Способ моделирования процессов самоочищения в донных отложениях и устройство для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК C02F3/00 G01N33/18 

На чертеже изображено устройство для моделирования процессов самоочищения в донных отложениях.

Устройство состоит из разъемных цилиндров 1, устойчивых к изменению давления, бункера 2, вентиля 3 и перфорированного днища 4. По вертикали цилиндра вмонтировано смотровое стекло 5, необходимое для изучения состояния среды в устройстве. Цилиндр по всей высоте имеет щель 6, заполненную водонепроницаемым материалом. Устройство с помощью штатива 7 установлено на колебательном механизме 8.

Устройство работает следующим образом.

В разъемный цилиндр равномерно укладывается песчано-гравиевый грунт. По мере заполнения нижней части устройства к нему присоединяют оставшиеся части цилиндра. Верхний слой песка имеет преимущественное значение, а нижележащие слои преимущественно служат для механической поддержки. В связи с этим верхний слой имеет наибольшую толщину, затем предусмотрен слой крупного песка, мелкого, среднего и крупного гравия. Общая толщина 0,8-1,Ом.

Толщина отдельных слоев и диаметр зерен приведены в таблице.

Заливают цилиндр исследуемой водой, отрегулировав вентиль 3 так, что скорость фильтрации воды составляет 0,05-0,1 м/ч, что отрицательно не влияет на образование биологической пленки. Толщина фильтрующего слоя воды над песком поддерживается на одном и том же уровне -1м.

Через 1-3 сут на песчано-гравиевом слое- формируется биологическая пленка, образующаяся путем задержки из воды минеральных, коллоидных веществ, различных органических остатков и развивающихся биоценозов. Для гидрохимических наблюдений и экспериментов используют песок и воду исследуемого природного водоема, морской среды.

Цилиндр с созревшей биологической пленкой заливают водой с донными отложениями изучаемого водоема либо добавляют в воду предполагающиеся для изучения отходы и материалы сброса.

Незначительные колебания воды, имеющие место в естественных условиях, ими- тируют при помощи колебательного механизма, установленного в подставке. Температура в устройстве поддерживается в соответствии с таковой изучаемого природного водоема и морской среды. Глубину водной среды имитируют путем изменения давления внутри устройства. Водонепроницаемый эластичный материал, вмонтированный в цилиндр, обеспечивает возможность динамического контроля разных стадий процессов самоочищения. Пробу собирают с помощью шприца, прокалывая эластичный слой 5.

Пример. После заполнения цилиндра грунтом, сборки цилиндров, пропускания воды и образования биологической пленки,

0 проводят введение отходов и материалов сброса (хозяйственно-промышленных) и воды исследуемого водоема. При этом обеспечиваются соответствующие условия, температура среды и имитируется глубина

5 водоема, фиксируется время начала эксперимента. Периодически извлекаются порции жидкости для изучения ее состава.

Предлагаемое устройство, имитирующее модель экосистемы водной среды, по0 зволяет стандартизировать условия экспериментальных исследований для проведения сопоставимых результатов в динамике процесса.

Кроме того, устройство позволяет про5 изводить забор проб на разных уровнях эко- системы, исключая взмучивание и перемешивание слоев, тем самым повышается достоверность исследований.

Указанные преимущества способа и ус0 тройства позволяют моделировать условия, приближающиеся к естественным условиям изучаемого водоема, а следовательно, повысить объективность результатов исследований,

5 Формула изобретения

1.Способ моделирования процессов самоочищения в донных отложениях, включающий исследование отдельных ингредиентов, отличающийся тем, что,

0 с целью совершенствования исследований путем их приближения к естественным условиям, предварительно подготавливают песчано-гравиевый грунт изучаемого водоема путем пропускания воды до образования

5 биологической пленки, затем к грунту добавляют материалы сброса, имитирующие донные отложения, заливают воду изучаемого водоема, содержащую гидробионты, доводят температуру воды и ее колебание

0 до величин, приближенных к естественным, исследуют процессы трансформации и миграции химических компонентов в различных слоях емкости путем лабораторных анализов, а глубину водоема имитируют пу5 тем изменения давления внутри устройства до величины, соответствующей глубине исследуемого водоема.

2.Устройство для моделирования процессов самоочищения в донных отложениях, содержащее емкость, заполненную

изучаемой средой, отличающееся тем, что, с целью совершенствования моделирования путем приближения модели к естественным условиям изучаемой экосистемы и возможности изучения процесса в динамике, емкость выполнена в виде устойчивых к изменению давления разъемных цилиндров, присоединенного к нижнему цилиндру бункера с вентилем и перфорированного днища, размещенного между нижним цилиндром и бункером, в цилиндрах выполнены щели из эластичного водонепроницаемого материала и устройство снабжено смотровым стеклом и колебательным механизмом.

Изобретение относится к исследованию и моделированию процессов самоочищения в донных отложениях для обеспечения охраны окружающей среды и может быть использовано для изучения поведения различных видов загрязнений в водной среде в модельных условиях. С целью совершенствования исследований за счет их приближения к естественным условиям в способе моделирования в качестве изучаемой среды используют песчано-гравиевый грунт с предварительно подготовленной биологической пленкой, а в системе - донные отложения, вода, гидробионты с последующим изучением процессов миграции и трансформации химических компонентов. С целью совершенствования моделирования за счет приближения модели к естественным условиям изучаемой экосистемы и возможности изучения процесса в динамике устройство для моделирования выполнено в виде разъемных цилиндров, устойчивых к изменению давления, причем к нижнему цилиндру присоединен бункер с вентилем. Бункер отделен от цилиндра перфорированным днищем, а разъемный цилиндр по всей высоте имеет щель из эластичного водонепроницаемого материала и смотровое стекло, кроме того устройство с помощью штатива установлено на колебательном механизме. Изобретение позволяет моделировать условия, приближающиеся к естественным условиям изучаемого водоема, а следовательно, повысить объективность результатов исследований. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1

.5

-6