CN111398550A - 一种适用于低浓度毒性再生水的生物监测方法 - Google Patents

一种适用于低浓度毒性再生水的生物监测方法 Download PDF

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蒋云钦
丁齐
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    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明公开了一种适用于低浓度毒性再生水的生物监测方法，包括如下步骤：S1：使用固定在水槽正上方的CCD摄像头，捕捉鱼的行动方式，将鱼当前的行为状态反馈给系统，系统根据信号区分鱼是否存活、其活跃度以及鱼的部分异常状态；S2：当微量毒物进入设备后，系统记录到的鱼的异常情况持续时间短、触发频繁；S3：在经过数天或十余天后，异常情况的持续时间逐渐成长，其触发的频率也减少；S4：根据步骤S3中的规律，对鱼进行较长时间的数据跟踪，30天的数据，符合该规律的函数曲线后，判断水质的异常情况。本发明弥补了目前使用生物监测技术的局限性，对低浓度毒物的监测，使该技术的应用场景变得更多，对再生水的监测，使再生水的利用变得更安全。

Description

一种适用于低浓度毒性再生水的生物监测方法
技术领域
本发明属于环保技术领域，具体涉及一种适用于低浓度毒性再生水的生物监测方法。
背景技术
现有技术的生物监测技术以发光细菌法和鱼类法为主，相较之下，发光细菌法对水体中的毒性物质更为敏感，但是由于发光细菌为菌类，与鱼类相比，发光细菌监测的灵敏度更高，但很多毒性物质无法监测出，如神经毒性物质无法被检出，激素类物质在检测时反而使发光细菌更为活跃，而且发光细菌对水质的监测时长大约为5分钟，微量毒性的反应不能及时在发光细菌上呈现。但鱼类法的快速预警机制则又无法监测低浓度的污染物质，未处理达标的再生水中，其超标毒性物质实际浓度还是低，监测时，可能短时间内对鱼的行为无影响。为此，我们提出一种适用于低浓度毒性再生水的生物监测方法，以解决上述背景技术中提到的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于低浓度毒性再生水的生物监测方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种适用于低浓度毒性再生水的生物监测方法，包括如下步骤：
S1：使用固定在水槽正上方的CCD摄像头，捕捉鱼的行动方式，将鱼当前的行为状态反馈给系统，系统根据信号区分鱼是否存活、其活跃度以及鱼的部分异常状态；
S2：当微量毒物进入设备后，鱼在开始阶段会未必会出现不良反应，但偶见相对活跃或群聚躲避的现象，此时系统记录到的鱼的异常情况持续时间短、触发频繁；
S3：在经过数天或十余天后，异常情况的持续时间逐渐成长，其触发的频率也减少；
S4：根据步骤S3中的规律，对鱼进行较长时间的数据跟踪，30天的数据，符合该规律的函数曲线后，判断水质的异常情况。
优选的，所述步骤S1利用20条青鳉鱼作为监测水体的综合毒性的捕捉对象，共分56个区块覆盖整个水槽，每个区块中有64个感点，探测水槽内的变化，可调节每个感点的灵敏度，当一定数量的感点探测到变化时，该区块则会反馈出信号。
优选的，所述CCD摄像头拍摄的画面每0.5秒采集一帧画面，根据画面的变化，分析鱼的行为状态，区分鱼是否存活、其活跃度以及鱼的部分异常状态，同时可根据感点的数量及灵敏度的变化，分析鱼其他的一些中毒后的异常状态，如口鼻上浮等。
优选的，所述水槽中有水泵产生水流，鱼正常情况下不会静止不动，根据反馈到的区块的变动，来分辨鱼是否群聚(群聚也是鱼群遇到毒物时的群体反应)、行动迟缓和死亡等异常情况，进而触发一个逐级严重的警报，当鱼群恢复，变动的区块数量满足一定的数量后，则消除已触发的报警，最高级报警无法自动消除。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供的一种适用于低浓度毒性再生水的生物监测方法，本发明弥补了目前使用生物监测技术的局限性，对低浓度毒物的监测，使该技术的应用场景变得更多，对再生水的监测，使再生水的利用变得更安全。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明提供了一种适用于低浓度毒性再生水的生物监测方法，包括如下步骤：
