CN104743711B - 船舶压载水陆基试验流入水的生物参数调制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种船舶压载水管理系统陆基试验流入水生物参数的调制方法。该方法包括了流入水中>50 µm生物,10‑50 µm生物及异养细菌种类和浓度的调制方法。本发明具有调制效果好、适用温度范围宽、易实现等特点，调制结果满足船舶压载水管理系统型式认可试验需求。
Description
技术领域
本发明属于海洋工程装备领域，具体是一种船舶压载水管理系统陆基实验流入水的生物参数调制方法，用于调整流入水中的生物参数，模拟一种未经处理的压载水，使其达到国际海事组织G8要求，用于压载水处理系统的陆基试验。
背景技术
船舶压载水管理系统主要用于对船舶压载水进行无害化处理，以满足国际海事组织《国际船舶压载水和沉积物控制与管理公约》要求，降低船舶压载水无控排放造成的危害。目前船舶压载水管理系统的主流技术主要可分为物理分离法（发明专利201280007040.8）、辐照法（发明专利200980147399.3）、化学法（发明专利201180068282.3，发明专利201310497967.0）及上述几种方法的组合应用（发明专利200580000930.6，发明专利201210139407.3）。
根据国际海事组织制定的《船舶压载水和沉积物控制与管理公约》、《压载水管理系统认可导则》（G8）、《使用活性物质的压载水管理认可导则》（G9）等要求，压载水管理系统需通过认证试验对处理后的压载水生物有效性和所使用的活性物质等进行检测，为压载水管理系统通过国际海事组织的初步批准及船级社的型式认可提供有效依据。G8导则对压载水管理系统陆基实验流入水的化学因素（溶解有机碳DOC、颗粒有机碳POC、总悬浮颗粒TSS），生物种类和数量（>50µm的生物，10-50µm的生物，异样细菌）等都做了详细的规定。天然海水不符合相关技术标准。目前，我国已经成功开发了船舶压载水陆基试验装置（发明专利200910249736.1，实用新型 201220541752.5），建立了船舶压载水流入水中溶解有机碳的添加方法（发明专利
200910249738.0）、颗粒有机碳添加方法（发明专利 200910249737.6）。但是现有已公开的技术没有提出流入水中生物因素的调制方法。为此，需要研发船舶压载水管理系统陆基试验流入水生物参数的调制方法。
发明内容
本发明旨在提供一种船舶压载水管理系统陆基实验流入水生物参数的调制方法，解决我国船舶压载水管理系统陆基实验流入水调制方法缺少问题，满足我国船舶压载水管理系统开发和型式认证的需要。
本发明的技术方案是：一种船舶压载水陆基试验流入水的生物参数调制方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）对陆基实验的天然水样进行测试，确认流入水中各项生物参数的背景数值；
（2）利用轮虫和丰年虫调节流入水中>50µm生物的浓度和种类；
（3）利用青岛大扁藻和三角褐指藻调节流入水中10-50µm的生物浓度和种类；
（4）利用海水中天然存在的细菌调节流入水中异养细菌的数量；
（5）陆基试验前，计算所需各尺寸生物的数量，按照镜检结果，将所需量的轮虫、丰年虫混合液及培养好的异养细菌加入到盛有藻的培养池内；
（6）陆基试验开始时，利用隔膜泵将培养池内的生物混合液匀速加入到陆基试验装置中。
所述的步骤（1），利用解剖镜、显微镜分别统计流入水中尺寸大于50µm的生物、10-50µm的生物种类和数量及异养细菌数量，将此数值作为背景值；以流入水总体积为500m3进行配制；
所述的步骤（2），利用光照法收集培养好的轮虫和丰年虫，将收集的幼虫置于盛有1m3海水的容器中，使幼虫密度约为100ind/mL，10-15℃避光保存备用；
所述的步骤（3），利用f/2培养基，在20-23℃温度及通气的条件下，培养5-10 m3的青岛大扁藻（,10-15天后，其浓度为105ind/mL；利用f/2培养基，在20-23℃温度及通气的条件下，培养0-4m3的三角褐指藻，约10-15天后，其浓度为104ind/mL；陆基试验前24h内，将培养到合适密度的青岛大扁藻、三角褐指藻分别移至培养池内，混合备用；
所述的步骤（4），将蛋白胨150-250g,酵母膏50-100g溶于5L蒸馏水中，待其完全溶解后，倒入50-80L天然新鲜海水中，搅拌均匀，通氧，25℃培养培养6-9天。
