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      一種用于水生動(dòng)物毒性實(shí)驗(yàn)的自動(dòng)流動(dòng)換水裝置的制作方法

      文檔序號(hào):365220閱讀:227來源:國知局
      專利名稱:一種用于水生動(dòng)物毒性實(shí)驗(yàn)的自動(dòng)流動(dòng)換水裝置的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本實(shí)用新型涉及一種流動(dòng)換水裝置,特別地涉及一種用于水生毒理學(xué)中毒性實(shí)驗(yàn) 的自動(dòng)流動(dòng)換水裝置。
      技術(shù)背景經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展在提高人類生活水平的同時(shí),也帶來了諸多環(huán)境污染問題,其中 水體污染是目前比較嚴(yán)峻的環(huán)境問題之一,而水體沉積物是各種有毒物質(zhì),特別是重金屬 和有機(jī)污染物的富集場所,不僅直接危害水生生物,特別是底棲動(dòng)物的生存,還可能通過食 物鏈的放大傳遞而威脅到其他生物,包括人類的健康,甚至威脅到整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)。因此,開 展水體沉積物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是環(huán)境毒理學(xué)領(lǐng)域中的一個(gè)重要方向,也是亟需開展的一項(xiàng)工作。 進(jìn)行水體沉積物毒性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的一個(gè)重要手段就是進(jìn)行毒性實(shí)驗(yàn),主要包括急性毒性實(shí)驗(yàn) 和累積實(shí)驗(yàn)。水生毒理學(xué)試驗(yàn)常常被用于評(píng)價(jià)水環(huán)境中毒害污染物的生態(tài)毒性,進(jìn)而對(duì)水生態(tài) 環(huán)境進(jìn)行合理的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。河流與海洋中的沉積物是許多毒害污染物進(jìn)入水體后的主 要?dú)w宿,沉積物也常被研究人員作為了解水體污染程度的有效研究對(duì)象。因此準(zhǔn)確評(píng)價(jià)沉 積物污染狀況及其生態(tài)毒性,是開展水環(huán)境污染控制和治理研究的一項(xiàng)重要任務(wù)。水體的 流動(dòng)給水生生物提供了一個(gè)良好的水質(zhì)環(huán)境,在一般的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中是無法完全按照河流 與海洋的水流流動(dòng)來開展實(shí)驗(yàn)的,如果不及時(shí)更換水生動(dòng)物的試驗(yàn)用水,對(duì)水生生物生存 影響最大的幾個(gè)因素,例如溶解氧、電導(dǎo)率、PH值和硬度等水質(zhì)參數(shù)也會(huì)隨之改變,最終導(dǎo) 致試驗(yàn)失敗。但是,長時(shí)間的水生毒理試驗(yàn),尤其是需要連續(xù)開展幾個(gè)月的慢性毒理試驗(yàn), 依靠人工每日換水,需要耗費(fèi)大量人力。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和實(shí)驗(yàn)手段的創(chuàng)新,給生 態(tài)毒理學(xué)研究者提供了新的思維和研究工具,使生態(tài)毒理學(xué)研究從靜態(tài)毒理實(shí)驗(yàn)向動(dòng)態(tài)毒 理實(shí)驗(yàn)發(fā)展,從費(fèi)時(shí)費(fèi)力的人工換水向自動(dòng)流動(dòng)換水方式改變。如何研究簡單方便、經(jīng)濟(jì)實(shí) 用的水生毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置,并且成功運(yùn)用于沉積物毒理試驗(yàn)中,是很多水生毒理學(xué)研究者 的課題之一。
