沉積物捕獲器的主要用途及作用
用戶：中國(guó)海洋大學(xué)
一、用途
沉積物捕獲器（sediment trap）是一種"沉放在水中一定深度按照預(yù)先設(shè)置的工作程序自動(dòng)定時(shí)收集水中沉降顆粒物質(zhì)"的采樣設(shè)備，因此其主要用途是采集一定時(shí)間內(nèi)從水中沉降的顆粒物質(zhì)。這些物質(zhì)既包括有機(jī)顆粒，也包括無機(jī)顆粒，還包括吸附在這些顆粒上的化學(xué)元素。其樣品的突出特點(diǎn)是：既有準(zhǔn)確的時(shí)間，又有準(zhǔn)確的數(shù)量。還有很高的時(shí)間分辨率。所以沉積物捕獲器不僅已成為目前進(jìn)行河流、河口、湖泊、海洋等顆粒物質(zhì)通量研究最直接和最有效的取樣手段，而且也成為進(jìn)行沉積速率和顆粒物質(zhì)遷移定量化研究的重要手段。
二、應(yīng)用領(lǐng)域及范圍
自上世紀(jì)70年代末第一臺(tái)沉積物捕獲器問世以來，隨著研究發(fā)展的需要，捕獲器的應(yīng)用范圍和領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，至今已成功地應(yīng)用于以下范圍和領(lǐng)域：
1、應(yīng)用范圍：
（1）陸上的河流和湖泊；
（2）河口和50m水深以內(nèi)的近岸水域；
（3）淺海和大洋
2、應(yīng)用的主要研究領(lǐng)域
（1）顆粒物質(zhì)通量研究，包括河流、河口、湖泊、海洋中的顆粒物質(zhì)通量及其時(shí)空變化。
（2）海洋沉積學(xué)研究，主要包括現(xiàn)代沉積速率及其定量化研究、以及沉積物質(zhì)的來源及其遷移擴(kuò)散規(guī)律的定量化研究；
（3）全球變化研究，主要針對(duì)碳循環(huán)、顆粒有機(jī)碳及生物地球化學(xué)循環(huán)等進(jìn)行研究；
（4）海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)研究，主要針對(duì)近海污染物質(zhì)的來源、數(shù)量、擴(kuò)散路徑、影響范圍和影響程度等進(jìn)行系統(tǒng)的和定量化的監(jiān)測(cè)與研究；
（5）海洋地球化學(xué)研究，主要針對(duì)吸附元素的來源、遷移、堆積和對(duì)海洋的貢獻(xiàn)等進(jìn)行研究；
（6）海洋工程調(diào)查與研究，主要是針對(duì)泥砂的淤積、運(yùn)移和海底侵蝕等進(jìn)行研究。
三、利用捕獲器能夠解決的主要問題
僅就地質(zhì)研究與環(huán)境監(jiān)測(cè)而言，可以解決以下主要問題：
1、研究區(qū)顆粒物質(zhì)通量及其時(shí)空變化
包括顆粒物質(zhì)通量的構(gòu)成、顆粒物質(zhì)的組成及數(shù)量、同源及異源物質(zhì)的貢獻(xiàn)、以及在不同地點(diǎn)、不同深度和不同時(shí)間（如月、季節(jié)、年等）顆粒物質(zhì)通量及組成的變化特征和規(guī)律等。
2、研究區(qū)顆粒物質(zhì)的組成特征及其來源和搬運(yùn)過程
包括異源顆粒物質(zhì)的組成及結(jié)構(gòu)特征、所占比例、遷移或擴(kuò)散路徑、以及它們的分布和變化（包括隨時(shí)間的變化）特征等
3、研究區(qū)的現(xiàn)代沉積速率
包括沉積物質(zhì)總的沉積速率和不同生物殼體的沉積速率。
4、研究區(qū)的地球化學(xué)和生物地球化學(xué)特征
包括同源和異源物質(zhì)的化學(xué)組成特征、元素的賦存狀態(tài)、以及它們的分布和變化特征等，特別是通過對(duì)顆粒有機(jī)碳的研究，可提供有關(guān)生物地球化學(xué)循環(huán)和環(huán)境氣候變化的重要信息。
5、可實(shí)現(xiàn)對(duì)研究區(qū)環(huán)境污染狀況的長(zhǎng)期連續(xù)監(jiān)測(cè)
主要包括：
1） 污染源的特征及其變化；
2） 污染物的組成、來源、數(shù)量及其隨時(shí)間的變化；
3） 污染物質(zhì)的遷移擴(kuò)散路徑、分布變化特征及其影響范圍和影響程度；
4） 環(huán)境污染的現(xiàn)狀及演變趨勢(shì)評(píng)價(jià)
6、可為海底工程調(diào)查提供以下資料
1）泥沙沉淤狀況的連續(xù)定量監(jiān)測(cè)。
2）海底侵蝕狀況的連續(xù)觀測(cè)。
3）泥沙運(yùn)移狀況的連續(xù)定量監(jiān)測(cè)。
4）對(duì)風(fēng)暴條件下的泥沙沉淤和運(yùn)移狀況的觀測(cè)。
四、沉積物捕獲器的布設(shè)方式
根據(jù)研究目的和需要解決的問題，對(duì)沉積物捕獲器的布設(shè)主要有兩種方式：
1、單點(diǎn)布設(shè)
主要用于顆粒通量研究?？梢栽谠O(shè)定的地點(diǎn)布設(shè)一套錨系，根據(jù)需要在不同深度安置一臺(tái)或多臺(tái)捕獲器，目的是了解不同深度處的物質(zhì)通量及其構(gòu)成的變化情況。
2、多點(diǎn)布設(shè)（即捕獲器陣列布設(shè)）
主要用于對(duì)顆粒通量的橫向變化以及物質(zhì)的來源、遷移擴(kuò)散和分布變化等研究?？梢栽谠O(shè)定的多個(gè)地點(diǎn)（一條剖面或者一個(gè)陣列）布設(shè)相同設(shè)置的錨系，并將捕獲器均設(shè)置在相同的深度和相同的進(jìn)行采樣。這樣所獲得的是一套具有準(zhǔn)確時(shí)空概念的數(shù)據(jù)。目前這樣的數(shù)據(jù)不僅國(guó)內(nèi)，就是國(guó)外也尚未見有報(bào)道。此類設(shè)置可以獲得具有重大價(jià)值的研究結(jié)果，但是其耗資很大，因此進(jìn)行此類布設(shè)前必須目標(biāo)明確，需要精心策劃和計(jì)算。所需要的捕獲器數(shù)量，根據(jù)研究目標(biāo)和實(shí)際財(cái)力來決定。
五、深海沉積物捕獲器技術(shù)參數(shù)
用于捕獲不同水深的沉積物顆粒
工作水深 6000 m 入口直徑 Φ 800 mm
取樣瓶數(shù) 24 單瓶容積 500ml
工作方式 水下自容 供電方式 電池供電
工作時(shí)間 18個(gè)月 工作節(jié)拍 用戶設(shè)定
驅(qū)動(dòng)方式 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng) 外形尺寸 Φ 1 m X 1.8 m
設(shè)備重量 80 kg
