和薄膜扩散梯度装置，所述高分辨孔隙水采样装置和所述薄膜扩散梯度装置能够伸入所述水槽结构中。
3.根据权利要求1所述的模拟河口不同浊度条件下沉积物磷循环过程的装置，其特征在于：所述探头结构包括浊度探头、溶解氧探头、盐度探头、温度探头和ph探头。
4.根据权利要求1所述的模拟河口不同浊度条件下沉积物磷循环过程的装置，其特征在于：所述搅拌结构包括电机、联轴器、传动杆和螺旋桨，所述电机位于所述水槽结构的外部，所述电机的动力输出端与所述传动杆的一端通过联轴器传动连接，所述传动杆能够伸入所述水槽结构中，所述传动杆的另一端与所述水槽结构中的螺旋桨连接。
5.根据权利要求4所述的模拟河口不同浊度条件下沉积物磷循环过程的装置，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：辛卓航，李佳欣，张弛，张子鹏，刘志红，宋长春，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：
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