一种湖泊水-沉积物系统中微塑料沉降与悬浮动态过程的模拟系统的制作方法

本技术涉及水环境，尤其是涉及一种湖泊水-沉积物系统中微塑料沉降与悬浮动态过程的模拟系统。

背景技术：

1、水环境中微塑料污染急剧增加引起了人们的关注，也给水环境污染治防治带来了新的挑战，尤其是微塑料在湖泊水-沉积物系统中的沉降和悬浮过程。由于微塑料不仅会在水体中发生迁移扩散，还会沉降到沉积物中，而沉积物中微塑料也会悬浮到水体中；而且，湖泊中水体并非静止状态，微塑料输入和输出是一个动态变化过程，微塑料的沉降和悬浮也是一个动态过程。

2、如中国发明cn113310859a公布的浅水湖泊微塑料沉降量和再悬浮量测量装置及其应用，试验前先将支架固定在湖泊当中。固定方法为：将竖杆底端竖直向下插入湖泊的底泥中，插入深度以能够保证支架稳定为准；插入底泥后，使竖杆保持竖直，第一支撑件和第二支撑件保持水平；第二支撑件位于水面上方；第一支撑件可位于水面上方、水面上或者水面下容易操作的位置，优选位于水面上方。可见这种测量装置需要在现场环境中布置，进行野外观测(即原位观测)，由于使用原位观测，不可控性太强，导致施展观测难度大，耗时耗力，检测成本较高。

3、另外，如中国发明cn111896437a公布的测定水体中微塑料运动速率的室内模拟装置，虽然该装置能够检测微塑料的不同运动状态，包括沉降速率、起始移动速率和迁移速率，但是微塑料在湖泊沉积物和水体中的交换仍未涉及，使模拟实验跟实际情况存在较大的差距，导致获取的实验数据不准确。

4、因此，需要研究一种新的技术方案来解决上述问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本实用新型针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种湖泊水-沉积物系统中微塑料沉降与悬浮动态过程的模拟系统，有效地解决现有技术湖泊水动力扰动对微塑料在水-沉积物系统中沉降和悬浮过程检测实验成本高以及获得的实验数据与实际情况存在不准确的技术问题。

2、为实现上述目的，本实用新型采用如下之技术方案：

3、一种湖泊水-沉积物系统中微塑料沉降与悬浮动态过程的模拟系统，包括沉降模拟模组以及悬浮模拟模组；沉降模拟模组设置有沉降模拟池和第一水箱，第一水箱通过水管与沉降模拟池连通；悬浮模拟模组设置有悬浮模拟池以及第二水箱，第二水箱通过水管与悬浮模拟池连通；所述沉降模拟池和悬浮模拟池底部设置有沉积物，第一水箱以及悬浮模拟池的沉积物中设置有微塑料颗粒。

4、本申请提供的一种湖泊水-沉积物系统中微塑料沉降与悬浮动态过程的模拟系统的有益效果在于：与现有技术相比，通过设置沉降模拟模组以及悬浮模拟模组，在沉降模拟池和悬浮模拟池中投入沉积物以模拟湖泊真实水环境，即水以及沉积物原位环境，分别输入不同的水流量，以模拟真实的水流环境；分别为沉降模拟池输入含有微塑料颗粒的水体，以及为悬浮模拟池中的沉积物混合微塑料颗粒；分别在多个时间段内采集沉积物和上覆水体分析其微塑料颗粒丰度，从而获得相应的实验数据；可见，该模拟系统不需要在原位布置相应的装置，降低了模拟实验的难度，省时省力，降低检测成本；同时，由于在各个模拟池中投入沉积物以模拟实际的湖泊水-沉积物系统，有利于缩小模拟实验与现实情况的差距，从而提高获取实验数据的准确性。

5、作为一种优选方案：第一水箱安装有气动搅拌机，气动搅拌机的搅拌桨位于第一水箱的中心位置。通过设置的气动搅拌机，能够将第一水箱中的微塑料颗粒均匀分散在第一水箱的水体中。

6、作为一种优选方案：第一水箱以及第二水箱的侧面设置有第一出水口，第一出水口所在位于距离水箱整体高度的一半。

7、作为一种优选方案：沉降模拟池的一个侧面设置有第二进水口，沉降模拟池的相对另一侧面设置有第二出水口，第二进水口与第二出水口位于同一高度上。

8、作为一种优选方案：沉降模拟池的高度为350mm，所述第二进水口位于距离沉降模拟池底部300mm的位置上。

9、作为一种优选方案：悬浮模拟池的一个侧面设置有第三进水口，悬浮模拟池的另一侧面设置有第三出水口，第三进水口的高度低于第三出水口的高度。

10、作为一种优选方案：悬浮模拟池的高度为350mm，第三进水口位于距离悬浮模拟池底部110mm的位置上，第三出水口位于距离悬浮模拟池底部300mm的位置上。

11、作为一种优选方案：微塑料颗粒是蓝色聚酰胺颗粒、黄色聚对苯二甲酸乙二醇酯颗粒和红色聚苯乙烯颗粒。

12、作为一种优选方案：微塑料颗粒是蓝色聚酰胺颗粒、黄色聚对苯二甲酸乙二醇酯颗粒和红色聚苯乙烯颗粒，蓝色聚酰胺颗粒、黄色聚对苯二甲酸乙二醇酯颗粒和红色聚苯乙烯颗粒的尺寸范围是200μm至2000μm。