      發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有沉積物毒理實(shí)驗(yàn)需要人工手動(dòng)換水,費(fèi)時(shí)費(fèi)力, 降低科研人員的工作效率和試驗(yàn)的成功率的缺陷,提供了一種投資少,操作簡便,可以用于 利用水生動(dòng)物開展沉積物毒性實(shí)驗(yàn)的自動(dòng)流動(dòng)換水裝置。本裝置可以對(duì)實(shí)驗(yàn)中模擬的各 類小型水環(huán)境進(jìn)行定時(shí)和定量的自動(dòng)換水,不僅可以運(yùn)用于急性毒性試驗(yàn)和慢性毒性試驗(yàn) 中,而且可用于相關(guān)水生動(dòng)物的生物有效性、生物累積和生物降解等試驗(yàn)的研究。本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型的用于水生動(dòng)物毒性實(shí)驗(yàn)的自動(dòng)流動(dòng)換水裝置,其特征在于,包括支 架,在支架上設(shè)有一組以上的換水裝置,該換水裝置包括分配池和位于分配池正下方的樣 品池,分配池底部具有若干個(gè)孔,在樣品池中,分配池底部孔的正下方設(shè)有與孔相對(duì)應(yīng)的若干個(gè)上方開口的容器,容器的開口端下部側(cè)壁上設(shè)有具有攔截網(wǎng)的排水孔,在樣品池的底 部設(shè)有加熱棒和排水管,排水管的進(jìn)水端的開口面高于加熱棒,低于容器的排水孔,分配池 與能定時(shí)開關(guān)的水源相連通。優(yōu)選,在所述的分配池中設(shè)有若干個(gè)間隔板,能將分配池間隔成若干個(gè)小分配池, 每個(gè)小分配池都與能定時(shí)開關(guān)的水源相連通。優(yōu)選,所述的支架支撐于安全柜上,所述的水源為一蓄水池,設(shè)于在安全柜內(nèi)的一 側(cè),通過蓄水池內(nèi)設(shè)有的受控而間歇式工作的上水泵將水泵至分配池中,在該蓄水池的上 方還設(shè)有氣泵,其輸氣管通入蓄水池中,該氣泵泵入氣體經(jīng)其輸氣管往蓄水池內(nèi)的水通氣, 保證水中溶解氧量,在安全柜內(nèi)的另一側(cè)設(shè)有廢水池,廢水池中設(shè)有裝填有活性炭和過濾 棉布的過濾裝置,所述排水管的排水端插入該過濾裝置中??梢愿鶕?jù)試驗(yàn)要求在蓄水池里 加不同的水來給毒理試驗(yàn)換水,廢水經(jīng)過廢水池中的含有活性炭和過濾棉布的過濾裝置處 理后再排出系統(tǒng),符合環(huán)保要求。所述的上水泵的電源輸入引線經(jīng)定時(shí)器與電源相連,通過定時(shí)器控制上水泵的工 作頻率和工作時(shí)間,從而控制分配池進(jìn)水的頻率和進(jìn)水量。在某個(gè)特定的時(shí)間將上水泵的 電源輸入引線接上電源,通過定時(shí)器控制上水泵的工作時(shí)間,確定換水的持續(xù)時(shí)間,從而確
      定換水量。所述的上水泵的電源輸入引線經(jīng)自動(dòng)間歇式電開關(guān)與電源相連,通過自動(dòng)間歇式 電開關(guān)控制上水泵的間歇式工作,從而控制上水泵的工作頻率以及工作時(shí)間,進(jìn)而控制分 配池進(jìn)水的頻率和進(jìn)水量,確定換水的持續(xù)時(shí)間,最終確定換水量。上水泵工作過程是這樣 的,對(duì)自動(dòng)間歇式開關(guān)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)定,使其某些特定的時(shí)間開啟,使上水泵開始工作,將水 泵至分配池中,流入樣品池中的容器中,使容器達(dá)到換水的目的,開啟一定的時(shí)間后,然后 關(guān)閉,進(jìn)而關(guān)閉上水泵,從而達(dá)到自動(dòng)換水的目的。優(yōu)選,在所述的分配池底部每個(gè)孔上嵌套有一注射器,注射器不僅起到將分配池 內(nèi)的水分配到各個(gè)容器的作用,還能夠控制水的流速,可以保證換水時(shí)不會(huì)導(dǎo)致沉積物的 擾動(dòng),從而給生物提供一個(gè)穩(wěn)定的暴露環(huán)境,將外界對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾降低到最小,所述的 樣品池由透明材料制作,在該樣品池一側(cè)外壁上安有熒光燈,可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求改變燈光 顏色和強(qiáng)度,保證水生毒理實(shí)驗(yàn)在最適合的光照條件下進(jìn)行,在所述的樣品池中設(shè)有溫度 計(jì),能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測實(shí)驗(yàn)溫度,在所述的樣品池中設(shè)有循環(huán)水泵,循環(huán)水流泵可促進(jìn)水體流 動(dòng),從而避免水體局部過熱。優(yōu)選,所述的換水裝置具有兩組,即第一換水裝置和第二換水裝置,呈上下排列, 兩個(gè)換水裝置的分配池中都具有1個(gè)間隔板,將每個(gè)分配池間隔成兩個(gè)小分配池,兩個(gè)換 水裝置的排水管為同一根排水管,該排水管穿過第一換水裝置和第二換水裝置的樣品池, 在位于第二換水裝置的樣品池內(nèi)的排水管上具有一缺口,作為第二換水裝置的樣品池中的 排水管的開口端。