CN205821333U - 一种测定水生植物附着生物反硝化作用的培养装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种测定水生植物附着生物反硝化作用的培养装置，该装置由培养容器、分离盒和使水循环流动的离心泵组成。本实用新型利用循环装置培养水生植物附着生物反硝化作用样品，不仅可以使流动培养的水循环形成混合水流，并通过持续水流使溶液中离子浓度稳定，而且还能大限度地模拟野外原位条件，确保测量结果准确可靠，且装置简单，设计合理，密闭性好，操作简便。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种微生物反硝化作用测定装置，具体地说是一种测定水生植物附着生物反硝化作用的培养装置。
背景技术
富营养化水体中，水生植物茎叶表面常富集了藻类、动物、微生物、菌胶团、有机碎屑、无机泥沙颗粒等多种物质，形成厚度不等的附着层。附着层内异质性微环境对水体与植物之间的物质迁移转化具有重要影响，进而调控水体的物质循环。氮是我国湖库、河流等水体的主要污染物之一，调控和消减氮负荷是水环境管理和修复的关键问题。其中的反硝化作用是氮素脱离水体向大气迁移转化的重要途径，对研究全球氮循环和水体富营养化具有重要意义。
目前，研究主要集中在沉积物的反硝化作用上，而对水生植物附着生物反硝化作用的研究相对较少。初步研究表明：水生植物茎叶表面的附着层存在富氧–缺氧微环境，且含有丰富的硝酸盐、有机质和微生物，已检测到反硝化作用。在养分丰富、植物生物量较大的水域，附着生物已成为反硝化作用的热点区域，已接近甚至超过沉积物，这对消减污染水体氮负荷和完善氮循环理论体系具有重要意义。
水生植物附着生物反硝化作用研究进展缓慢的主要原因是缺乏有效的培养装置。目前，对附着层样品的培养尚没有固定有效的装置，导致待测样品易受污染，测量结果误差大，无法准确测量实验结果。而对反硝化产物的测定主要采用传统的乙炔抑制法(测N2O)，不但取样繁琐、工作量大，而且容易引起体积误差和NO3 -浓度低时引起抑制作用不完全，影响实验结果的精度。
实用新型内容
针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种测定水生植物附着生物反硝化作用的培养装置。该装置可为反硝化反应提供持续稳定的环境，避免样品受干扰和防止气体溢出，，且装置简单，设计合理，操作简便。
本实用新型采用以下技术方案：
一种测定水生植物附着生物反硝化作用的培养装置，它由培养容器、分离盒和使水循环流动的离心泵组成；所述培养容器一端进水口与分离盒的出水口通过水管密封连接；所述离心泵的出水口与分离盒的进水口密封连接；所述培养容器的出水口与离心泵的进水口密封连接；所述分离盒上设有进水口、取样口和温度计插孔。
所述培养容器为透明气密型有机玻璃管、玻璃管或塑料管，管直径为40-70mm，管长400-450mm。
所述连接培养容器、分离盒和离心泵之间相互连接的水管为有机塑料管或丁基橡胶管，直径为15-30mm。
所述培养容器的两端与水管采用密封塞密封连接。
所述培养容器中放置带有附着生物的水生植物。
本实用新型的有益效果是：本实用新型利用循环装置培养水生植物附着生物反硝化作用样品，不仅可以使流动培养的水循环形成混合水流，并通过持续水流使溶液中离子浓度稳定，而且还能大限度地模拟野外原位条件，确保测量结果准确可靠，且装置简单，设计合理，密闭性好，操作简便。
附图说明
图1是本实用新型装置结构示意图。
图中，1是培养容器，2是离心泵，3是分离盒，4是温度计插孔，5是取样口，6是进水口。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
实施例
一种测定水生植物附着生物反硝化作用的培养装置，它由培养容器1、分离盒3和使水循环流动的离心泵2组成；所述培养容器1一端进水口与分离盒3的出水口通过水管密封连接；所述离心泵2的出水口与分离盒3的进水口密封连接；所述培养容器1的出水口与离心泵2的进水口密封连接；所述分离盒3上设有进水口6、取样口5和温度计插孔4。
