CN208803069U - 绿潮爆发环境模拟装置及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种绿潮爆发环境模拟装置及系统，涉及藻体的实验室培养的技术领域，包括人工气候室、二氧化碳输出装置、营养盐补充装置、蠕动泵、培养装置和废液装置；营养盐补充装置、蠕动泵、培养装置和废液装置设置在人工气候室内；二氧化碳输出装置分别与营养盐补充装置、培养装置连通，以分别向营养盐补充装置、培养装置输送二氧化碳；营养盐补充装置通过蠕动泵和培养装置连通，培养装置通过蠕动泵和废液装置连通。本实用新型通过调整培养装置内的环境以模拟绿潮爆发环境，最终培养出生长状态更加均一的样本，还能够降低为得到不同时期不同环境样本所必须的工作量。

Description

绿潮爆发环境模拟装置及系统

技术领域

本实用新型涉及藻体的实验室培养技术领域，尤其是涉及一种绿潮爆发环境模拟装置及系统。

背景技术

绿潮是在特定的环境条件下，海水中某些大型绿藻(如浒苔)爆发性增殖或高度聚集而引起水体变色的一种有害生态现象，也被视作和赤潮一样的海洋灾害。为了对绿潮现象进行深入的研究，需要采集造成绿潮的绿藻的样本。而对绿潮爆发各时期样品的获取多为现场采集，既增大了工作量同时无法保证采集到的样品生长状态均一，增大后期实验误差。现有技术尚未提出在获取样品时能够降低采集样本工作量且样本质量更好的方案。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供了一种绿潮爆发环境模拟装置及系统，以降低样本采集的工作量，得到生长状态更加均一的样本。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种绿潮爆发环境模拟装置，包括：人工气候室、二氧化碳输出装置、营养盐补充装置、蠕动泵、培养装置和废液装置；营养盐补充装置、蠕动泵、培养装置和废液装置设置在人工气候室内；二氧化碳输出装置分别与营养盐补充装置、培养装置连通，以分别向营养盐补充装置、培养装置输送二氧化碳；营养盐补充装置通过蠕动泵和培养装置连通，培养装置通过蠕动泵和废液装置连通。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，人工气候室包括光照调节装置；光照调节装置和照明装置通信连接，以调整照明装置的光照强度。

结合第一方面及其第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，人工气候室还包括温度调节装置。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，营养盐补充装置、培养装置和废液装置上分别设有通气导管；通气导管一端设置有空气过滤器。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，二氧化碳输出装置内设有二氧化碳气泵，二氧化碳气泵用于稳定产生二氧化碳。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，营养盐补充装置和废液装置均为三口单孔试剂瓶。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，该装置还包括氧气输出装置，氧气输出装置与培养装置相连通。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，蠕动泵为标准速度行星式齿轮驱动数字泵。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，二氧化碳碳输出装置通过导管与培养装置连通，导管末端设置有气泡石。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种绿潮爆发环境模拟系统，该系统包括第一方面或其任一种可能的实施方式中的绿潮爆发环境模拟装置。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：本实用新型实施例提供了一种绿潮爆发环境模拟装置及系统，该装置包括人工气候室、二氧化碳输出装置、营养盐补充装置、蠕动泵、培养装置和废液装置；培养装置通过蠕动泵分别与营养盐补充装置、废液装置连通；二氧化碳输出装置分别与营养盐补充装置、培养装置连通，并稳定输出二氧化碳。本装置通过蠕动泵提供动力，使海水在各装置之间循环以调整盐度，通过人工气候室调整温度和光照强度。本实用新型实施例，通过调整培养装置内的环境以模拟绿潮爆发环境，最终培养出生长状态更加均一的样本，另外，还能够降低为得到不同时期不同环境样本所必须的工作量。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的绿潮爆发环境模拟装置结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的绿潮爆发环境模拟装置的人工气候室一种结构示意框图；

图3为本实用新型实施例提供的绿潮爆发环境模拟装置空气过滤器结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的绿潮爆发环境模拟装置使用之前获取自然环境下绿潮的环境数据的站位示意图。