所述的廢水池優(yōu)選連有排污的廢水泵,利用該廢水泵將廢水排出。所述的樣品池、分配池和安全柜優(yōu)選采用透明的有機(jī)玻璃制成,使實(shí)驗(yàn)人員能直 觀及時(shí)地獲得試驗(yàn)的運(yùn)行狀況。本實(shí)用新型的用于水生動(dòng)物毒性實(shí)驗(yàn)的自動(dòng)流動(dòng)換水裝置,通過能自動(dòng)開關(guān)的水 源將水按時(shí)定量的分配到分配池中,流至樣品池中的容器中,從而對(duì)樣品池中的容器進(jìn)行自動(dòng)換水,實(shí)現(xiàn)了換水量和換水頻率的自動(dòng)工作,方便控制,節(jié)約用水。本實(shí)用新型,結(jié)構(gòu)簡 單,制造方便,攔截網(wǎng)的排水孔,不僅可以及時(shí)排出換掉的水,又能保證實(shí)驗(yàn)生物不因換水 而流失,另外,也使實(shí)驗(yàn)在一個(gè)恒定水量條件下進(jìn)行,實(shí)驗(yàn)結(jié)果更可靠;樣品池內(nèi)配有的加 熱棒,在水溫較低時(shí)可以進(jìn)行加熱,保持恒溫條件。因此本實(shí)用新型與傳統(tǒng)的人工手動(dòng)換水費(fèi)時(shí)費(fèi)力相比,本實(shí)用新型操作簡單方 便,省時(shí)省力。毒理試驗(yàn)一般要求有多個(gè)平行對(duì)照試驗(yàn)和多個(gè)樣品試驗(yàn),人工手動(dòng)換水消耗 了實(shí)驗(yàn)人員大部分的科研時(shí)間,同時(shí)會(huì)使水生毒理試驗(yàn)中的沉積物產(chǎn)生再懸浮,對(duì)生物造 成干擾,而且很難保證平行樣之間的一致性。本實(shí)用新型不僅可以同時(shí)對(duì)多個(gè)平行樣定時(shí) 定量地進(jìn)行自動(dòng)換水,節(jié)省時(shí)間,提高工作效率,同時(shí)也提供了一個(gè)恒溫水浴的實(shí)驗(yàn)環(huán)境, 為毒性實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行提供了完備的條件;

      圖1是本實(shí)用新型的用于水生動(dòng)物毒性實(shí)驗(yàn)的自動(dòng)流動(dòng)換水裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;圖2是圖1中A-A處的剖面圖。
      具體實(shí)施方式
      以下是對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步說明,而不是對(duì)本實(shí)用新型的限制。實(shí)施例1 如圖1和圖2所示,本實(shí)施例的用于水生動(dòng)物毒性實(shí)驗(yàn)的自動(dòng)流動(dòng)換水裝置,包括 呈長方體的安全柜2(長X寬X高=150cmX90cmX20cm)和支撐于安全柜上面的支架1, 在支架1上設(shè)有呈上下排列的兩組換水裝置31、32,即上方的第一換水裝置31和下方的第 二換水裝置32。兩組換水裝置是相同的,以第一換水裝置31為例對(duì)換水裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說 明,該換水裝置31包括呈長方體的第一分配池5(長X寬X高=IOOcmX60cmX IOcm)和 位于第一分配池5正下方的第一樣品池4(長X寬X高=123CmX64CmX16Cm),第一分配 池5和第一樣品池4由透明有機(jī)玻璃甲基丙烯酸甲酯(PMMA,又稱亞克力)制成,第一分配 池5底部具有50個(gè)圓孔,在每個(gè)圓孔上嵌套有一 50ml的醫(yī)用注射器6,在第一分配池5中 間具有一間隔板20,將第一分配池5間隔成兩個(gè)小分配池51和52,每個(gè)小分配池中具有25 個(gè)圓孔,在第一樣品池4中,第一分配池5底部孔的正下方設(shè)有與孔相對(duì)應(yīng)的50個(gè)400ml 的燒杯7,燒杯7的開口端下部側(cè)壁上設(shè)有具有攔截網(wǎng)的排水孔71,該排水孔71能使多余 的水從燒杯7流到第一樣品池4里,而其它物質(zhì)(如毒理試驗(yàn)用的水生動(dòng)物、沉積物)不能 自由流出,從而達(dá)到換水目的,在第一樣品池4的底部設(shè)有加熱棒8和由PVC材料制成的排 水管9,加熱棒通過吸盤安裝在第一樣品池4底部的內(nèi)壁上,排水管9的進(jìn)水端的開口面高 于加熱棒8,低于燒杯7的排水孔71,在第一樣品池4內(nèi)還設(shè)有溫度計(jì)21,便于檢測樣品池 內(nèi)的水溫,在第一樣品池4 一側(cè)的外壁上設(shè)有熒光燈11,該熒光燈11通過吸盤安裝在該外 壁上,可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求改變燈光顏色和強(qiáng)度,保證水生毒理實(shí)驗(yàn)在最適合的光照條件下 進(jìn)行,在第一樣品池4內(nèi)還設(shè)有循環(huán)水泵12。