所述的步骤（5），陆基试验前，计算所需各尺寸生物的数量：幼虫使用量/m3=（105-背景数值）×500÷幼虫密度×10-6×系数1，系数1的取值范围为1.0-1.5；藻的生物总量/m3=（103-背景数值）×500÷藻体密度×系数2，系数2的取值范围为1.0-1.5；异养细菌的总量/L=（104-背景数值）×500×103÷细菌密度×系数3，系数3的取值范围为1.0-1.4。利用解剖镜和显微镜检查上述所培养生物的浓度，将所需量的轮虫、丰年虫混合液及培养好的异养细菌加入到该培养池内；
所述的步骤（6）陆基试验开始时，利用隔膜泵分别同时将该培养池内的生物混合液匀速加入到陆基试验装置中与500m3的流入水混合。
本发明具有如下特点：
（1）本发明提供的流入水调制方法，综合性强，解决了船舶压载水管理系统陆基试验流入水中大于50 µm的生物、10-50 µm的生物及异养细菌浓度和种类的调制问题。
（2）本发明提供的流入水调制方法，温度适应范围宽，极大的延长了压载水陆基试验的可测试时间。
（3）本发明提供的流入水调制方法，适应性强，能够耐受陆基试验装置长期避光封闭条件。
（4）本发明所用生物均为在水产养殖业广泛使用的饵料生物，材料易得，实施方便。
（5）本发明提供的流入水调制方法，简单、可靠，可实现对船舶压载水管理系统流入水各生物参数的全面调节，且方法适用性广，解决了目前船舶压载水陆基型式认可试验的流入水中生物参数的调制问题。
具体实施方式
实施例1：
青岛，夏季，检测20L天然海水中>50 µm的生物,符合三门五类要求，浓度20ind/m3，1L海水中10-50 µm仅发现绿藻门和硅藻门类植物，不符合三门五类要求，浓度15ind/mL,异养细菌数量为102cfu/mL。
利用三级培养法，培养青岛大扁藻，培养温度为20℃，通气，培养12天后，获得藻液8 m3，藻体密度0.9×105ind/mL。利用三级培养法，培养三角褐指藻，培养温度为20℃，通气，培养12天后，获得三角褐指藻藻液4m3体，密度为1.43×104ind/mL。
陆基试验前24 h内，将培养的青岛大扁藻藻液7 m3和三角褐指藻藻液3m3分别移至培养池内，混合备用。
在29℃下，孵化丰年虫虫卵，在陆基实验前24 h内，光照，收集丰年虫0.8m3,密度100 ind/mL，在15℃保存备用。
将蛋白胨150 g,酵母膏75 g溶于5 L蒸馏水中，待其完全溶解后，倒入75 L天然新鲜海水中，搅拌均匀，通氧，25 ℃培养7天，制备异养细菌液。
在陆基试验时，将收集的丰年虫0.7m3、异养细菌液65L分别转移至培养池内，搅拌，使与藻液充分混合，制备成生物混合液。
利用隔膜泵将培养池内的生物混合液匀速加入到陆基试验装置的主管路中，实验开始10分钟后，间隔取处理舱流入水样品3个，对照舱流入水样品3个。测量流入水各样品参数，其中处理舱3个样品的平均值>50 µm生物 1.06×105ind/m3,10-50
µm生物1.12×103ind /mL,异养细菌1.21×104cfu/mL；对照舱3个样品的平均值>50 µm生物 1.21×105ind/m3,10-50
µm生物 1.05×103ind /mL,异养细菌1.15×104ind/mL，达到国际海事组织G8要求。
实施例2：
青岛，春季，检测天然海水中大于50 µm生物及10-50 µm生物种类符合三门五类要求，浓度分别为31ind/m3及50ind/mL,异养细菌数量为1.2×102cfu/mL。因此，需培养大于50 µm生物1种，10-50 µm生物1种，生物数量补足。
利用三级培养法，培养青岛大扁藻，培养温度为22 ℃，通气，培养12天后，获得藻液9 m3，藻体密度1.02×105ind/mL。
陆基试验前24 h内，将培养的青岛大扁藻藻液7 m3移至培养池内，备用。
在30℃下，孵化丰年虫虫卵，在陆基实验前24 h内，利用光照法收集丰年虫0.7 m3,密度为120 ind/mL，15℃保存备用。
将蛋白胨250 g,酵母膏100 g溶于5 L蒸馏水中，待其完全溶解后，倒入70 L天然新鲜海水中，搅拌均匀，通氧，25 ℃培养7天，制备异养细菌液。
在陆基试验时，将收集的丰年虫0.5 m3及异养细菌菌液50L转移至培养池内，搅拌，使与藻液充分混合，制备成生物混合液。
利用隔膜泵将生物混合液匀速加入到陆基试验装置的主管路中，实验开始10分钟后，间隔取对照舱流入水样品3个。测量对照舱3个样品的平均值 >50 µm生物
