CN111830227A - 埋栖性双壳贝类流水式海洋污染胁迫实验系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于海洋污染物胁迫研究的技术领域，涉及埋栖性双壳贝类流水式海洋污染胁迫实验系统。本发明的实验系统包括依次连接的蓄水池、预混池、实验池和净化池，及设置在连接管线上的蠕动泵、阀门和用于自控的仪表器件；预混池内设置中央固定架，中央固定架中部设置海水入水口、母液加样口和增氧气石，海水入水口与蓄水池出水口连接，母液加样口与母液瓶连接，增氧气石与增氧装置出气管连接；实验池顶部设密封实验池的盖体，盖体设置连接净化池的实验池出水口，实验池底部设置连接预混池的实验池入水口；中央固定架下方预混池内壁设置潜水泵，实验池出水口设置溶氧探头。该实验系统为准确研究海洋污染物对贝类的影响提供技术支持。

Description

埋栖性双壳贝类流水式海洋污染胁迫实验系统

技术领域

本发明属于海洋污染物胁迫研究的技术领域，涉及埋栖性双壳贝类流水式海洋污染胁迫实验系统。

背景技术

随着经济的快速发展，近海海域环境污染问题日趋严重。中国是贝类养殖大国，贝类养殖年产量高达1400多万吨，其中以蛤、蚶、蛏等为代表的埋栖性双壳贝类占有很大份额(约占其中的36％)。埋栖性双壳贝类广泛于潮间带、近岸浅海等污染相对严重的区域，其成体移动性差，且直接暴露于沉积环境，对污染物具有很强的生物富集作用，因此是研究海洋污染物生态毒理效应的理想材料。研究污染物胁迫下埋栖性贝类的生理响应状况，可深入了解污染物在贝类中的毒性作用机制，对于保障贝类健康养殖和海产品食品安全具有重要的现实意义。

然而，目前有关污染物对贝类(包括埋栖性双壳贝类)影响的研究多采用实验室内静水暴露或室内循环水暴露两种方式，这些方法通常将贝类直接放置于含有一定浓度污染物的海水中，通过定期投喂饵料和定期更换海水的方式进行实验。实验结束后，通常将受试动物取出至另外容器，以静水方式对其进行生理指标的测定及后续分析。这类实验方法很显然不能真实模拟海洋贝类特别是埋栖性双壳贝类的生存环境，主要表现在：1)埋栖性双壳贝类生活于泥沙环境，直接将其暴露于海水中并不合理；2)实验过程中饵料无法保证持续稳定供应，同时污染物浓度也无法保证长时间恒定；3)实验测定过程中贝类的转移极有可能因理化环境条件的改变对其造成二次胁迫等。

因此，迫切需要研发一种适用于埋栖性双壳贝类的流水式海洋污染胁迫实验系统，在模拟贝类真实的生存环境条件下，监测单一/复合污染物胁迫下贝类的生理生化响应状况，以提高实验结果的准确性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有胁迫实验系统存在的上述缺陷，本发明提供了一种埋栖性双壳贝类流水式海洋污染胁迫实验系统及其使用方法，为准确研究海洋污染物对贝类的影响提供技术支持。

本发明是采用以下的技术方案实现的：

本发明提供了一种埋栖性双壳贝类流水式海洋污染胁迫实验系统，包括依次连接的蓄水池、预混池、实验池和净化池，及设置在连接管线上的蠕动泵、阀门和用于自控的仪表器件；预混池内设置中央固定架，中央固定架中部设置海水入水口、母液加样口和增氧气石，海水入水口与蓄水池出水口连接，母液加样口与母液瓶连接，增氧气石与增氧装置出气管连接；实验池顶部设密封实验池的盖体，盖体设置连接净化池的实验池出水口，实验池底部设置连接预混池的实验池入水口；

中央固定架下方预混池内壁设置潜水泵，实验池出水口设置溶氧探头。

进一步地，所述蓄水池出水口距离池底10～20cm处，蓄水池上部设置蓄水池溢水口，蓄水池溢水口距离蓄水池顶部3～5cm处；预混池出水口距离池底5～10cm处，潜水泵距离预混池底部40～50cm处；净化池底部5cm设置出水口。

进一步地，所述实验池内铺设石英砂，石英砂按粒径大小层层铺设，粒径3～4mm的石英砂置于最下层，粒径1～3mm的石英砂置于中间层，粒径小于1mm的石英砂置于最上层，石英砂最上层距离盖体3～5cm。

进一步地，所述蓄水池为聚氯乙烯材质，预混池、实验池和净化池为对目的污染物吸附能力低的聚氯乙烯材质或玻璃材质，母液瓶为能够保证母液理化性质稳定的深色塑料材质或深色玻璃材质，连接管线为聚乙烯材质，盖体为聚氯乙烯材质。

进一步地，所述蓄水池长、宽、高为2×0.6×1m，预混池直径为50cm、高度为1m，实验池长、宽、高分别为27×18×16cm，净化池长、宽、高分别为2×1.5×2m，连接管线外径为1～1.5cm，内径为0.8～1.2cm。

