一种底泥磷释放原位测定装置的制作方法

本技术涉及环境监测领域，尤其涉及一种底泥磷释放原位测定装置。

背景技术：

1、磷元素是决定水体中浮游藻类等初级生产者的重要营养元素之一。富营养湖泊中底泥磷含量较高，可通过内源释放向水中释放大量磷元素，促进藻类生长。因此，控制内源磷释放是治理湖泊富营养化的重要措施之一，而评估底泥磷释放通量则是制定底泥磷释放治理措施的重要前提与基础。

2、湖泊底泥磷释放通量的测定方法主要包括质量平衡法、表层底泥培养法、底泥柱芯培养法、分子扩散模型法等。

3、其中，质量平衡法又称野外调查法，是目前底泥磷释放通量计算中较为常用的一种方法，其通过对监测出入湖磷的量测算收支平衡，根据水体中营养含量的差值估算底泥磷释放量。计算公式为：内源磷释放量＝水柱总磷变化量+输出磷量-输入磷量。

4、表层底泥培养法是指采集湖泊表层沉积物后将其带回实验室，培养一定时间后，根据上覆水中磷含量的变化计算底泥磷释放量。

5、底泥柱芯培养法则是使用柱状采样器，将底泥采集后，尽可能在不扰动样品的情况下将其带回实验室培养一定时间后，通过柱芯培养管中上覆水磷含量的变化估算底泥磷释放。

6、分子扩散模型法是近些年来新出现的一种计算物质扩散能力的方法，目前得到广泛应用，其中最具代表性的就是薄膜扩散梯度(diffusive gradients in thin-films，dgt)技术。dgt技术主要利用自由扩散原理(fick第一定律)，通过对目标物在扩散层的梯度扩散及其缓冲动力学过程的研究，获得目标物在环境介质中的有效态含量与空间分布。

7、质量平衡法不需要监测沉积物，监测方法相对简单，但需要有足够的采样点和较高的监测频次，工作量较大。对于外源较为复杂难以准确估算磷入湖量的水体，该方法可能造成内源磷释放计算结果与实际相差较大。此外，该方法仅能测定整个湖泊的底泥磷释放，无法评估湖泊内部的空间差异。

8、表层底泥培养法能够较为精准的测定底泥磷释放并通过采样点的设置评估湖泊内部的空间差异。但由于该方法需要将表层沉积物取出带回实验室培养后进行分析，这就导致底泥的物理层状结构被破坏，难以还原湖泊中内源磷释放的真实情况。

9、底泥柱芯培养法保留了底泥的物理层状结构，可在实验室内模拟多种环境条件，但实验室往往难以准确模拟湖泊的自然条件，因此其结果可能和湖泊中的真实情况存在一定的差异。此外，该方法要求样品采集后需立即带回实验室进行培养，这对于野外监测工作者而言存在较大难度。

10、dgt技术在表现水-泥界面的物质交换过程方面十分直观，操作相对简便，但其缺点在于精确度较差，对设备要求较高，在实际应用中更加适用于定性分析。

11、因此，现有的湖泊底泥磷释放通量的测定方法均存在缺陷。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型的目的是提供一种底泥磷释放原位测定装置。

2、本实用新型提供如下技术方案：

3、一种底泥磷释放原位测定装置，包括固定架、柱芯培养管和标记件；

4、所述柱芯培养管竖直设置，所述柱芯培养管与所述固定架固定连接，所述柱芯培养管用于采集并容纳湖泊沉积物；

5、所述标记件设置于所述固定架，所述标记件用于标记所述固定架的投放位置。

6、作为对所述底泥磷释放原位测定装置的进一步可选的方案，所述底泥磷释放原位测定装置包括至少三个所述柱芯培养管，所述至少三个柱芯培养管均与所述固定架固定连接。

7、作为对所述底泥磷释放原位测定装置的进一步可选的方案，所述柱芯培养管的数量为三个，三个所述柱芯培养管位于所述固定架的中部，其中一个所述柱芯培养管与另外两个所述柱芯培养管的距离相等。