1.40×105ind /m3,10-50 µm生物 1.31×103ind /mL,异养细菌1.12×104cfu/mL，达到国际海事组织G8要求。实验第5天，排放压载水，间隔取对照舱水样3个，测试活体生物平均值为>50 µm生物 2281ind /m3,10-50 µm生物 146×103ind /mL,异养细菌1.46×104cfu/mL，符合国际海事组织要求。
实施例3：
青岛，秋季，检测天然海水中大于50 µm生物种类不满足三门五类要求，浓度6ind/m3,10-50 µm生物种类符合三门五类要求，浓度8ind/mL,
异养细菌数量为1.1×104cfu/mL。因此，配制流入水时不需要调节异养细菌的数量。
利用三级培养法，培养青岛大扁藻，培养温度为22 ℃，通气，培养15天后，获得藻液10 m3，藻体密度1.18×105ind/mL。
陆基试验前24 h内，将培养的青岛大扁藻藻液6 m3移至培养池内，备用。
在30℃下，孵化丰年虫虫卵，在陆基实验前24 h内，利用光照法收集丰年虫0.35 m3,密度130 ind/mL，15℃保存备用。利用光照，收集轮虫0.4m3，密度110 ind/mL，15℃保存备用。
在陆基试验时，将收集的丰年虫、轮虫及异养细菌菌液转移至培养池内，搅拌，使与藻液充分混合，制备成生物混合液。
利用隔膜泵将生物混合液匀速加入到陆基试验装置的主管路中，实验开始10分钟后，间隔取处理舱流入水样品3个，对照舱流入水样品3个。测量流入水各样品参数，其中处理舱3个样品的平均值大于50 µm的生物 1.34×105ind/m3,10-50µm生物 1.13×103ind/mL,异养细菌1.25×104cfu/mL；对照舱3个样品的平均值大于50 µm生物
1.40×105ind /m3,10-50 µm生物 1.31×103ind /mL,异养细菌1.12×104cfu/mL，达到国际海事组织G8要求。
Claims (2)
1.一种船舶压载水陆基试验流入水的生物参数调制方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）对陆基试验的天然水样进行测试，确认流入水中各项生物参数的背景数值；
（2）利用轮虫和丰年虫调节流入水中>50μm生物的浓度和种类；
（3）利用青岛大扁藻和三角褐指藻调节流入水中10-50μm的生物浓度和种类；
（4）利用海水中天然存在的细菌调节流入水中异养细菌的数量；
（5）陆基试验前，计算所需各尺寸生物的数量，按照镜检结果，将所需量的轮虫、丰年虫混合液及培养好的异养细菌加入到培养池内；
（6）陆基试验开始时，利用隔膜泵分别同时将培养池内的生物混合液匀速加入到陆基试验装置中。
2.根据权利要求1所述的船舶压载水陆基试验流入水的生物参数调制方法，其特征在于，
所述的步骤（1），利用解剖镜、显微镜分别统计流入水中尺寸大于50μm的生物、10-50μm的生物和异养细菌数量，将此数值作为背景值；以流入水总体积为500m3进行配制；
所述的步骤（2），利用光照法收集培养好的轮虫和丰年虫，将收集的幼虫置于盛有1m3海水的容器中，使幼虫密度为100ind/mL，10-15℃避光保存备用；
所述的步骤（3），利用f/2培养基，在20-23℃温度及通气的条件下，培养5-10 m3的青岛大扁藻,10-15天后，其浓度为105ind/mL；利用f/2培养基，在20-23℃温度及通气的条件下，培养4m3的三角褐指藻，10-15天后，其浓度为104ind/mL；陆基试验前24h内，将培养到合适密度的青岛大扁藻、三角褐指藻分别移至培养池内，混合备用；
所述的步骤（4），将蛋白胨150-250g,酵母膏50-100g溶于5L蒸馏水中，待其完全溶解后，倒入50-80L天然新鲜海水中，搅拌均匀，通氧，25℃培养；
所述的步骤（5），陆基试验前计算所需各尺寸生物的数量：幼虫使用量/m3=（105-背景数值）×500÷幼虫密度×10-6×系数1，系数1的取值范围为1.0-1.5；藻的生物总量/m3=（103-背景数值）×500÷藻体密度×系数2，系数2的取值范围为1.0-1.5；异养细菌的总量/L=（104-背景数值）×500×103÷细菌密度×系数3，系数3的取值范围为1.0-1.4；
利用解剖镜和显微镜检查上述所培养生物的浓度，将所需量的轮虫、丰年虫混合液及培养好的异养细菌加入到该培养池内；
（6）陆基试验开始时，利用隔膜泵分别同时将该培养池内的生物混合液匀速加入到陆基试验装置中与500m3的流入水混合。
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