S1：使用固定在水槽正上方的CCD摄像头，捕捉鱼的行动方式，将鱼当前的行为状态反馈给系统，系统根据信号区分鱼是否存活、其活跃度以及鱼的部分异常状态；
S2：当微量毒物进入设备后，鱼在开始阶段会未必会出现不良反应，但偶见相对活跃或群聚躲避的现象，此时系统记录到的鱼的异常情况持续时间短、触发频繁；
S3：在经过数天或十余天后，异常情况的持续时间逐渐成长，其触发的频率也减少；
S4：根据步骤S3中的规律，对鱼进行较长时间的数据跟踪，30天的数据，符合该规律的函数曲线后，判断水质的异常情况。
具体的，所述步骤S1利用20条青鳉鱼作为监测水体的综合毒性的捕捉对象，共分56个区块覆盖整个水槽，每个区块中有64个感点，探测水槽内的变化，可调节每个感点的灵敏度，当一定数量的感点探测到变化时，该区块则会反馈出信号。
具体的，所述CCD摄像头拍摄的画面每0.5秒采集一帧画面，根据画面的变化，分析鱼的行为状态，区分鱼是否存活、其活跃度以及鱼的部分异常状态，同时可根据感点的数量及灵敏度的变化，分析鱼其他的一些中毒后的异常状态，如口鼻上浮等。
具体的，所述水槽中有水泵产生水流，鱼正常情况下不会静止不动，根据反馈到的区块的变动，来分辨鱼是否群聚(群聚也是鱼群遇到毒物时的群体反应)、行动迟缓和死亡等异常情况，进而触发一个逐级严重的警报，当鱼群恢复，变动的区块数量满足一定的数量后，则消除已触发的报警，最高级报警无法自动消除。
急性毒物预警流程：
毒物流入时，由于毒物浓度大，鱼群将快速聚集，并躲避水流，群体不分散，且因为毒物对鱼造成的严重影响而出现部分鱼的急性死亡或假死，此时，变动区块数量骤然减少，且不恢复，从而触发警报。急性毒物一般可以数分钟或数小时内立即触发，最快可实现5分钟报警。
微量毒物预警流程：
毒物流入后，短时间内，鱼群会感知到一定的威胁出现群聚和躲避水流的情况，此阶段设备会频繁触发较低的预警警报；
几小时后，短时间的刺激后，鱼群会恢复平静；
2-10日左右，由于毒性慢慢地积累，鱼群开始出现频繁的低中级报警，报警触发次数多、持续时间短；
10日-20日，由于毒性对鱼造成了损伤，低级警报将持续触发，不再消除，中高级警报也出现持续时间长，触发间隔变短，但此时鱼群均存活触发低浓度毒物流入警报(同时回溯数据，找到该规律出现时的时间段)。
综上所述，与现有技术相比，本发明弥补了目前使用生物监测技术的局限性，对低浓度毒物的监测，使该技术的应用场景变得更多，对再生水的监测，使再生水的利用变得更安全。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种适用于低浓度毒性再生水的生物监测方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：使用固定在水槽正上方的CCD摄像头，捕捉鱼的行动方式，将鱼当前的行为状态反馈给系统，系统根据信号区分鱼是否存活、其活跃度以及鱼的部分异常状态；
S2：当微量毒物进入设备后，鱼在开始阶段会未必会出现不良反应，但偶见相对活跃或群聚躲避的现象，此时系统记录到的鱼的异常情况持续时间短、触发频繁；
S3：在经过数天或十余天后，异常情况的持续时间逐渐成长，其触发的频率也减少；
S4：根据步骤S3中的规律，对鱼进行较长时间的数据跟踪，30天的数据，符合该规律的函数曲线后，判断水质的异常情况。
2.根据权利要求1所述的一种适用于低浓度毒性再生水的生物监测方法，其特征在于：所述步骤S1利用20条青鳉鱼作为监测水体的综合毒性的捕捉对象，共分56个区块覆盖整个水槽，每个区块中有64个感点，探测水槽内的变化，可调节每个感点的灵敏度，当一定数量的感点探测到变化时，该区块则会反馈出信号。
3.根据权利要求1所述的一种适用于低浓度毒性再生水的生物监测方法，其特征在于：所述CCD摄像头拍摄的画面每0.5秒采集一帧画面，根据画面的变化，分析鱼的行为状态，区分鱼是否存活、其活跃度以及鱼的部分异常状态，同时可根据感点的数量及灵敏度的变化，分析鱼其他的一些中毒后的异常状态，如口鼻上浮等。
4.根据权利要求1所述的一种适用于低浓度毒性再生水的生物监测方法，其特征在于：所述水槽中有水泵产生水流，鱼正常情况下不会静止不动，根据反馈到的区块的变动，来分辨鱼是否群聚(群聚也是鱼群遇到毒物时的群体反应)、行动迟缓和死亡等异常情况，进而触发一个逐级严重的警报，当鱼群恢复，变动的区块数量满足一定的数量后，则消除已触发的报警，最高级报警无法自动消除。
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