本发明还提供了一种上述的埋栖性双壳贝类流水式海洋污染胁迫实验系统的使用方法，包括如下步骤：

1)向蓄水池内引入外海海水，以阀门、流量计控制海水流入速度，并以蠕动泵调节海水流出速度，蓄水池中的海水量以溢水口有少量海水流出为标准；

2)由蠕动泵调控污染物母液向预混池中加样速度，预混池内预设污染物浓度根据预混池中出、入海水流速、污染物母液浓度及污染物母液加样速度进行调配；

3)预混池内海水入水口、母液加样口及增氧气石处于同一水平位置，保证加入的母液与海水迅速混匀，同时依靠潜水泵内循环搅拌海水，保证污染物浓度持续均匀恒定；

4)预混池内的海水依靠蠕动泵、多通接头和微调阀门和连接管线分配至各实验池，实验池内装有预先处理好的石英砂，将受试动物的出入水管向上埋于石英砂中；

5)将实验池密封，待受试动物适应1～2h后进行实验，实时监测实验池中实验组和对照组溶解氧的变化，或根据其他实验需要，定期采集海水、生物样品，分析埋栖性双壳贝类对污染物胁迫的响应情况；

6)实验池流出的海水统一汇入净化池，根据污染物性质，加入污染物净化剂(如氢氧化物、硫化物等)进行沉淀净化，由出水口排出。

本发明的有益效果是：

1)本发明充分考虑了埋栖性双壳贝类的生活型特征，在保证自然饵料持续、稳定供应的状况下进行污染物的胁迫实验，能够反映真实海洋环境胁迫下贝类的响应情况；

2)本发明在实施过程中，可以实时监测污染物胁迫下贝类的生理生化变化情况，有效避免了因理化环境条件改变所造成的二次胁迫，增加了实验研究结果的准确性。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

在附图中：

图1为实施例1中埋栖性双壳贝类流水式海洋污染胁迫实验系统的结构示意图；

图中各标记如下：1蓄水池、101蓄水池出水口、102蓄水池溢水口、103蓄水池入水口、2预混池、201中央固定架、202海水入水口、203母液加样口、204增氧气石、3实验池、301实验池入水口、302实验池出水口、303溶氧探头、4净化池、5增氧装置、6母液瓶、7潜水泵。

具体实施方式

为了使本发明目的、技术方案更加清楚明白，下面结合附图，对本发明作进一步详细说明。下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。

本实施例中，以汞(Hg²⁺)污染胁迫下菲律宾蛤仔的生理响应实验为例。

实施例1

埋栖性双壳贝类流水式海洋污染胁迫实验系统，包括依次连接的蓄水池1、预混池2、实验池3和净化池4，及设置在连接管线上的蠕动泵、阀门和用于自控的仪表器件。实验池数量可根据具体实验要求确定。

蓄水池为长方体构造，其长、宽、高为2×0.6×1m，预混池为圆柱体构造，其直径为50cm、高度为1m，实验池的长、宽、高分别为27×18×16cm，净化池的长、宽、高分别为2×1.5×2m，连接管线外径为1～1.5cm，外径为0.8～1.2cm。

通过蓄水池入水口103向蓄水池引入外海海水。

预混池内设置中央固定架201，中央固定架中部设置海水入水口202、母液加样口203和增氧气石204。海水入水口与蓄水池出水口101连接，母液加样口与母液瓶6连接，增氧气石与增氧装置5出气管连接，保证中央固定架上的三者处于同一水平面，可保证每滴母液在最短时间内与周围海水迅速混匀。中央固定架下方预混池内壁设置潜水泵7，潜水泵内循环搅拌预混池内的海水。母液瓶置于磁力搅拌器上，可保证母液浓度均一、恒定。

实验池顶部设密封实验池的盖体，盖体设置连接净化池的实验池出水口302，实验池底部设置连接预混池的实验池入水口301。实验池出水口设置溶氧探头303。

蓄水池出水口距离池底10cm处，蓄水池上部设置蓄水池溢水口102，蓄水池溢水口距离蓄水池顶部4cm处；预混池出水口距离池底5～10cm处，潜水泵距离预混池底部40cm处。净化池底部5cm设置出水口。

实验池内铺设石英砂，石英砂按粒径大小层层铺设，粒径3～4mm的石英砂置于最下层，粒径1～3mm的石英砂置于中间层，粒径小于1mm的石英砂置于最上层，石英砂最上层距离盖体4cm。

蓄水池为聚氯乙烯材质，预混池、实验池和净化池为对目的污染物吸附能力低的聚氯乙烯材质或玻璃材质，母液瓶为能够保证母液理化性质稳定的深色塑料材质或深色玻璃材质，连接管线为聚乙烯材质，盖体为聚氯乙烯材质。