8、作为对所述底泥磷释放原位测定装置的进一步可选的方案，所述标记件包括牵引绳和浮标，所述牵引绳的一端与所述浮标连接，所述牵引绳的另一端与所述固定架连接。

9、作为对所述底泥磷释放原位测定装置的进一步可选的方案，所述底泥磷释放原位测定装置还包括取样管和抽吸件；

10、所述取样管的一端穿入所述柱芯培养管内，所述取样管的另一端与所述抽吸件连接。

11、作为对所述底泥磷释放原位测定装置的进一步可选的方案，所述底泥磷释放原位测定装置还包括柔性连接管，所述取样管的另一端通过所述柔性连接管与所述抽吸件连接。

12、作为对所述底泥磷释放原位测定装置的进一步可选的方案，所述抽吸件为注射器。

13、作为对所述底泥磷释放原位测定装置的进一步可选的方案，所述固定架上设置有配重件。

14、作为对所述底泥磷释放原位测定装置的进一步可选的方案，所述柱芯培养管包括竖直设置的管体和嵌于所述管体底部的弹性塞。

15、本实用新型的实施例具有如下有益效果：

16、使用上述底泥磷释放原位测定装置测定湖泊底泥磷释放通量时，先利用柱芯培养管采集湖泊沉积物，然后将容纳有湖泊沉积物的柱芯培养管固定在固定架上。抽取柱芯培养管中的水样后，将固定架投放在采样位置。原位培养一定时间后，根据标记件找到固定架，并再次抽取柱芯培养管中的水样，进而通过水中磷含量的变化计算底泥磷释放通量。

17、与质量平衡法相比，上述底泥磷释放原位测定装置适用于难以准确估算磷入湖量的水体，并能够针对性地测定湖泊局部区域的底泥磷释放通量，有利于评估湖泊内部的空间差异。与表层底泥培养法相比，上述底泥磷释放原位测定装置采用柱芯培养管采集湖泊沉积物，不会破坏底泥的物理层状结构，有利于还原湖泊中内源磷释放的真实情况。与底泥柱芯培养法相比，上述底泥磷释放原位测定装置通过原位培养，能够确保测定结果与湖泊中的真实情况的一致性，且采集得到的湖泊沉积物样品随柱芯培养管和固定架投放在原位，无需立即带回实验室，降低了野外监测工作者的工作难度。与dgt技术相比，上述底泥磷释放原位测定装置能够准确反映湖泊的底泥磷释放，精度高，能够实现定量分析。

18、为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显和易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。

技术特征：

1.一种底泥磷释放原位测定装置，其特征在于，包括固定架、柱芯培养管和标记件；

2.根据权利要求1所述的底泥磷释放原位测定装置，其特征在于，所述底泥磷释放原位测定装置包括至少三个所述柱芯培养管，所述至少三个柱芯培养管均与所述固定架固定连接。

3.根据权利要求2所述的底泥磷释放原位测定装置，其特征在于，所述柱芯培养管的数量为三个，三个所述柱芯培养管位于所述固定架的中部，其中一个所述柱芯培养管与另外两个所述柱芯培养管的距离相等。

4.根据权利要求1、2或3所述的底泥磷释放原位测定装置，其特征在于，所述标记件包括牵引绳和浮标，所述牵引绳的一端与所述浮标连接，所述牵引绳的另一端与所述固定架连接。

5.根据权利要求1所述的底泥磷释放原位测定装置，其特征在于，所述底泥磷释放原位测定装置还包括取样管和抽吸件；

6.根据权利要求5所述的底泥磷释放原位测定装置，其特征在于，所述底泥磷释放原位测定装置还包括柔性连接管，所述取样管的另一端通过所述柔性连接管与所述抽吸件连接。

7.根据权利要求5或6所述的底泥磷释放原位测定装置，其特征在于，所述抽吸件为注射器。

8.根据权利要求1、2或3所述的底泥磷释放原位测定装置，其特征在于，所述固定架上设置有配重件。

9.根据权利要求1、2或3所述的底泥磷释放原位测定装置，其特征在于，所述柱芯培养管包括竖直设置的管体和嵌于所述管体底部的弹性塞。

技术总结
本技术提供一种底泥磷释放原位测定装置，涉及环境监测领域。底泥磷释放原位测定装置包括固定架、柱芯培养管和标记件；柱芯培养管竖直设置，柱芯培养管与固定架固定连接，柱芯培养管用于采集并容纳湖泊沉积物；标记件设置于固定架，标记件用于标记固定架的投放位置。底泥磷释放原位测定装置能够针对性地测定湖泊局部区域的底泥磷释放通量，有利于评估湖泊内部的空间差异；不会破坏底泥的物理层状结构，有利于还原湖泊中内源磷释放的真实情况；通过原位培养，能够确保测定结果与湖泊中的真实情况的一致性，且降低了野外监测工作者的工作难度；精度高，能够实现定量分析。

技术研发人员：刘律,吕远,黄栋,霍九坤,刘佳豪,董晓丽,李炎,向龙,饶智华,张春雨,李艳
受保护的技术使用者：武汉市市政建设集团有限公司
技术研发日：20230810
技术公布日：2024/2/6