图标：

1-二氧化碳输出装置；2-营养盐补充装置；3-蠕动泵；4-培养装置；5-废液装置；6-照明装置；71-空气过滤器过滤层；72-空气过滤器上管；73-空气过滤器下管；74-通气导管；8-人工气候室；81-光照调节装置；82-温度调节装置。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域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，都属于本实用新型保护的范围。

目前，对于浒苔藻体的实验室培养多为培养箱单一培养，对于影响浒苔生长繁殖的各个环境因子(温度、盐度、光照、营养盐等)缺少精确把控。与此同时，根据2008-2017年浒苔绿潮的自然发生过程，爆发前期为3、4月份(其中定生期为3月份，漂浮前期为4月份)，每年5、6月份浒苔绿潮大面积爆发，最大分布面积、最大覆盖面积与生物量均在6月份达到最大，因此把每年的5、6月份认定为浒苔绿潮的爆发期。将8月份认定为爆发后期，此时浒苔绿潮急剧消亡。认定标准：浒苔绿潮的分布面积、覆盖面积、生物量。浒苔爆发前中后期其所处环境条件差异较大，而现有实验条件无法精确模拟浒苔爆发各个时期的环境状态。对于浒苔绿潮爆发各时期样品的获取多为现场采集，既增大了工作量同时无法保证采集到的样品生长状态均一，可能增大后期实验误差。

基于此，本实用新型实施例提供的一种绿潮爆发环境模拟装置及系统，可以降低降低样本采集的工作量，得到生长状态更加均一的样本。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种绿潮爆发环境模拟装置进行详细介绍。

实施例一：

本实用新型实施例一提供了一种绿潮爆发环境模拟装置，参见图1所示的绿潮爆发环境模拟装置结构示意图，该装置包括：

人工气候室8、二氧化碳输出装置1、营养盐补充装置2、蠕动泵3、培养装置4和废液装置5；营养盐补充装置、蠕动泵、培养装置和废液装置设置在人工气候室内；二氧化碳输出装置分别与营养盐补充装置、培养装置连通，以分别向营养盐补充装置、培养装置输送二氧化碳；营养盐补充装置通过蠕动泵和培养装置连通，培养装置通过蠕动泵和废液装置连通。

参见图4所示的绿潮爆发环境模拟装置使用之前获取自然环境下绿潮的环境数据的站位示意图，为了得到用以设置本实用新型的参考数据，需在发生绿潮现象的海域中获取自然状态下的绿潮的环境数据，具体可以执行如下步骤：

参考绿潮的历史移动数据，确定绿潮移动的起点和终点，对起点和终点之间的区域划分为多条断面，例如，划分为MC1到MC10共10条断面，根据每条断面的具体情况，在每条断面分别确定多个采样站点。可以使MC1到MC3对应爆发前期，分别对MC1到MC3的3条断面设置多个采样站点，分别获取各个采样站点的温度数据、盐度数据、光照数据和营养盐数据，得到自然环境下绿潮的爆发前期的环境数据。使用同样的方法，可以分别得到自然环境下绿潮的爆发期的环境数据和自然环境下绿潮的爆发后期的环境数据。

爆发期的环境要素恰是适宜浒苔生长的温度、盐度和光照，相比爆发期环境要素在爆发后期出现了高温、低盐、高光照，在爆发前期出现了低温、高盐、低光照这样规律性变化。在此基础将环境数据与各个发展阶段进行匹配，根据如下规律：爆发前期(低温、高盐、低光照)；爆发期(适宜的温度、盐度和光照)；爆发后期(高温、低盐、高光照)，可以分别得到爆发前期的模拟参数、爆发期的模拟参数和爆发后期的模拟参数。

利用在黄海绿潮爆发前期、爆发期、爆发后期调查主要环境因子(温度、盐度、光照)、海水富营养化指标(主要为硝酸盐、铵盐、磷酸盐)的时空变化特征，统计分析典型环境因子在黄海绿潮爆发过程中的规律性变化，可以分别得到分别得到爆发前期的模拟参数、爆发期的模拟参数和爆发后期的模拟参数，参见表1所示的各个发展阶段的模拟参数:

表1

使用本装置时，需先确定要观察的发展阶段，例如，确定为观察爆发前期造成绿潮的藻体的生长情况。参见表1所示，爆发前期的温度为18℃，盐度为33.2‰，光照为34μmol/m2s，硝酸盐为0.0723mg/L，氨盐为0.0851mg/L，磷酸盐为0.0250mg/L，获取爆发前期的上述模拟参数。若确定要观察的发展阶段为爆发后期，需分别获取爆发前期、爆发期和爆发后期的模拟参数。

根据发展阶段和对应的模拟参数对培养装置进行调整，以分别对各个发展阶段的环境进行模拟，从而得到不同发展阶段的样品，得到的样品形态更加均一，且无需按照特定时间到特定站点进行采样，大大减少了采样的工作量，而且可以反复进行采样，不受时间限制，为后期实验提供了极大的方便。

对不同种类的模拟参数的变化速度进行调整，改变目标种类的模拟参数变化速度或调整模拟参数，可以精准控制培养装置，改变绿潮爆发环境，从而培养得到相应的藻体样品。

本实用新型实施例提供了一种绿潮爆发环境模拟装置，该装置包括人工气候室、二氧化碳输出装置、营养盐补充装置、蠕动泵、培养装置和废液装置；培养装置通过蠕动泵分别与营养盐补充装置、废液装置连通；二氧化碳输出装置分别与营养盐补充装置、培养装置连通，并稳定输出二氧化碳。本装置通过蠕动泵提供动力，使海水在各装置之间循环以调整盐度，通过人工气候室调整温度和光照强度。本实用新型实施例，通过调整培养装置内的环境以模拟绿潮爆发环境，最终培养出生长状态更加均一的样本，另外，还能够降低为得到不同时期不同环境样本所必须的工作量。

为了方便实现对光照强度的调节，人工气候室包括光照调节装置；光照调节装置81和照明装置6通信连接，以调整照明装置6的光照强度。

参见图2所示绿潮爆发环境模拟装置的人工气候室一种结构示意框图，可以通过对光照调节装置进行设置，使光照调节装置自动按照时间并根据设置情况调整人工气候室内的光照强度至目标光照强度，方便准确，且能够大大降低人力成本。照明装置可以设置在培养装置的上方，增强对培养装置的影响，提高培养装置对光强反应的敏感度。

为了方便实现对温度的调节，人工气候室还包括温度调节装置82。

参见图2所示的绿潮爆发环境模拟装置的人工气候室一种结构示意框图，可以通过对温度调节装置进行设置，使温度调节装置自动按照时间并根据设置情况调整人工气候室内的温度至目标温度，方便准确，且能够大大降低人力成本。

为了顺利实现培养装置内海水的循环，且保证培养装置内空气的洁净，营养盐补充装置、培养装置和废液装置上分别设有通气导管74；通气导管一端设置有空气过滤器。

参见图3所示的绿潮爆发环境模拟装置空气过滤器结构示意图，通气导管上端和空气过滤器下管73连接，空气过滤器上管72与空气相接触，空气过滤器过滤层71内设有滤芯，用于将空气中的粉尘和部分细菌过滤，防止污染培养装置内的空气。营养盐补充装置、培养装置和废液装置均通过空气导管与外接连通。

为了能够持续稳定地为培养装置调整二氧化碳含量，二氧化碳输出装置内设有二氧化碳气泵，二氧化碳气泵用于稳定产生二氧化碳。

二氧化碳输出装置通过导管分别与营养盐补充装置、培养装置连通，通过控制二氧化碳输出装置的二氧化碳对营养盐补充装置和培养装置的输出，控制培养装置中的二氧化碳含量，以保证培养装置的环境。