利用上述实验系统，进行菲律宾蛤仔的流水式海洋污染物胁迫实验，包括如下步骤：

1)向蓄水池内引入外海海水，以阀门、流量计控制海水流入速度，并以蠕动泵调节海水流出速度，蓄水池中的海水量以溢水口有少量海水流出为标准；

2)由蠕动泵调控污染物母液向预混池中加样速度，预混池内预设污染物浓度根据预混池中出、入海水流速、污染物母液浓度及污染物母液加样速度进行调配；

3)预混池内海水入水口、母液加样口及增氧气石处于同一水平位置，保证加入的母液与海水迅速混匀，同时依靠潜水泵内循环搅拌海水，保证污染物浓度持续均匀恒定；

4)预混池内的海水依靠蠕动泵、多通接头和微调阀门和连接管线分配至各实验池，实验池内装有预先处理好的石英砂，将受试动物菲律宾蛤仔的出入水管向上埋于石英砂中；

5)将实验池密封，待受试动物适应1～2h后进行实验，实时监测实验池中实验组和对照组溶解氧的变化，或根据其他实验需要，定期采集海水、生物样品，分析埋栖性双壳贝类菲律宾蛤仔对污染物胁迫的响应情况；

6)实验池流出的海水统一汇入净化池，根据污染物性质，加入硫化物等进行沉淀净化，由出水口排出。

当然，以上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 (6)

1.一种埋栖性双壳贝类流水式海洋污染胁迫实验系统，其特征在于，包括依次连接的蓄水池(1)、预混池(2)、实验池(3)和净化池(4)，及设置在连接管线上的蠕动泵、阀门和用于自控的仪表器件；预混池(2)内设置中央固定架(201)，中央固定架(201)中部设置海水入水口(202)、母液加样口(203)和增氧气石(204)，海水入水口(202)与蓄水池出水口(101)连接，母液加样口(203)与母液瓶(6)连接，增氧气石(204)与增氧装置(5)出气管连接；实验池(3)顶部设密封实验池(3)的盖体，盖体设置连接净化池(4)的实验池出水口(302)，实验池(3)底部设置连接预混池(2)的实验池入水口(301)；

中央固定架(201)下方预混池(2)内壁设置潜水泵(7)，实验池(3)出水口设置溶氧探头(303)。

2.根据权利要求1所述的埋栖性双壳贝类流水式海洋污染胁迫实验系统，其特征在于，所述蓄水池出水口(101)距离池底10～20cm处，蓄水池(1)上部设置蓄水池溢水口(102)，蓄水池溢水口(102)距离蓄水池(1)顶部3～5cm处；预混池(2)出水口距离池底5～10cm处，潜水泵(7)距离预混池(2)底部40～50cm处；净化池(4)底部5～10cm设置出水口。

3.根据权利要求1所述的埋栖性双壳贝类流水式海洋污染胁迫实验系统，其特征在于，所述实验池(3)内铺设石英砂，石英砂按粒径大小层层铺设，粒径3～4mm的石英砂置于最下层，粒径1～3mm的石英砂置于中间层，粒径小于1mm的石英砂置于最上层，石英砂最上层距离盖体3～5cm。

4.根据权利要求1所述的埋栖性双壳贝类流水式海洋污染胁迫实验系统，其特征在于，所述蓄水池(1)为聚氯乙烯材质，预混池(2)、实验池(3)和净化池(4)为对目的污染物吸附能力低的聚氯乙烯材质或玻璃材质，母液瓶(6)为能够保证母液理化性质稳定的深色塑料材质或深色玻璃材质，连接管线为聚乙烯材质，盖体为聚氯乙烯材质。

5.根据权利要求4所述的埋栖性双壳贝类流水式海洋污染胁迫实验系统，其特征在于，所述蓄水池(1)长、宽、高为2×0.6×1m，预混池(2)直径为50cm、高度为1m，实验池(3)长、宽、高分别为27×18×16cm，净化池(4)长、宽、高分别为2×1.5×2m，连接管线外径为1～1.5cm，内径为0.8～1.2cm。

6.一种权利要求2-5任一项所述的埋栖性双壳贝类流水式海洋污染胁迫实验系统的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)向蓄水池内引入外海海水，以阀门、流量计控制海水流入速度，并以蠕动泵调节海水流出速度，蓄水池中的海水量以溢水口有少量海水流出为标准；

2)由蠕动泵调控污染物母液向预混池中加样速度，预混池内预设污染物浓度根据预混池中出、入海水流速、污染物母液浓度及污染物母液加样速度进行调配；

3)预混池内海水入水口、母液加样口及增氧气石处于同一水平位置，保证加入的母液与海水迅速混匀，同时依靠潜水泵内循环搅拌海水，保证污染物浓度持续均匀恒定；

4)预混池内的海水依靠蠕动泵、多通接头和微调阀门和连接管线分配至各实验池，实验池内装有预先处理好的石英砂，将受试动物的出入水管向上埋于石英砂中；

5)将实验池密封，待受试动物适应1～2h后进行实验，实时监测实验池中实验组和对照组溶解氧的变化，或根据其他实验需要，定期采集海水、生物样品，分析埋栖性双壳贝类对污染物胁迫的响应情况；

6)实验池流出的海水统一汇入净化池，根据污染物性质，加入污染物净化剂进行沉淀净化，由出水口排出。

Images