Способ моделирования процессов самоочищения в донных отложениях и устройство для его осуществления

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (и)э С 02 F 3 00. G О1 N 33/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4479077/26 (22) 29.08.88 (46) 07,08.91. Бюл. М 29 (71) Одесский медицинский институт им.

Н.И.Пирогова (72) Н.Н.Надворный, Ю.С.Руденко, В.А.Колоденко и Г.М.Федоров (53) 628.356 (088.8) (56) Руководство по организации наблюдений, проведению работ и выдаче разрешений на сброс отходов в море с целью захоронения. /Под ред. канд.геогр.наук

И.А.Шалыгина. — М.:. Московское отделение гидрометеоиэдата, 1984, с, 25 — 26. (54) СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОB САМООЧИЩЕНИЯ В ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к исследованию и моделированию процессов самоочищения в донных отложенияхдля 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 есИзобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано для изучения поведения различных видов загрязнений и процессов самоочищения в водной среде в модельных условиях.

Цель изобретения — совершенствование исследований за счет их приближения к естественным условиям, а также совершенствование моделирования за счет приближения модели к естественным условиям

„„SU „„1668314 А1 тественным условиям в способе моделирования в качестве изучаемой среды используют песчано-гравие вый 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 эа счет приближения модели к естественным условиям изучаемой экосистемы и возможности изучения процесса в динамике устройство для моделирования выполнено в виде разьемных 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 иэ 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 иссле дований. 2 с.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл. изучаемой экосистемы и возможности изучения процесса в динамике.

Согласно способу, заключающемуся в заполнении емкости песчано-гравиевым грунтом, формирование грунта проводится до созревания биологической пленки и последующего внесения загрязняющих веществ и исследования процессов трансформации и диффузии веществ.

1668314

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, необхо, димое для изучения состояния среды в уст, ройстве. 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 служатдля 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 — 1,0 м.

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 — 1 м.

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, имитируют 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, Бодонепрони5

55 цаемый 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, проводят введение отходов и материалов сброса (хозяйственно-промышленных) и воды исследуемого водоема. При этом обеспечиваются соответствующие условия, температура среды и имитируется глубина водоема, фиксируется время начала эксперимента. Периодически извлекаются порции жидкости для изучения ее состава.

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

Кроме того, устройство позволяет производить забор проб на разных уровнях экосистемы, исключая взмучивание и перемешивание слоев, тем самым повышается достоверность исследований.

Укаэанные преимущества способа и устройства позволяют моделировать условия, приближающиеся к естественным условиям изучаемого водоема, а следовательно, повысить объективность результатов исследований.

Формула изобретения

1. Способ моделирования процессов самоочищения в донных отложениях, включающий исследование отдельных ингредиентов, отличающийся тем, что, с целью совершенствования исследований путем их приближения к естественным условиям, предварительно подготавливают песчано-гравиевый грунт изучаемого водоема путем пропускания воды до образования биологической пленки, затем к грунту добавляют материалы сброса, имитирующие донные отложения, заливают воду изучаемого водоема, содержащую гидробионты, доводят температуру воды и ее колебание до величин, приближенных к естественным, исследуют процессы трансформации и миграции химических компонентов в различных слоях емкости путем лабораторных анализов, а глубину водоема имитируют путем изменения давления внутри устройства до величины, соответствующей глубине исследуемогоо водоема.

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

1668314

Составитель Л.Суханова

Техред M.Моргентал Корректор М.Кучерявая

Редактор И.Дербак

Заказ 2622 Тираж /gal Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 изучаемой средой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью совершенствования моделирования путем приближения модели к естественным условиям изучаемой экосистемы и воэможности изучения процесса в динамике, емкость выполнена в виде устойчивых к изменению давления разьемных цилиндров, присоединенного к нижнему цилиндру бункера с вентилем и перфорированного днища, размещенного между нижним цилиндром и бункером, в цилиндрах выполнены щели

5 из эластичного водонепроницаемого материала и устройство снабжено смотровым стеклом и колебательным механизмом,