为了便于清洁和观察，营养盐补充装置和废液装置均为三口单孔试剂瓶。

三口单孔试剂瓶主体使用透明玻璃制成，便于观察海水变化，且易于清洁，成本较低，方便使用。

为了方便对培养装置内氧气含量进行调整，该装置还包括氧气输出装置，氧气输出装置与培养装置相连通。

氧气输出装置通过导管分别与营养盐补充装置、培养装置连通，通过控制氧气输出装置的氧气对营养盐补充装置和培养装置的输出，控制培养装置中的氧气含量，以保证培养装置的环境。

为了对本装置的海水循环进行精准的控制，蠕动泵为标准速度行星式齿轮驱动数字泵。

通过对标准速度行星式齿轮驱动数字泵设置，可以更精确地控制海水循环速度及海水的流量，其运行也更加平稳。

为了增加二氧化碳在海水中的溶解速率，二氧化碳碳输出装置通过导管与培养装置连通，导管末端设置有气泡石。

本实用新型能够精确把控主要的能够影响浒苔生长的环境要素。能够为实验室控制条件下模拟研究浒苔重要生理过程的变化及其对多个典型环境因子变化的响应差异提供良好样本。同时利用前期调查数据，进一步模拟浒苔绿潮爆发具体的某一阶段环境状态，或者模拟其演变过程，能够达到在实验室控制条件下对浒苔绿潮整体爆发过程的模拟。

实施例二：

本实用新型实施例二提供了一种绿潮爆发环境模拟系统，该系统包括实施例一中的任一种绿潮爆发环境模拟装置。

本实用新型实施例提供的绿潮爆发环境模拟系统，与上述实施例提供的绿潮爆发环境模拟装置具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

本实用新型实施例所提供的系统，其实现原理及产生的技术效果和前述装置实施例相同，为简要描述，系统实施例部分未提及之处，可参考前述装置实施例中相应内容。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的绿潮爆发环境模拟系统的具体工作过程，可以参考前述绿潮爆发环境模拟装置实施例中的对应过程，在此不再赘述。

最后应说明的是：以上实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种绿潮爆发环境模拟装置，其特征在于，包括：人工气候室、二氧化碳输出装置、营养盐补充装置、蠕动泵、培养装置和废液装置；

所述营养盐补充装置、所述蠕动泵、所述培养装置和所述废液装置设置在所述人工气候室内；

所述二氧化碳输出装置分别与所述营养盐补充装置、所述培养装置连通，以分别向所述营养盐补充装置、所述培养装置输送二氧化碳；

所述营养盐补充装置通过所述蠕动泵和所述培养装置连通，所述培养装置通过所述蠕动泵和所述废液装置连通。

2.根据权利要求1所述的绿潮爆发环境模拟装置，其特征在于，所述人工气候室包括光照调节装置；

所述光照调节装置和照明装置通信连接，以调整所述照明装置的光照强度。

3.根据权利要求2所述的绿潮爆发环境模拟装置，其特征在于，所述人工气候室还包括温度调节装置。

4.根据权利要求1所述的绿潮爆发环境模拟装置，其特征在于，所述营养盐补充装置、所述培养装置和所述废液装置上分别设有通气导管；

所述通气导管一端设置有空气过滤器。

5.根据权利要求1所述的绿潮爆发环境模拟装置，其特征在于，所述二氧化碳输出装置内设有二氧化碳气泵，所述二氧化碳气泵用于稳定产生二氧化碳。

6.根据权利要求1所述的绿潮爆发环境模拟装置，其特征在于，所述营养盐补充装置和所述废液装置均为三口单孔试剂瓶。

7.根据权利要求1所述的绿潮爆发环境模拟装置，其特征在于，还包括氧气输出装置，所述氧气输出装置与所述培养装置相连通。

8.根据权利要求1所述的绿潮爆发环境模拟装置，其特征在于，所述蠕动泵为标准速度行星式齿轮驱动数字泵。

9.根据权利要求1所述的绿潮爆发环境模拟装置，其特征在于，所述二氧化碳碳输出装置通过导管与所述培养装置连通，所述导管末端设置有气泡石。

10.一种绿潮爆发环境模拟系统，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的绿潮爆发环境模拟装置。