13、作为一种优选方案：第一水箱与沉降模拟池连通的管道串联有蠕动泵，第二水箱与悬浮模拟池连通的管道串联有蠕动泵，蠕动泵用于控制水体输入沉降模拟池、悬浮模拟池的水量。

技术特征：

1.一种湖泊水-沉积物系统中微塑料沉降与悬浮动态过程的模拟系统，其特征在于：包括沉降模拟模组以及悬浮模拟模组；沉降模拟模组设置有沉降模拟池和第一水箱，第一水箱通过水管与沉降模拟池连通；悬浮模拟模组设置有悬浮模拟池以及第二水箱，第二水箱通过水管与悬浮模拟池连通；所述沉降模拟池和悬浮模拟池底部设置有沉积物，第一水箱以及悬浮模拟池的沉积物中设置有微塑料颗粒。

2.根据权利要求1所述的一种湖泊水-沉积物系统中微塑料沉降与悬浮动态过程的模拟系统，其特征在于：所述第一水箱安装有气动搅拌机，气动搅拌机的搅拌桨位于第一水箱的中心位置。

3.根据权利要求1所述的一种湖泊水-沉积物系统中微塑料沉降与悬浮动态过程的模拟系统，其特征在于：所述第一水箱以及第二水箱的侧面设置有第一出水口，第一出水口所在位于距离水箱整体高度的一半。

4.根据权利要求1所述的一种湖泊水-沉积物系统中微塑料沉降与悬浮动态过程的模拟系统，其特征在于：所述沉降模拟池的一个侧面设置有第二进水口，沉降模拟池的相对另一侧面设置有第二出水口，第二进水口与第二出水口位于同一高度上。

5.根据权利要求4所述的一种湖泊水-沉积物系统中微塑料沉降与悬浮动态过程的模拟系统，其特征在于：所述沉降模拟池的高度为350mm，所述第二进水口位于距离沉降模拟池底部300mm的位置上。

6.根据权利要求1所述的一种湖泊水-沉积物系统中微塑料沉降与悬浮动态过程的模拟系统，其特征在于：所述悬浮模拟池的一个侧面设置有第三进水口，悬浮模拟池的另一侧面设置有第三出水口，第三进水口的高度低于第三出水口的高度。

7.根据权利要求6所述的一种湖泊水-沉积物系统中微塑料沉降与悬浮动态过程的模拟系统，其特征在于：所述悬浮模拟池的高度为350mm，第三进水口位于距离悬浮模拟池底部110mm的位置上，第三出水口位于距离悬浮模拟池底部300mm的位置上。

8.根据权利要求1所述的一种湖泊水-沉积物系统中微塑料沉降与悬浮动态过程的模拟系统，其特征在于：所述微塑料颗粒是蓝色聚酰胺颗粒、黄色聚对苯二甲酸乙二醇酯颗粒和红色聚苯乙烯颗粒。

9.根据权利要求1所述的一种湖泊水-沉积物系统中微塑料沉降与悬浮动态过程的模拟系统，其特征在于：所述微塑料颗粒是蓝色聚酰胺颗粒、黄色聚对苯二甲酸乙二醇酯颗粒和红色聚苯乙烯颗粒，蓝色聚酰胺颗粒、黄色聚对苯二甲酸乙二醇酯颗粒和红色聚苯乙烯颗粒的尺寸范围是200μm至2000μm。

10.根据权利要求1所述的一种湖泊水-沉积物系统中微塑料沉降与悬浮动态过程的模拟系统，其特征在于：所述第一水箱与沉降模拟池连通的管道串联有蠕动泵，第二水箱与悬浮模拟池连通的管道串联有蠕动泵，蠕动泵用于控制水体输入沉降模拟池、悬浮模拟池的水量。

技术总结
本技术涉及水环境技术领域，尤其是涉及一种湖泊水‑沉积物系统中微塑料沉降与悬浮动态过程的模拟系统，包括沉降模拟模组以及悬浮模拟模组；沉降模拟模组设置有沉降模拟池和第一水箱，第一水箱通过水管与沉降模拟池连通；悬浮模拟模组设置有悬浮模拟池以及第二水箱，第二水箱通过水管与悬浮模拟池连通；沉降模拟池和悬浮模拟池底部设置有沉积物，第一水箱以及悬浮模拟池的沉积物中设置有微塑料颗粒。与现有技术相比，模拟系统不需要在原位布置相应的装置，降低了模拟实验的难度，省时省力，降低检测成本；由于在各个模拟池中投入沉积物以模拟实际的湖泊水‑沉积物系统，有利于缩小模拟实验与现实情况的差距，从而提高获取实验数据的准确性。

技术研发人员：蔡宴朋,李波,洪滨,夏飞扬,万航
受保护的技术使用者：蔡宴朋
技术研发日：20230810
技术公布日：2024/3/31