第二換水裝置與第一換水裝置相同,也具有上 述結(jié)構(gòu)。在安全柜2內(nèi)的左側(cè)設(shè)有蓄水池13,可以根據(jù)試驗(yàn)要求在蓄水池里加不同的水來 給毒理試驗(yàn)換水,在該蓄水池的上方還設(shè)有氣泵22,其輸氣管221通入蓄水池中,該氣泵22 泵入氣體經(jīng)其輸氣管221往蓄水池13內(nèi)的水通氣,保證水中溶解氧量,在蓄水池13中設(shè)有4個(gè)上水泵14,即上水泵A、B、C和D,4個(gè)上水泵A、B、C和D的輸出端分別為4個(gè)小分配池 51、52、53和M輸送水,每個(gè)上水泵的電源輸入引線經(jīng)定時(shí)器18與電源19相連。在安全柜 2內(nèi)的右側(cè)設(shè)有廢水池15,廢水池15中設(shè)有裝填有活性炭和過濾棉布的過濾裝置16。兩組 換水裝置的排水管為同一根排水管9,該排水管穿過第一樣品池4和第二換水裝置的第二 樣品池10,排水管9在第一樣品池的進(jìn)水端的開口面離第一樣品池底壁內(nèi)壁距離為km,使 上面樣品池里廢水液面高于該管口高度時(shí),水自動(dòng)從排水管9進(jìn)水端流入,經(jīng)排水管9的排 水端排出,在位于第二樣品池10內(nèi)的排水管上具有一缺口 101,該缺口 101離第二樣品池底 部內(nèi)壁距離為4cm,作為第二樣品池10中的排水管的開口端,這樣的話,樣品池中就有4cm 的水可以給實(shí)驗(yàn)提供恒溫水浴條件,該排水管9的排水端插入過濾裝置16中,樣品池中的 廢水經(jīng)過排水管9,再經(jīng)含有活性炭和過濾棉布的過濾裝置16過濾處理后再排出系統(tǒng),使 排出的水符合環(huán)保要求。該廢水池還連有排污的廢水泵17,經(jīng)過處理后的污水經(jīng)該廢水泵 排出。本實(shí)施例的用于水生動(dòng)物毒性實(shí)驗(yàn)的自動(dòng)流動(dòng)換水裝置是這樣使用的實(shí)驗(yàn)按 照美國環(huán)保局(USEPA)的標(biāo)準(zhǔn)方法(USEPA 600/R-99/064, 2000)所建議的指標(biāo)進(jìn)行,急性 毒性試驗(yàn)選定5個(gè)加標(biāo)濃度,然后在每個(gè)濃度以8個(gè)平行樣,并加入8個(gè)空白。IOOg加標(biāo) 老化過的濕沉積物置于400ml的燒杯中,加入250ml上覆水,靜置過夜待水體澄清后,加入 10只實(shí)驗(yàn)室內(nèi)培育的水生動(dòng)物。通過上水泵的電源輸入引線上的定時(shí)器的控制,控制上 水泵的開關(guān)時(shí)間和換水的持續(xù)時(shí)間,使得燒杯內(nèi)水每天自動(dòng)換水兩次,每次每個(gè)燒杯換水 100-200ml,保證溶解氧濃度高于5mg/L,每日監(jiān)測溫度、溶解氧、電導(dǎo)率、pH等水質(zhì)參數(shù)。當(dāng) 溫度過低時(shí)啟動(dòng)加熱棒,并通過熒光燈控制光暗時(shí)間比和光強(qiáng),模擬生態(tài)系統(tǒng)的真實(shí)環(huán)境。 10天實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),計(jì)算水生動(dòng)物的存活率。實(shí)施例2 本實(shí)施例基本與實(shí)施例1相同,只是上水泵的電源輸入引線經(jīng)過自動(dòng)間歇式開關(guān) 與電源相連。這樣的話,在做水生動(dòng)物毒性實(shí)驗(yàn)的時(shí)候,通過對(duì)自動(dòng)間歇式開關(guān)的設(shè)定,使得自 動(dòng)間歇式開關(guān)在特定的時(shí)間開啟一定的時(shí)間,然后關(guān)閉,無需任何人工,達(dá)到自動(dòng)定時(shí)換水 的目的。
      權(quán)利要求1.一種用于水生動(dòng)物毒性實(shí)驗(yàn)的自動(dòng)流動(dòng)換水裝置,其特征在于,包括支架,在支架上 設(shè)有一組以上的換水裝置,該換水裝置包括分配池和位于分配池正下方的樣品池,分配池 底部具有若干個(gè)孔,在樣品池中,分配池底部孔的正下方設(shè)有與孔相對(duì)應(yīng)的若干個(gè)上方開 口的容器,容器的開口端下部側(cè)壁上設(shè)有具有攔截網(wǎng)的排水孔,在樣品池的底部設(shè)有加熱 棒和排水管,排水管的進(jìn)水端的開口面高于加熱棒,低于容器的排水孔,分配池與能定時(shí)開 關(guān)的水源相連通。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)流動(dòng)換水裝置,其特征在于,在所述的分配池中設(shè)有若 干個(gè)間隔板,能將分配池間隔成若干個(gè)小分配池,每個(gè)小分配池都與能定時(shí)開關(guān)的水源相 連通。
