[发明专利]一种模拟波浪作用下海洋沉积物中内源污染物释放量的原位测试装置及方法

说明书

本发明涉及海洋取样技术领域，特别公开了一种模拟波浪作用下海洋沉积物中内源污染物释放量的原位测试装置及方法。该原位测试装置，包括实验平台，其特征在于：所述实验平台上安装有电池仓、采集仓和试验舱，实验平台顶部安装有液压装置；试验舱顶部安装有气缸，气缸通过连接杆连接压力板；试验舱的内壁上设置有不同高度的取水孔，外壁中间位置设置有进水口，采集仓内设置有连接采集管的若干真空取样瓶；试验舱和采集仓均连接电池仓。本发明设计合理，应用灵活，可用于海底沉积物原位实验，克服了室内试验沉积物采样过程中难维持沉积物原装结构的问题，模拟了不同自然条件下荷载的状况，揭示了海底沉积物内源释放规律。

（一）技术领域

本发明涉及海洋取样技术及海洋污染沉积物动力学领域，特别涉及一种模拟波浪作用下海洋沉积物中内源污染物释放量的原位测试装置及方法。

（二）背景技术

海洋沉积物是多种污染物的总汇，沉积物中污染物的积聚、迁移和转化研究是海洋环境保护工作的重要内容。海洋沉积物中污染物主要来源于城市排污水、工业废水、船只排放物及意外泄漏等。近岸活动导致了海洋沉积物中污染物含量的增加，海湾、港口和沿海水域的沉积物中均含有高浓度的污染物，如重金属、磷酸三丁酯、石油烃、多氯联苯、杀虫剂等。这些潜藏在海洋沉积物中的污染物会向海水中迁移，并随海水的流动不断扩散，对近岸生态环境构成极大的危险，海洋沉积物的污染物监测在海洋环境保护工作中具有重要作用。

现有海洋沉积物-水界面污染物通量自动采样和监测装置（200820075277.6）主要是研究沉积物中污染物静态扩散，用于采集静态条件下海水样品，用于分析测量海底沉积物-水界面区域的污染物通量，而海洋沉积物中内源污染物的释放主要是来自于水动力条件下沉积物再悬浮导致沉积物中污染物释放，那么污染物通量自动采样检测装置由于完全封闭，不能用于研究波浪条件下内源污染物的释放；现有的一种多功能海底通量及沉积物原位采样装置（CN201410181903.4），主要用于验证海底释放通量及原位采样，由于装置通量培养器贯入深度限制，只能用于海底表层沉积物释放通量的研究，而且不能模拟波浪荷载对于沉积物扰动测试，自动采样装置没有考虑浓度差的影响，检测水样与实际现场水样误差较大；天然条件下对海底沉积物进行现场观测（201711271009.6），通过直接采样方式收集水样，由于观测水动力条件复杂且无法统一控制，无法实现由于波浪这单一变量引起水中污染物释放量及释放规律的研究；对于波浪作用下沉积物中内源污染物释放研究，目前主要是通过室内水槽（201120134463.9），但室内实验沉积物样品难以还原海洋中状态，且沉积物在通过取样器取样过程中及运输途中，都会对沉积物造成扰动，将采集的沉积物铺设在水槽底部过程中，会改变沉积物的层理结构和理化性质，难维持沉积物原状结构。

（三）发明内容

本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种结构合理，控制灵活，检测结果精确的模拟波浪作用下海洋沉积物中内源污染物释放量的原位测试装置及方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种模拟波浪作用下海洋沉积物中内源污染物释放量的原位测试装置，包括实验平台，其特征在于：所述实验平台上安装有电池仓、采集仓和位于内部中心位置的试验舱，实验平台顶部安装有液压装置，实验舱通过液压装置与实验平台相连；试验舱为无底圆筒，且试验舱顶部安装有气缸，气缸通过连接杆连接位于试验舱内部的压力板；试验舱的内壁上设置有不同高度的若干取水孔，试验舱的外壁中间位置设置有进水口，取水孔和进水口上均安装有电磁开关，试验舱舱壁内分布有分别连接取水孔和进水口的采集管，采集仓内设置有连接采集管的若干真空取样瓶，试验舱舱体内部上设置有孔压探头和浊度探头；试验舱和采集仓均连接电池仓。

本发明为现场原位试验装置，主要是研究波浪作用下沉积物内源释放过程及释放规律，在不扰动沉积物中污染物存在位置及状态的情况下，揭示海底沉积物内源释放规律，克服了室内沉积物采样过程中难维持沉积物原状结构的问题。

本发明的更优技术方案为：