所述培养容器1为透明气密型有机玻璃管、玻璃管或塑料管，管直径为40-70mm，管长400-450mm。
所述连接培养容器1、分离盒3和离心泵2之间相互连接的水管为有机塑料管或丁基橡胶管，直径为15-30mm。
所述培养容器1的两端与水管采用密封塞密封连接。
所述培养容器1中放置带有附着生物的水生植物。
本实用新型装置具体的使用方法如下：
本实例是对于富营养化水体中沉水植物马来眼子菜附着生物反硝化实验的实施。
水生植物附着生物样品的培养
1)取水生植物茎段20g左右，装入透明的气密型培养容器1中(管长450mm，内直径50mm)，与分离盒3、离心泵2间通过水管连接构成循环培养系统，将培养容器1密封后在原位温度下黑暗中预培养12h，氧微电极检测使O2浓度降低至93μmol·L-1以下。
2)将按照表1配方配置的培养液稀释100倍后加入Na15NO3(99.3 15N atom％，Sigma-Aldrich)，使培养液中15NO3 -浓度为100μmol·L-1。
3)将步骤2)稀释后的添加同位素的培养液通过进水口6注入循环系统中，培养液通过离心泵2在透明管内持续循环。
4)设置4-6个培养时间序列(0,0.5，1.0,2.0,4.0,6.0h)，每个时间点设3个平行。从取样口吸取溶液至气密型细长磨口玻璃管中，加入ZnCl2溶液(2mL，0.5g·mL-1)终止微生物活性，迅速盖上塞子并保证无顶空，盖上磨口塞后，再用封口膜封住。所取得水样不超过循环水的10％。
5)将放置样品溶液的磨口玻璃管倒置于水下，恒温(低于培养温度1-4℃)保存，以防止气体排出。
6)24h内用膜接口质谱仪(Membrane Inlet Mass Spectrometer,MIMS)测定样品可溶性气体28N2、29N2、30N2的含量。
7)最后用同位素配对方法计算反硝化作用速率即可。
表1实验中使用的培养液组成
此外，本实施例同时还设置了原位水培养+同位素组、营养液培养不加同位素组、乙炔抑制组，操作步骤按照相应技术方案实施，结果见表2。
表2相关实验数据
上述实验结果表明，本装置科学合理、密闭性好，测量方法方便、精确可靠，能够准确地进行附着生物反硝化作用的培养和检测，具有很好的应用和推广前景。
Claims (5)
1.一种测定水生植物附着生物反硝化作用的培养装置，其特征在于，它由培养容器(1)、分离盒(3)和使水循环流动的离心泵(2)组成；所述培养容器(1)一端进水口与分离盒(3)的出水口通过水管密封连接；所述离心泵(2)的出水口与分离盒(3)的进水口密封连接；所述培养容器(1)的出水口与离心泵(2)的进水口密封连接；所述分离盒(3)上设有进水口(6)、取样口(5)和温度计插孔(4)。
2.根据权利要求1所述的测定水生植物附着生物反硝化作用的培养装置，其特征在于，所述培养容器(1)为透明气密型有机玻璃管、玻璃管或塑料管，管直径为40-70mm，管长400-450mm。
3.根据权利要求1所述的测定水生植物附着生物反硝化作用的培养装置，其特征在于，所述连接培养容器(1)、分离盒(3)和离心泵(2)之间相互连接的水管为有机塑料管或丁基橡胶管，直径为15-30mm。
4.根据权利要求1所述的测定水生植物附着生物反硝化作用的培养装置，其特征在于，所述培养容器(1)的两端与水管采用密封塞密封连接。
5.根据权利要求1所述的测定水生植物附着生物反硝化作用的培养装置，其特征在于，所述培养容器(1)中放置带有附着生物的水生植物。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105969659A (zh) * | 2016-07-20 | 2016-09-28 | 临沂大学 | 一种测定水生植物附着生物反硝化作用的培养装置和培养方法 |
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