      3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自動(dòng)流動(dòng)換水裝置,其特征在于,所述的支架支撐于安全 柜上,所述的水源為一蓄水池,設(shè)于在安全柜內(nèi)的一側(cè),通過蓄水池內(nèi)設(shè)有的受控而間歇式 工作的上水泵將水泵至分配池中,在該蓄水池的上方還設(shè)有氣泵,其輸氣管通入蓄水池中, 在安全柜內(nèi)的另一側(cè)設(shè)有廢水池,廢水池中設(shè)有裝填有活性炭和過濾棉布的過濾裝置,所 述排水管的排水端插入該過濾裝置中。
      4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動(dòng)流動(dòng)換水裝置,其特征在于,所述的上水泵的電源輸入 引線經(jīng)定時(shí)器與電源相連。
      5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動(dòng)流動(dòng)換水裝置,其特征在于,所述的上水泵的電源輸入 引線經(jīng)自動(dòng)間歇式電開關(guān)與電源相連。
      6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4或5所述的自動(dòng)流動(dòng)換水裝置,其特征在于,在所述的分配池底 部每個(gè)孔上嵌套有一注射器,所述的樣品池由透明材料制作,在該樣品池一側(cè)外壁上安有 熒光燈,在所述的樣品池中設(shè)有溫度計(jì)和循環(huán)水泵。
      7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動(dòng)流動(dòng)換水裝置,其特征在于,所述的換水裝置具有兩組, 即第一換水裝置和第二換水裝置,呈上下排列,兩個(gè)換水裝置的分配池中都具有1個(gè)間隔 板,將每個(gè)分配池間隔成兩個(gè)小分配池,兩個(gè)換水裝置的排水管為同一根排水管,該排水管 穿過第一換水裝置和第二換水裝置的樣品池,在位于第二換水裝置的樣品池內(nèi)的排水管上 具有一缺口,作為第二換水裝置的樣品池中的排水管的開口端。
      8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動(dòng)流動(dòng)換水裝置,其特征在于,所述的廢水池連有排污的 廢水泵。
      9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自動(dòng)流動(dòng)換水裝置,其特征在于,所述的分配池和安全柜 采用透明的有機(jī)玻璃制作。
      專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于水生動(dòng)物毒性實(shí)驗(yàn)的自動(dòng)流動(dòng)換水裝置。它包括支架,在支架上設(shè)有一組以上的換水裝置,該換水裝置包括分配池和位于分配池正下方的樣品池,分配池底部具有若干個(gè)孔,在樣品池中,分配池底部孔的正下方設(shè)有與孔相對(duì)應(yīng)的若干個(gè)上方開口的容器,容器的開口端下部側(cè)壁上設(shè)有具有攔截網(wǎng)的排水孔,在樣品池的底部設(shè)有加熱棒和排水管,排水管的進(jìn)水端的開口面高于加熱棒,低于容器的排水孔,分配池與能定時(shí)開關(guān)的水源相連通。本實(shí)用新型通過能自動(dòng)開關(guān)的水源將水按時(shí)定量的分配到分配池中,流至樣品池中的容器中,從而對(duì)樣品池中的容器進(jìn)行自動(dòng)換水,實(shí)現(xiàn)了換水量和換水頻率的自動(dòng)工作,方便控制,節(jié)約用水。
      文檔編號(hào)A01K63/04GK201905152SQ201020621089
      公開日2011年7月27日 申請日期2010年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月23日
      發(fā)明者李慧珍, 李衍亮, 泰勒·邁特, 游靜 申請人:中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所
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